本发明属于医用敷料，具体涉及一种具有自泵功能的自发电医用敷料及其制备方法。
背景技术：
1、近年来，采用不同种类供电模块与医用敷料层层复合成为设计自供电电刺激敷料的常用方式，但供电模块与敷料本体分离，导致敷料结构及制备工艺复杂，降低了其实际应用价值。
2、目前现有的电刺激医用敷料，普遍存在无法简单稳定自供电和治疗手段单一的问题，伤口大量渗液未能及时排出加重伤口炎症反应，不能有效进行电刺激引导的细胞定向迁移，导致治疗效果有限，难以满足医疗卫生领域对慢性伤口治疗的迫切需求。
3、有学者利用摩擦纳米发电、压电纳米发电将机械能转换为电能，复合的纳米发电机根据运动强度提供双向脉冲电刺激，敷料供电需依赖运动，运动容易对伤口造成撕裂和挤压等二次伤害，严重制约电刺激的应用效果。还有学者通过向敷料添加光电效应材料，利用外置激发光源照射实现将光能转换为电能，提供单向脉冲电势，利用光能转换为电能，需要依赖外部设备进行供电，长周期稳定供电受限，降低了其实际应用价值。还有学者通过磁控溅射zn、ag电极，体液作为电解质，形成原电池电刺激敷料，在市售棉布上静电纺丝tpu纤维构成润湿性梯度结构，实现渗液管理功能。还有学者提供了一种ag/zn微电流医用敷料的制备方法，所制备的医用敷料在模拟体液环境中能够释放0.35～0.9v的电压，加速细胞的迁移，促进伤口愈合，减少顽固性伤口愈合时间。然而在使用锌/银微电池过程中，由于氧化还原反应，锌极的电偶腐蚀，银极电极被保护，所以持续放电时间由锌电极的含量决定。对于金属微电池敷料来说，其潜在生物安全风险主要来自于放电反应中产生的金属离子。如果需要持续长时间放电将意味着金属离子的浓度升高，将导致生物安全风险增加，敷料的实际应用效果将大打折扣，且功能较为单一，缺乏渗液吸湿保湿功能。
4、因此，如何提供一种具有自泵功能的自发电医用敷料是本发明要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明针对现有电刺激医用敷料普遍存在无法简单稳定自供电和治疗手段单一的问题，提出基于湿电效应，具有自泵功能的伤口原位渗液发电敷料，一体化解决伤口原位发电和渗液的有效管理。
2、本发明还提供了一种具有自泵功能的自发电医用敷料的制备方法。
3、通过将导电水凝胶、导电高分子复合膜、导电纳米纤维膜等材料覆盖伤口，并连接外置电源的方式可直接对伤口施加直流、脉冲、交流等不同形式电刺激,可诱导角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞增殖和迁移，加快伤口再上皮化、胶原基质形成、血管生成,最终显著加快伤口愈合速度。然而，传统外置电源设备体积庞大，无法便携，电刺激敷料无法长时间工作，通常采取短周期方式(<1h/d)施加电刺激，严重影响治疗效果，开发自供电电刺激敷料成为研究发展的趋势。此外，采用不同种类自供电模块与医用敷料复合成为设计自供电电刺激敷料的常用方式。例如，利用摩擦纳米发电、压电纳米发电将机械能转化为电能，复合的电刺激敷料根据运动强度产生脉冲式交流电势；通过向敷料添加具有光电效应材料，利用外置激发光源照射可实现光能转换为电能，提供单向脉冲电势；在水凝胶表面集成柔性电路板，通过无线射频能量转换为电能，可在伤口施加程序化单向脉冲电势。然而，上述电刺激敷料依赖于运动、外部设备等条件，供电持续性欠佳，且供电模块与敷料本体分离，导致敷料制备工艺复杂，降低了其实际应用价值。进一步的，慢性伤口过多的伤口渗液未能及时排出容易导致伤口细菌感染、炎症反应等不良情况，导致创面不具备良好的愈合微环境，以及肉芽组织和表皮组织的生长条件，不能有效传递电刺激信号引导细胞定向迁移，导致电刺激单一手段治疗效果有限。为了进一步满足慢性伤口的护理需求，需要一种新型自供电电刺激敷料，包括了吸附渗液、维持伤口润湿环境、电刺激伤口愈合等功能。
