本发明涉及高分子材料，具体涉及一种用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法。
背景技术：
1、糖尿病是一种常伴有多种高血糖相关并发症的慢性代谢紊乱性疾病。糖尿病患者的伤口有细菌感染和愈合延迟的高风险，这可能是由于伤口处的高糖环境和局部的血管、神经受损。此外，糖尿病患者的免疫系统受到损害，使伤口对细菌感染的抵抗力降低。尽管进行了手术和药物干预，感染的糖尿病伤口治疗仍然具有挑战性，并可能导致严重的并发症，如长期不愈合、坏死和纤维化。因此，迫切需要开发有效、合适的糖尿病创面修复敷料。
2、多年来，各种类型的伤口敷料已被开发和用于皮肤愈合，包括海绵、纱布、粉末、绷带和水凝胶等多个种类。其中，具有固有孔隙率的水凝胶通过创造一个潮湿的环境，展示了其促进组织再生的优越能力。此外，亲水性水凝胶吸水后粘性减小的特点使得人们很容易地将它从皮肤上去除，从而减少疼痛和继发性损伤的风险。尽管如此，目前临床使用的水凝胶材料存在着对组织表面的粘附力弱、组织样力学差、降解率慢、抗菌效果不佳的缺点。因此，开发具有强粘附性、力学性能强、可调节生物降解性和药物释放的水凝胶是糖尿病伤口治疗的临床实践中迫切需要的解决的科学问题。
3、粘附性水凝胶已经成为一种很有前途的伤口愈合解决方案，因为它们可以安全地固定在皮肤表面，以防止敷料脱离和二次污染。近几十年来，研究人员开发了基于不同的粘附机制大量用于伤口愈合的粘附剂水凝胶。比如席夫碱基水凝胶依赖于组织中醛基和氨基之间的相互作用来进行粘附，但其临床应用受到了界面韧性较弱的限制。同样的，天然多巴胺水凝胶已被证明通过儿茶酚基团和组织中氨基或巯基之间的相互作用增强粘附，但暴露于空气中多巴胺的儿茶酚基团氧化为醌基团会导致灵活性降低和粘附损失。此外，动态非共价键驱动水凝胶由于其良好的粘附性和柔韧性，目前也已成为一种很有前途的伤口愈合解决方案。有研究人员探索了使用n-三羟甲基甲基丙烯酰胺来制造具有改进性能的新型粘附剂水凝胶。然而，由于机械强度和拉伸性能不足，n-三羟甲基甲基丙烯酰胺基水凝胶在实现有效关闭运动部件方面仍然面临挑战。
4、在本发明中，开发了一种基于n-三羟甲基甲基丙烯酰胺的多种动态非共价键的高可拉伸粘合剂和抗菌水凝胶。这种水凝胶被设计用于促进糖尿病伤口的伤口愈合和组织再生，具有粘附性适当、力学性能强、可调节生物降解性和控制药物释放等优势。由于水凝胶的动态特性，它的伸长能力超过1600％，组织粘附应力最高达10kpa。实验结果也表明，水凝胶具有良好的生物相容性、抗菌性能、加速糖尿病创面的愈合和减少疤痕的产生。同时水凝胶具有易于合成的工艺、足够的机械强度和粘附性，有潜力为有效处理慢性糖尿病创面提供一种有前途的、实用的联合治疗方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，以壳聚糖和妥布霉素为动态物理交联剂，在紫外灯照射下通过n-丙烯酰三酯(羟甲基)氨基甲烷和丙烯酸的自由基聚合制备水凝胶。通过共聚物的羧基与妥布霉素的氨基之间的静电相互作用，将妥布霉素纳入到水凝胶网络中，从而增加机械强度并控制药物释放。壳聚糖作为另一个交联剂存在，可以调节水凝胶的机械强度。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
3、一种用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖、妥布霉素、丙烯酸、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺、α-酮戊二酸和蒸馏水混合为水凝胶前驱体溶液，所述前驱体溶液加入模具中经过紫外光照射后得到抗菌水凝胶。
4、进一步的，所述壳聚糖与妥布霉素为动态物理交联剂，在紫外灯照射下通过n-丙烯酰三酯(羟甲基)氨基甲烷和丙烯酸的自由基聚合制备水凝胶。通过共聚物的羧基与妥布霉素的氨基之间的静电相互作用，将妥布霉素纳入到水凝胶网络中，从而增加机械强度并控制药物释放。
5、进一步的，所述壳聚糖用量与水凝胶的机械强度相关。
6、进一步的，所述前驱体溶液中各成分重量份比例为：壳聚糖20-60份、妥布霉素6-12份、丙烯酸100-300份、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺200-600份、α-酮戊二酸5-15份、蒸馏水1200-3600份。
7、进一步的，所述前驱体溶液中各成分重量份比例为：壳聚糖30份、妥布霉素9份、丙烯酸200份、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺400份、α-酮戊二酸10份、蒸馏水2400份。
8、进一步的，所述壳聚糖的的分子量为180-220kda，脱乙酰度为85-95％。
9、进一步的，所述壳聚糖的的分子量为200kda，脱乙酰度为90％。
10、进一步的，所述前驱体溶液加入模具前进行超声2分钟除氧。
11、进一步的，所述紫外光的照射时间为0.5-1h。
12、另一方面，本发明提出的上述制备方法中，所述壳聚糖的等效替代物为含有氨基的聚合物，包括但不限于明胶与聚赖氨酸。
13、本发明的有益效果：
