本发明涉及生物医用材料，具体的涉及一种抗菌促愈合水凝胶敷料及其制备方法。
背景技术：
1、皮肤是人体组织器官的重要屏障，保护内脏器官免受微生物入侵，可在外界刺激时发挥重要的保护作用。人体内自然存在电场，分布于皮肤上皮细胞质膜上的离子通道在定向转运钠、钾、氯离子时会产生电位差，也叫做跨上皮电位。当皮肤伤口形成时，跨上皮电位发生短路，导致伤口中心带有更多负电并与周围正常皮肤存在电势差，从而形成内源性侧向电场，电场方向由边缘正常皮肤指向伤口中心，这个电场可以促进细胞定向迁移和增殖，并可持续稳定到伤口完成再上皮化。基于内源性侧向电场的理论，有研究者提出施加外源性侧向电场促进伤口愈合，研究表明，外加电刺激可以促进细胞迁移和增殖，减轻炎症反应，可促进血管再生加速皮肤愈合等。然而，直接外加电刺激在可操作性上存在问题，需要开发一种可以自行形成电场的促愈合敷料。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本发明设计了一种抗菌促愈合水凝胶敷料，通过具有热电效应的水凝胶与载药纳米纤维膜搭配使用，水凝胶层可以通过温度差产生热电效应促进伤口边缘细胞的增值分化，同时促进载药纳米纤维膜层的药物释放，从而促进伤口愈合。
2、为实现上述技术目的，本发明提供了一种抗菌促愈合水凝胶敷料，所述敷料至少包括水凝胶层和载药纳米纤维膜层；
3、所述水凝胶层至少包括载体物质、热电偶离子对供应物质；
4、所述载药纳米纤维膜至少包括纤维膜载体和药物粉末。
5、在本发明的一些技术方案中，所述水凝胶层的载体物质为聚乙烯醇。
6、在本发明的一些技术方案中，所述热电偶离子对供应物质为硫酸钠和亚硫酸钠。进一步的，两物质在水凝胶层中的浓度相等。所述物质能够在温度差的作用下发生氧化还原反应，产生电势差。
7、在本发明的一些技术方案中，所述水凝胶层还包括氯化钠。氯化钠与硫酸钠在水凝胶中物质的量浓度之比为0-6，具体的，可以例举0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6。氯化钠的加入可以补充电子，增加电子移动速度，从而进一步增加电导率，并且随着氯化钠浓度的增加，输出电压也会随之增大。除此之外，氯化钠提供的离子会在聚乙烯醇冻融循环过程中诱导聚合物链段的聚集和排布，从而增强水凝胶的力学拉伸性能。
8、在本发明的一些技术方案中，所述水凝胶层还包括光热试剂。
9、进一步的，所述光热试剂为聚多巴胺。聚多巴胺具有良好的光热转换能力，增加水凝胶的光热性能，并且光热性能随聚多巴胺添加浓度的提高而提升。加入该光热试剂后，可以通过近红外光的局部照射，在水凝胶不同部位产生温度差，进而促进热电偶离子对提供物质的氧化还原反应发生，产生电势差。
10、在本发明的一些技术方案中，所述纤维膜载体为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。
11、在本发明的一些技术方案中，所述载药纳米纤维膜还包括明胶，明胶与纤维膜载体与明胶的质量比为0-0.5。明胶加入后可以进一步提升载药纳米纤维膜药物释放速率，提升载药纳米纤维膜的亲水性。
12、在本发明的一些技术方案中，所述药物粉末为姜黄素。
13、在本发明的一些技术方案中，所述载药纳米纤维膜的厚度为0.15-0.17mm。
14、在本发明的一些技术方案中，所述水凝胶层厚度2-3mm。
15、在本发明的一些技术方案中，所述水凝胶层外直径大于载药纳米纤维膜。
16、本发明还提供一种抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
17、步骤1，以六氟异丙醇为溶剂，加入聚乳酸-羟基乙酸共聚物、明胶、药物粉末配置纺丝液；
18、步骤2，将步骤1制备的纺丝液通过静电纺丝，制备得到载药纳米纤维膜；
19、步骤3，以水为溶剂，加入氯化钠、热电偶离子对供应物质，搅拌至充分溶解后加入光热试剂，超声分散均匀得到混合溶液a；
20、步骤4，配置水凝胶载体水溶液，加入步骤3的混合溶液中，充分搅拌得到水凝胶前驱体混合液b；
21、步骤5，将步骤2制备的载药纳米纤维膜浸泡入步骤4的水凝胶前驱体混合液中，冻融循环后得到所述抗菌促愈合水凝胶敷料。
22、在本发明的一些技术方案中，所述步骤1纺丝液中聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量分数为12-18％，明胶的质量分数为0-6％；进一步的，明胶与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量比为0.1-0.5，随着明胶占比的上升，由于明胶本身带有大量的亲水氨基、羟基等基团，随着明胶的占比提升，纳米纤维膜的亲水性能上升，水分子更易进入纤维内部，并随着震荡作用带出药物分子，从而提升药物的释放效果。
23、在本发明的一些技术方案中，所述步骤1纺丝液中姜黄素的质量分数为0.1-10％。优选的，姜黄素的质量分数为0.8-1.0％。
24、在本发明的一些技术方案中，所述步骤2静电纺丝步骤，调节环境温度至24-26℃，环境湿度为38-42％；
