载银聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/海藻酸钠水凝胶伤口敷料的制备及性能表征

作     者：王丰艳 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许林敏

授予年度：2020年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：伤口敷料 纳米银 水凝胶 协同抗菌 

摘      要：伤口敷料在伤口治疗过程中可以提供适合伤口愈合的环境,同时起到屏障保护作用。但是传统的伤口敷料存在易与伤口创面粘连、屏障作用差、止血效果差等弊端,因此针对传统伤口敷料存在的弊端,设计一种对伤口无损伤、抗菌效果好、促进伤口愈合的新型伤口敷料具有重要意义。本文选择聚乙烯醇(PVA)、羧甲基壳聚糖(CMCS)和海藻酸钠(SA)作为构建水凝胶伤口敷料的原料。利用原位还原法制备纳米银,并将纳米银复合到PVA/CMCS/SA水凝胶中,基于模造法和3D打印制造的方法构建了载银PVA/CMCS/SA水凝胶伤口敷料。对水凝胶伤口敷料的微观组织结构、微观形貌、力学性能、吸水保湿率、生物相容性、抗菌性能、体外凝血性能等进行研究。研究结果表明,海藻酸钠链上的羟基具有还原性,在加热90℃避光反应条件下被氧化成羰基,银离子(Ag)被还原成单质纳米银(Ag),同时水中游离的羰基能够有效的控制纳米银的成核和生长,起到稳定剂的作用。海藻酸钠作为还原剂和稳定剂制备的纳米银粒子,粒径小而均匀,粒径范围为8-46 nm,粒径在12 nm左右的纳米银粒子占50%,符合抗菌的要求。使用模造法制备的载银PVA/CMCS/SA水凝胶伤口敷料内部形成均匀孔洞,具有良好的吸水性和保湿性,能够吸收大量伤口渗出物,同时维持湿润的伤口环境。载银水凝胶伤口敷料具有良好的静态和动态力学性能,抗拉强度可达300KPa,柔软且延展性好,能够承受多次拉伸或压缩,在不同应力、频率和温度变化下表现出良好的弹性性能。对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出良好的抗菌性,且能够持续抗菌。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率最高分别可达到52%和42%。无细胞毒性,细胞相对存活率高于83%。除此之外,该水凝胶伤口敷料能够有效的缩短凝血时间吸收部分血液,但对血液的吸附能力较差。与使用模造法制备的水凝胶伤口敷料相比,使用3D打印的方法制备出的水凝胶伤口敷料具有更好的尺寸结构稳定性。3D打印载银PVA/CMCS/SA水凝胶伤口敷料的力学性能良好,抗拉强度可达到900KPa左右,同时循环拉伸和循环压缩性能均有明显改善。由于3D打印的网格结构,3D打印水凝胶伤口敷料的吸水性、保湿性、体外凝血性能、透气性以及抗菌性能均有明显提高。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率最高分别可达到64%和54%。3D打印的方法能够将水凝胶与创可贴结合,保证了伤口敷料的实用性。综上所述,载银水凝胶PVA/CMCS/SA伤口敷料具有良好的力学性能、吸水和保湿性能、抗菌性能、生物相容性以及凝血性能。该论文有图55幅,表7个,参考文献88篇。