一种具有抗菌功能且可促进伤口愈合的中药水凝胶敷料的制备方法

本发明涉及一种具有抗菌功能且可促进伤口愈合的负载中药的双网络水凝胶敷料的制备方法，属于生物医用材料。

背景技术：

1、皮肤能够有效隔绝人体内部与外界环境的接触，抵御大量外界细菌入侵人体内部，当皮肤受到损伤时，医用敷料是一种可以暂时替代受损皮肤起到屏障作用的材料，在伤口愈合过程中发挥着止血、保护伤口及防止感染等重要作用。传统创伤敷料主要包括棉花、纱布、麻布和绷带等，这些敷料成本便宜，来源广泛。然而这些传统创伤敷料在使用中仍存在一些问题，其一，组织液吸收量少，容易被组织液浸透，需要频繁更换敷料。其二，易与伤口粘液发生粘连，造成皮肤二次损伤。随着现代医学的发展，现代医用敷料进入人们的视野，按照材料可以分为薄膜、泡沫、海藻酸盐和水凝胶等。其中水凝胶医用敷料是一种高度亲水的三维网络聚合物，具有良好的生物相容性、溶胀性，以及类似于软组织细胞外基质的机械性能。水凝胶可以在伤口修复过程中提供长期稳定的湿润环境，这有助于新肉芽的生长，并使细胞活力和细胞分裂处于相对有利的环境中，促进伤口愈合。然而传统水凝胶敷料大多数功能单一，不具备抗菌功能，而且湿润的环境也会加快细菌的繁殖速度。为了解决细菌感染的问题，急需开发新型功能性的医用敷料。

2、细菌感染是影响伤口愈合的重要因素，然而，由于滥用抗生素，导致了耐药菌的出现，这给抗菌带来了很大的挑战。世界卫生组织估计，全球每年将有近2050万人死于抗生素耐药细菌。目前，使用抗菌剂如无机抗菌剂，包括季铵盐、金属和金属氧化物纳米粒子，以及有机抗菌剂，如环丙沙星、万古霉素和氯霉素来填充水凝胶是常见的治疗方法。然而，无机抗菌剂通常具有出一定的细胞毒性，有机抗菌剂表现出不稳定性。因此，临床上仍迫切需要开发新型的抗菌剂来对抗细菌感染。

3、许多研究表明，中药及其有效成分对抗生素耐药菌具有抗菌活性，可增强抗生素耐药菌的易感性，降低抗菌剂所需用量和耐药率。中药含有多种活性成分，包括类黄酮、生物碱、酚类、醌类等，可抑制耐药菌的生长。盐酸小檗碱（bbr）是一种季铵异喹啉类生物碱，存在于中草药中，具有广谱抗菌性和抗氧化的能力。此外，bbr可以作为介导声动力学疗法的声敏剂治疗各种疾病。在超声照射下，bbr与周围的o2和h2o分子发生反应，产生活性氧（ros）。然而bbr的抗菌能力在超声照射下是有限的，很难在短时间内做到高效杀菌。

4、石墨烯量子点（gqds）作为新型抗菌剂，有着良好的抗菌活性和生物相容性。且gqds的小尺寸和高比表面积对细菌有较好的吸附作用，有利于对细菌的捕获，从而抑制细菌的生长，在克服抗生素耐药细菌方面具有巨大潜力。如果将bbr与gqds联合使用，两者的协同作用可以使bbr在细菌感染的治疗中更好的发挥作用。

技术实现思路

1、针对现今市场上常用的纤维类外伤敷料的不足，本发明提供了一种具有抗菌功能且可促进伤口愈合的中药水凝胶敷料的制备方法，该水凝胶敷料通过声动力作用进行快速杀菌，并且通过在水凝胶中加入bbr，使水凝胶具有抗氧化能力。

