本發(fā)明涉及醫(yī)用功能性敷料技術領域，具體涉及一種長效抗菌水凝膠及其制備方法。
背景技術：
敷料是包扎、處理傷口或創(chuàng)面時必不可少的材料。醫(yī)用敷料是指覆蓋在創(chuàng)面上，在創(chuàng)面不斷康復過程中起到暫時替代受損皮膚保護組織的作用，作為一種屏障，避免創(chuàng)面被外接環(huán)境污染，同時提供優(yōu)良的愈合康復環(huán)境的一類醫(yī)療用品。為了促進創(chuàng)面的愈合，通常需要在敷料中加入一些功能性的成分，比如抗菌成分、促愈合成分、止血成分等等。然而傳統(tǒng)的敷料中的功能性成分通常是以該成分的原始狀態(tài)直接作為敷料的原料之一，制作成不同形式的敷料，比如在水凝膠敷料中，加入抗菌劑、止血成分和促愈合成分，直接作為原料加入凝膠基質中，制成水凝膠敷料。這種傳統(tǒng)方式制備的敷料雖然也能發(fā)揮出功能性成分具有的抗菌、促愈合功效，但是其藥物成分是一次性完全直接釋放的，藥物藥效持續(xù)時間短，不能長效的發(fā)揮對創(chuàng)面殺菌和促愈合的作用，需要不停的更換敷料，造成使用的不方便。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種長效抗菌水凝膠，能夠緩慢的釋放功能性藥物成分，具有長效抗菌性能。
同時，本發(fā)明還在于提供一種長效抗菌水凝膠的制備方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：
一種長效抗菌水凝膠，由水凝膠中摻入包裹有藥物成分的微膠囊制備而成；其中水凝膠的凝膠基質為聚乙烯醇；微膠囊由以海藻酸鈉和藥物成分的混合溶液為水相，以液體石蠟加入乳化劑為油相，以殼聚糖和氯化鈣的混合溶液為交聯(lián)劑制備而成。
上述長效抗菌水凝膠的制備方法，包括以下操作步驟：
1）制備微膠囊：
a：制備水相：
配制質量濃度為1.5%~2.5%海藻酸鈉水溶液，在海藻酸鈉水溶液中加入有機硅季銨鹽和殼寡糖，溶解混合均勻后，得混合溶液1，作為水相；
b：制備油相：
取液體石蠟，加入乳化劑，混合均勻，作為油相；
c：制備交聯(lián)劑：
配制體積濃度為1%~2%的殼聚糖乙酸溶液，在殼聚糖乙酸溶液中加入氯化鈣，混合溶解均勻，得混合溶液2，作為交聯(lián)劑；
d：成型微膠囊：
按照油水比3~4：1的質量比，取油相滴加至水相中，滴加過程中不斷攪拌形成乳劑，油相滴加完畢后，按照交聯(lián)劑與水相的質量比為1：4~5，在攪拌狀態(tài)下取交聯(lián)劑滴加至乳劑中，交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌40~50min，離心棄去上層油相，保留下層微粒，洗滌、冷凍干燥后，即得所述的微膠囊；
2）水凝膠成型：
配制質量濃度為8~15%的聚乙烯醇水溶液，加入甘油和步驟1）制備的微膠囊，混合均勻后，輻照處理形成水凝膠，即完成。
可選的，所述交聯(lián)劑中氯化鈣的質量濃度為2~5%。
可選的，所述油相中乳化劑的質量濃度為2~5%。
可選的，所述殼聚糖的脫乙酰度范圍為88~90%；殼聚糖的分子量范圍為5~10萬。
可選的，所述油相中乳化劑為吐溫80和span80按照1：1~2比例的混合物。
可選的，步驟d中攪拌轉速為550~650r/min。
可選的，步驟2）中甘油與聚乙烯醇水溶液的質量比為1：8~10。
可選的，步驟2）中微膠囊與聚乙烯醇水溶液的體積比為1：10~20。
可選的，所述水相中有機硅季銨鹽的質量濃度為2~5%；殼寡糖的質量濃度為2~5%。