4、本发明的第一方面提供了一种具有自泵功能的自发电医用敷料，包括依次设置的发电层和渗液吸湿保湿层，所述发电层包括基材，所述基材中分布有湿电效应活性物质和电极材料。
5、本发明关于具有自泵功能的自发电医用敷料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
6、本发明的具有自泵功能的自发电医用敷料，由两层结构组成，底层为发电层，实现自发电功能，上层为渗液吸湿保湿层，实现自泵功能并具体产生了以下技术效果：
7、优异的生物相容性。印刷生物相容性电极材料，不会对伤口产生生物毒性。同时，电极之间不涉及电化学腐蚀反应，不会由于电极的氧化还原反应导致金属离子浓度上升或者影响伤口酸碱平衡，从而影响创面愈合效果。
8、高效的渗液管理能力。将发电层与渗液吸湿保湿层复合，使得敷料能够主动吸收伤口渗液，避免伤口由于渗液反复浸润出现的炎症反应，同时为伤口提供利于愈合的润湿环境。
9、适用于工业化生产。本发明具有自泵功能的自发电医用敷料，可以由纺丝技术和电极印刷技术制备得到，这些技术均已有成熟的工业化生产线。熔喷技术成熟且生产速度快，纺粘法工艺简单、产量高，静电纺生产速度相对较慢，但结合其他方法也能够优化整体生产效率。此外，发电层的原材料选择广泛且成本较低，使其具备良好的成本效益。
10、根据本发明的一些实施方式，所述渗液吸湿保湿层的材质包括泡沫敷料、藻酸盐敷料、羧甲基纤维素敷料、活性炭纤维敷料、无纺布敷料和水胶体敷料中的至少一种。
11、将发电层与泡沫、藻酸盐、羧甲基纤维素、活性炭纤维、无纺布或水胶体医用敷料复合，使得敷料能够主动吸收伤口渗液，避免伤口由于渗液反复浸润出现的炎症反应，同时为伤口提供利于愈合的润湿环境。
12、根据本发明的一些实施方式，所述基材的材质包括pp(聚丙烯)、pe(聚乙烯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pa(聚酰胺)、pcl(聚己内酯)、pu(聚氨酯)、pan(聚丙烯腈)、pva(聚乙烯醇)和pla(聚乳酸)中的至少一种。
13、根据本发明的一些实施方式，所述湿电效应活性物质包括go(氧化石墨烯)、rgo(还原氧化石墨烯)、pssa(磺化聚苯乙烯酸)、cb(炭黑)、cnt(碳纳米管)和石墨中的至少一种。
14、根据本发明的一些实施方式，所述电极材料包括cnt(碳纳米管)、cb(炭黑)、ag(银)、cu(铜)、pt(铂)、au(金)和石墨中的至少一种。
15、根据本发明的一些实施方式，所述基材中，湿电效应活性物质的质量百分比为0.1～10wt％。
16、根据本发明的一些实施方式，所述基材中，电极材料的质量百分比为0.1～50wt％。
17、根据本发明的一些实施方式，所述发电层的制备方法包括：将基材原料与所述湿电效应活性物混合后，通过熔喷纺丝、纺粘纺丝或静电纺丝制备得到基材，通过丝网印刷将所述电极材料印制在所述基材两侧。
18、根据本发明的一些实施方式，所述发电层的制备方法包括：称取一定量的原材料(指cnt、cb、ag、cu、pt、au、石墨中的一种)粉末，分散在0.1～100wt％羧甲基纤维素钠(cmc)、dmf、乙醇、或吐温分散液中的至少一种，采用超声分散5～30min后，加入丙烯酸树脂液(作为粘结剂，起到粘结作用)磁力搅拌1～2h，最后加入海藻酸钠(作为增稠剂，起到调节粘稠度的作用)磁力搅拌1～2h。电极材料的配方比例为分散液30～90％、原材料粉末0.1～50％、丙烯酸树脂10～20％、海藻酸钠2～5％。将电极材料丝网印刷在无纺布的两侧，形成发电层。