25、在本发明的一些技术方案中，所述步骤2静电纺丝步骤，选用22号纺丝针头，设置纺丝电压为18kv，接收距离为18cm，纺丝速率为0.9-1.1ml/h。
26、在本发明的一些技术方案中，所述步骤3混合溶液a中氯化钠的摩尔浓度为0-0.6mol/l，具体的可以例举0mol/l、0.1mol/l、0.2mol/l、0.3mol/l、0.4mol/l、0.5mol/l、0.6mol/l，进一步的优选0.6mol/l。在相同的温差下，氯化钠的摩尔浓度越高，制备的水凝胶可以得到的输出电压越大。
27、在本发明的一些技术方案中，所述步骤3混合溶液a硫酸钠和亚硫酸钠的摩尔浓度为0.1mol/l。
28、在本发明的一些技术方案中，所述步骤3混合溶液a聚多巴胺的质量分数为0-0.15％，添加聚多巴胺可以进一步增加水凝胶的光热效应，聚多巴胺的添加量越高，水凝胶的光热转换效果最好。
29、在本发明的一些技术方案中，所述步骤4中水凝胶载体为聚乙烯醇。
30、在本发明的一些技术方案中，所述步骤4水凝胶前驱体混合液b制备具体包括以下步骤：将聚乙烯醇加入到85-95℃的去离子水中搅拌溶解1.5-2.5h，得到聚乙烯醇水溶液；将聚乙烯醇水溶液与步骤3中得到的混合溶液a等体积混合，搅拌25-35min后得到水凝胶前驱体混合液b。
31、在本发明的一些技术方案中，所述步骤4中配置的聚乙烯醇水溶液质量浓度为8-12％。
32、在本发明的一些技术方案中，所述步骤5水凝胶前驱体混合液b冻融循环，冷冻温度-21℃至-23℃，冷冻时间20-22h；解冻温度24-26℃，解冻时间2-4h；冻融循环2-5次。
33、本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
34、1.本发明通过静电纺丝制备了载药纳米纤维膜，然后复合具有热电效应的水凝胶，形成双层敷料，下层为载药纳米纤维膜，能够在伤口处缓慢释放药物；上层为具有热电效应的水凝胶，能够通过温度温度梯度驱动氧化还原离子对平衡电势变化，形成电势差产生电刺激，促进伤口边缘细胞增殖分化，向伤口中心靠拢，从而促进伤口愈合；
35、2.本发明通过在水凝胶层中进一步添加聚多巴胺，为水凝胶提供光热效应，聚多巴胺能够在近红外光的照射下，吸收光能转换成热能，在局部照射的情况下可以增加水凝胶的温度梯度，提升电势差，同时还能进一步促进药物释放，达到控制药物释放的效果；同时聚多巴胺还能与姜黄素协同作用，提升抗菌效果。
36、3.本发明复合的水凝胶还能够赋予伤口湿润的环境能够刺激细胞增殖、可加快表皮迁移速度，有利于伤口愈合；同时，载药纳米纤维膜中引入明胶，增加载药纳米纤维膜的亲水性，与水凝胶复合作用，促进水分进入载药纳米纤维膜的内部，并带动药物释放。
1.一种抗菌促愈合水凝胶敷料，其特征在于，所述敷料至少包括水凝胶层和载药纳米纤维膜层；所述水凝胶层至少包括载体物质、热电偶离子对供应物质；所述载药纳米纤维膜至少包括纤维膜载体和药物粉末。
2.根据权利要求1所述的抗菌促愈合水凝胶敷料，其特征在于，所述水凝胶层还包括氯化钠；所述水凝胶层还包括光热试剂，所述光热试剂为聚多巴胺。
3.根据权利要求1所述的抗菌促愈合水凝胶敷料，其特征在于，所述载药纳米纤维膜还包括明胶，所述明胶与所述纤维膜载体的质量比为0-0.5。
4.根据权利要求1所述的抗菌促愈合水凝胶敷料，其特征在于，所述载药纳米纤维膜的厚度为0.15-0.17mm，所述水凝胶层厚度2-3mm。
5.一种如权利要求1所述抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤1纺丝液中所述纤维膜载体物质为聚乳酸-羟基乙酸共聚物；所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量分数为12-18％；所述明胶的质量分数为0-6％。
7.根据权利要求5所述的抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤2静电纺丝步骤，调节环境温度至24-26℃，环境湿度为38-42％；选用22号纺丝针头，设置纺丝电压为18kv，接收距离为18cm，纺丝速率为0.9-1.1ml/h。
8.根据权利要求5所述的抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中氯化钠的摩尔浓度为0-0.6mol/l，硫酸钠和亚硫酸钠的摩尔浓度为0.1mol/l。
9.根据权利要求5所述的抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中水凝胶载体为聚乙烯醇，水凝胶前驱体混合液b制备具体包括以下步骤：将聚乙烯醇加入到85-95℃的去离子水中搅拌溶解1.5-2.5h，得到聚乙烯醇水溶液；将聚乙烯醇水溶液与步骤3中得到的混合溶液a等体积混合，搅拌25-35min后得到水凝胶前驱体混合液b。
10.根据权利要求5所述的抗菌促愈合水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤5水凝胶前驱体混合液b冻融循环，冷冻温度-21℃至-23℃，冷冻时间20-22h；解冻温度24-26℃，解冻时间2-4h；冻融循环2-5次。