本發(fā)明長效抗菌水凝膠通過將藥物成分加入海藻酸鈉溶液中共同作為水相，將藥物成分包裹在微膠囊中，然后再將微膠囊加入凝膠基質形成水凝膠敷料，該敷料在使用過程中，敷料涂覆在創(chuàng)面，在創(chuàng)面滲出液和體溫的作用下，微膠囊逐漸發(fā)生溶脹釋放出藥物成分，實現(xiàn)對藥物成分釋放的可控性，具有緩釋作用，能夠使藥物持續(xù)長效作用于傷口，避免傳統(tǒng)敷料直接完全釋放藥物造成的藥物成分不能持續(xù)發(fā)揮藥效，需要不斷更換敷料的缺陷。同時，本發(fā)明中采用殼聚糖、海藻酸鈉和氯化鈣結合進行交聯(lián)形成微膠囊，避免化學交聯(lián)劑的生物毒性，并且殼聚糖本身還具有抗菌的作用。
本發(fā)明長效抗菌水凝膠的制備方法，限定藥物成分為有機硅季銨鹽和殼寡糖，結合藥物成分的性質，限定微膠囊制備過程中油水比例、交聯(lián)時間、交聯(lián)劑用量等參數(shù)條件，使得制得的微膠囊具有合適的吸收滲液溶脹釋放藥物成分的作用，實現(xiàn)有機硅季銨鹽和殼寡糖釋放速率的合適控制，使得制備的水凝膠敷料既能緩慢的釋放藥物成分，又能長效的發(fā)揮出抗菌、促進愈合和止血的作用，避免出現(xiàn)過度控制藥物釋放速率導致的敷料功效的減弱。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
下述實施例中殼聚糖的脫乙酰度范圍為88~90%；殼聚糖的分子量范圍為5~10萬。
實施例1
本實施例長效抗菌水凝膠，由以下方法制備而成：
1）制備微膠囊：
a：制備水相：
配制質量濃度為2%海藻酸鈉水溶液，在海藻酸鈉水溶液中加入有機硅季銨鹽和殼寡糖，有機硅季銨鹽的質量濃度為3%；殼寡糖的質量濃度為3.5%溶解混合均勻后，得混合溶液1，作為水相；
b：制備油相：
取液體石蠟，按照吐溫80：span80=1：1.5的質量比加入液體石蠟中，使得吐溫80和span80的質量百分含量為3.5%，混合均勻，作為油相；
c：制備交聯(lián)劑：
配制體積濃度為1.5%的殼聚糖乙酸溶液，在殼聚糖乙酸溶液中加入氯化鈣，使氯化鈣的質量濃度為3.5%，混合溶解均勻，得混合溶液2，作為交聯(lián)劑；
d：成型微膠囊：
按照油水比3.5：1的質量比，取油相滴加至水相中，滴加過程中在600r/min的轉速條件下不斷攪拌形成乳劑，油相滴加完畢后，按照交聯(lián)劑與水相的質量比為1：4.5，在攪拌狀態(tài)下取交聯(lián)劑滴加至乳劑中，交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌45min，離心棄去上層油相，保留下層微粒，洗滌、冷凍干燥后，即得所述的微膠囊；
2）水凝膠成型：
配制質量濃度為10%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油與聚乙烯醇水溶液的質量比為1：9的質量比例加入甘油，按照微膠囊與聚乙烯醇水溶液的體積比為1：15加入微膠囊，混合均勻后，輻照處理形成水凝膠，即完成。
實施例2
本實施例長效抗菌水凝膠，由以下方法制備而成：
1）制備微膠囊：
a：制備水相：
配制質量濃度為1.5%海藻酸鈉水溶液，在海藻酸鈉水溶液中加入有機硅季銨鹽和殼寡糖，有機硅季銨鹽的質量濃度為2%；殼寡糖的質量濃度為2%溶解混合均勻后，得混合溶液1，作為水相；
b：制備油相：
取液體石蠟，按照吐溫80：span80=1：1的質量比加入液體石蠟中，使得吐溫80和span80的質量百分含量為2%，混合均勻，作為油相；
c：制備交聯(lián)劑：
配制體積濃度為1%的殼聚糖乙酸溶液，在殼聚糖乙酸溶液中加入氯化鈣，使氯化鈣的質量濃度為2%，混合溶解均勻，得混合溶液2，作為交聯(lián)劑；