2、传统水凝胶敷料不具备抗菌能力，无法治疗细菌感染，而细菌感染一直是伤口难以愈合的最大障碍。本发明引入石墨烯量子点（gqds）来增强盐酸小檗碱（bbr）的抗菌能力，将gqds与bbr结合制成gqds/bbr纳米复合材料，并选择明胶（g）和海藻酸钠（sa）作为复合材料的载体制成gqds/bbr抗菌双网络水凝胶敷料。制得的水凝胶敷料能够在声动力作用下表现出较高的ros生成效率，很大程度上提高了bbr的杀菌能力，从而在短时间内实现高效快速杀菌。同时gqds/bbr双网络水凝胶敷料具有优异的抗氧化性和生物相容性，能够用于治疗情况复杂的深度伤口，经过相应的抗菌实验与伤口愈合实验，取得了令人满意的结果。

3、本发明提供了一种具有抗菌功能且可促进伤口愈合的中药水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）将柠檬酸和组氨酸溶解在超纯水中，形成的混合溶液中柠檬酸的浓度为1.5～2.5 mol/l，组氨酸的浓度为1～2 mol/l；

5、将混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，在烘箱中加热，然后冷却至室温；所得的gqds粗样在超纯水中溶解，形成清晰的gqds溶液；溶液用氢氧化钠调至中性，然后用透析袋进行透析并冷冻干燥，得到gqds的纯固体纳米颗粒；

6、（2）将步骤（1）所得到的gqds纳米颗粒分散在去离子水中配制成均匀溶液，然后将gqds溶液和bbr溶液（0.5～1 mg/ml）按体积比vgqds：vbbr=1～3：1混合均匀，室温下用磁力搅拌器搅拌，将分散液冷冻干燥得到gqds/bbr纳米复合材料；

7、（3）分别将明胶（g）和海藻酸钠（sa）溶解在水中，在恒温水浴锅中搅拌均匀得到明胶/海藻酸钠（g/sa）混合溶液；混合溶液中明胶的浓度为15～25 g/l，海藻酸钠的浓度为35～65 g/l；

8、（4）将0.001～0.005 g的gqds/bbr纳米复合材料加入1～3 ml的明胶/海藻酸钠（g/sa）混合溶液当中并进行搅拌，待形成均一的分散液后，向分散液中加入cacl2溶液使其交联，通过制备得到gqds/bbr双网络水凝胶。

9、对上述方法步骤进一步的特征说明如下：

10、步骤（1）中，反应釜在烘箱中加热的温度为200～300 ℃，保温时间为2～4 h，透析袋所用的截留分子量为3500 da，所述冷冻干燥的温度为-50 ℃，干燥时间为24 h。

11、步骤（2）中，gqds溶液溶度为0.1～1 mg/ml，磁力搅拌的转速为4000 r/min，搅拌时间为24～48 h，所述冷冻干燥的温度为-50 ℃，干燥时间为48～72 h。

12、步骤（3）中，恒温水浴锅的温度为65～80 ℃，搅拌时长为20～60 min。

13、步骤（4）中，所使用的cacl2溶液质量浓度为1～3 wt.%，交联时长为5～30 min。

14、本发明提供了上述具有高效抗菌功能且可促进伤口愈合的负载中药水凝胶敷料的使用方法，包括以下步骤：

15、将1 ml浓度为105 cfu/ml的菌液滴加在水凝胶表面，并使用功率为2 w/cm2的超声治疗仪对其超声照射15 min，通过平板涂布法评估中药水凝胶敷料的抗菌能力；抗菌率能达到85.19 %以上。

16、本发明的有益效果：

17、（1）本方法制备了gqds/bbr纳米复合材料，实现了在超声照射下的光动力快速杀菌，而在关闭声源后，材料不再产生活性氧，防止过多的活性氧破坏伤口周围的细胞，使得抗菌敷料同时具有快速杀菌与生物相容性良好的特征。

18、（2）本方法制备了gqds/bbr纳米复合材料，复合材料中含有的bbr能够有效清除过量的ros，维持氧化还原平衡，并最大限度地减少脂质过氧化反应，缩短炎症反应时间，从而促进伤口愈合；将gqds/bbr纳米复合材料加入g/sa的分散液中，并通过化学交联构建了水凝胶的三维网状结构，使得水凝胶可以为伤口提供长期稳定的湿润环境。