19、根据本发明的一些实施方式，熔喷纺丝的方法可以是：称取一定量的高分子聚合物和湿电效应活性物质，按比例混合后投入挤出机使其熔融。熔体通过喷丝板挤出后经高温空气喷射牵伸至超细纤维，固化后形成无纺布。聚合物颗粒混合比例范围为90～99.9％，湿电效应活性物质混合比例范围为0.1～10％，挤出温度为150～300℃，挤出机压力为5～50mpa，空气温度为100～350℃，熔体流量为1～1000kg/h，喷丝板孔径为0.1～1mm。
20、根据本发明的一些实施方式，纺粘纺丝的方法可以是：称取一定量的高分子聚合物和湿电效应活性物质，按比例混合后投入挤出机使其熔融。熔体通过喷丝板挤出后冷却固化，通过高速牵伸装置对纤维进行牵伸后形成无纺布。聚合物颗粒混合比例范围为90～99.9％，湿电效应活性物质混合比例范围为0.1～10％，挤出温度为150～300℃，挤出机压力为5～50mpa，熔体流量为1～1000kg/h，喷丝板孔径为0.1～1mm，牵伸速度为1000～5000m/min。
21、根据本发明的一些实施方式，静电纺丝的方法可以是：称取一定量的高分子聚合物和湿电效应活性物质，溶解在dmf、dcm或dmso溶剂中的至少一种，在室温下用磁力搅拌器连续搅拌4～24h得到浓度为5～30wt％高分子聚合物(0.1～10wt％活性物质)的纺丝液。将纺丝液注入注射器中，使用10～30g的金属枕头进行纺丝，直流正电压为1～50kv，直流负电压为1～50kv，纺丝液流量为0.01～10ml/h，喷头到接收器的距离为5～30cm。
22、本发明的第二方面提供了一种制备本发明第一方面自发电医用敷料的方法，包括通过热粘合或化学粘合的方式，将所述发电层和渗液吸湿保湿层粘合的步骤。
23、本发明关于自发电医用敷料的制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
24、本发明的制备方法，无需昂贵的设备和复杂的过程控制，反应条件不苛刻，原料易得，生产成本低，容易工业化生产。
1.一种具有自泵功能的自发电医用敷料，其特征在于，包括依次设置的发电层和渗液吸湿保湿层，所述发电层包括基材，所述基材中分布有湿电效应活性物质和电极材料。
2.根据权利要求1所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述渗液吸湿保湿层的材质包括泡沫敷料、藻酸盐敷料、羧甲基纤维素敷料、活性炭纤维敷料、无纺布敷料和水胶体敷料中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述基材的材质包括pp、pe、pet、pa、pcl、pu、pan、pva和pla中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述湿电效应活性物质包括go、rgo、pssa、cb、cnt和石墨中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述电极材料包括cnt、cb、ag、cu、pt、au和石墨中的至少一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述基材中，湿电效应活性物质的质量百分比为0.1～10wt％。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述基材中，电极材料的质量百分比为0.1～50wt％。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的自发电医用敷料，其特征在于，所述发电层的制备方法包括：将基材原料与所述湿电效应活性物质混合后，通过熔喷纺丝、纺粘纺丝或静电纺丝制备得到基材，通过丝网印刷将所述电极材料印制在所述基材两侧。
9.一种制备如权利要求1至8中任一项所述的自发电医用敷料的方法，其特征在于，包括通过热粘合或化学粘合的方式，将所述发电层和渗液吸湿保湿层粘合的步骤。