14、1.促进糖尿病伤口的愈合和组织再生：该水凝胶利用其动态非共价键的特性，可以形成可拉伸的网络结构，提供适当的粘附性和强大的力学性能。这种网络结构能够与创面组织紧密结合，促进创面的愈合和组织再生。同时，水凝胶的粘附性适当，有助于防止敷料脱离和二次污染，提高创面愈合的成功率。
15、2.有效防止感染：使用妥布霉素作为抗菌剂，将其纳入水凝胶网络中，可以实现对多种细菌的抗菌效果。妥布霉素通过共聚物的羧基与其氨基之间的静电相互作用，可以稳定地嵌入水凝胶结构中，从而延缓药物的释放速度，并持续释放抗菌活性成分，有效降低糖尿病伤口感染的风险。
16、3.可调节的生物降解性：壳聚糖作为交联剂，可以调节水凝胶的机械强度和生物降解性。壳聚糖是一种天然多糖，具有优异的生物相容性，能够与人体组织相互作用并逐渐降解。通过调节壳聚糖的用量，可以改变水凝胶的交联程度，进而调节水凝胶的机械性能和降解速率。适当的降解速率有利于创面新生组织的生长和再生。
17、4.控制药物释放：水凝胶中嵌入的妥布霉素可以通过静电相互作用和水凝胶的动态特性，实现对药物释放的控制。水凝胶的网络结构可以限制药物的扩散和释放，延缓药物的释放速度。这种控制释放有助于维持药物在创面处的高浓度，并持续发挥抗菌作用，从而提高治疗效果。
18、5.易于合成的工艺：该水凝胶的制备方法采用常见的化学试剂和设备，操作简单易行。通过将壳聚糖、妥布霉素、丙烯酸、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺、α-酮戊二酸和蒸馏水混合为水凝胶前驱体溶液，然后经过紫外光照射，就可以制备得到具有优良性能的抗菌水凝胶。这种简单易行的工艺有助于提高水凝胶的生产效率和可行性。
19、6.优异的物理性质：本技术以壳聚糖(cs)和妥布霉素(to)为动态物理交联剂，通过n-三羟甲基甲基丙烯酰胺(thma)和丙烯酸(aa)的自由基聚合制备了水凝胶。to通过共聚物的羧基与to的氨基之间的静电相互作用加入水凝胶网络，从而增加机械强度和控制药物释放。水凝胶的伸长能力超过1600％，组织粘附应力最高达10kpa。
20、综上所述，该水凝胶具有促进糖尿病伤口愈合和组织再生、有效防止感染、可调节的生物降解性和药物释放的优点，可作为慢性感染性糖尿病创面的联合治疗方法。
21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
1.一种用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将壳聚糖、妥布霉素、丙烯酸、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺、α-酮戊二酸和蒸馏水混合为水凝胶前驱体溶液，所述前驱体溶液加入模具中经过紫外光照射后得到抗菌水凝胶。
2.如权利要求1所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述壳聚糖与妥布霉素为动态物理交联剂，在紫外灯照射下通过n-丙烯酰三酯(羟甲基)氨基甲烷和丙烯酸的自由基聚合制备水凝胶；通过共聚物的羧基与妥布霉素的氨基之间的静电相互作用，将妥布霉素纳入到水凝胶网络中，达到增加机械强度并控制药物释放的效果。
3.如权利要求2所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述壳聚糖用量与水凝胶的机械强度相关。
4.如权利要求1所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液中各成分重量份比例为：壳聚糖20-60份、妥布霉素6-12份、丙烯酸100-300份、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺200-600份、α-酮戊二酸5-15份、蒸馏水1200-3600份。
5.如权利要求4所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液中各成分重量份比例为：壳聚糖30份、妥布霉素9份、丙烯酸200份、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺400份、α-酮戊二酸10份、蒸馏水2400份。
6.如权利要求4所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的的分子量为180-220kda，脱乙酰度为85-95％。
7.如权利要求6所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的的分子量为200kda，脱乙酰度为90％。
8.如权利要求1所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液加入模具前进行超声2分钟除氧。
9.如权利要求1所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述紫外光的照射时间为0.5-1h。
10.如权利要求1-9任一项所述的用于感染性糖尿病创面愈合的抗菌水凝胶制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的等效替代物为含有氨基的聚合物，包括但不限于明胶与聚赖氨酸。