d：成型微膠囊：
按照油水比3：1的質量比，取油相滴加至水相中，滴加過程中在550r/min的轉速條件下不斷攪拌形成乳劑，油相滴加完畢后，按照交聯(lián)劑與水相的質量比為1：4，在攪拌狀態(tài)下取交聯(lián)劑滴加至乳劑中，交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌40min，離心棄去上層油相，保留下層微粒，洗滌、冷凍干燥后，即得所述的微膠囊；
2）水凝膠成型：
配制質量濃度為8%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油與聚乙烯醇水溶液的質量比為1：8的質量比例加入甘油，按照微膠囊與聚乙烯醇水溶液的體積比為1：10加入微膠囊，混合均勻后，輻照處理形成水凝膠，即完成。
實施例3
本實施例長效抗菌水凝膠，由以下方法制備而成：
1）制備微膠囊：
a：制備水相：
配制質量濃度為2.5%海藻酸鈉水溶液，在海藻酸鈉水溶液中加入有機硅季銨鹽和殼寡糖，有機硅季銨鹽的質量濃度為5%；殼寡糖的質量濃度為5%溶解混合均勻后，得混合溶液1，作為水相；
b：制備油相：
取液體石蠟，按照吐溫80：span80=1：2的質量比加入液體石蠟中，使得吐溫80和span80的質量百分含量為5%，混合均勻，作為油相；
c：制備交聯(lián)劑：
配制體積濃度為2%的殼聚糖乙酸溶液，在殼聚糖乙酸溶液中加入氯化鈣，使氯化鈣的質量濃度為5%，混合溶解均勻，得混合溶液2，作為交聯(lián)劑；
d：成型微膠囊：
按照油水比4：1的質量比，取油相滴加至水相中，滴加過程中在650r/min的轉速條件下不斷攪拌形成乳劑，油相滴加完畢后，按照交聯(lián)劑與水相的質量比為1：5，在攪拌狀態(tài)下取交聯(lián)劑滴加至乳劑中，交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌50min，離心棄去上層油相，保留下層微粒，洗滌、冷凍干燥后，即得所述的微膠囊；
2）水凝膠成型：
配制質量濃度為15%的聚乙烯醇水溶液，按照甘油與聚乙烯醇水溶液的質量比為1：10的質量比例加入甘油，按照微膠囊與聚乙烯醇水溶液的體積比為1：20加入微膠囊，混合均勻后，輻照處理形成水凝膠，即完成。
對比例1
本對比例與實施例1不同的是，省去殼寡糖，調整有機硅季銨鹽的用量，使得有機硅季銨鹽在水相中的質量濃度為6.5%，其他同實施例1。
對比例2
本對比例與實施例1不同的是，省去有機硅季銨鹽，調整殼寡糖的用量，使得殼寡糖在水相中的質量濃度為6.5%，其他同實施例1。
對比例3
本對比例與實施例1不同的是，調整油水比為2：1、乳化劑質量濃度為1%、交聯(lián)劑與水相的質量比為1：3，其他同實施例1。
對比例4
本對比例與實施例1不同的是，調整油水比為5：1、乳化劑質量濃度為8%、交聯(lián)劑與水相的質量比為1：6，其他同實施例1。
對比例5
本對比例與實施例1不同的是，調整攪拌轉速為400r/min，調整交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌的時間為60min，其他同實施例1。
對比例6
本對比例與實施例1不同的是，調整攪拌轉速為700r/min，調整交聯(lián)劑滴加完畢后持續(xù)攪拌的時間為30min，其他同實施例1。
試驗例
試驗方法：將實施例1和對比例1~8制備的水凝膠中分別加入檸檬酸調整其ph=5.5，將水凝膠加熱至35~40℃，每隔2小時檢測水凝膠中釋放出的有機硅季銨鹽和殼寡糖的總質量含量，結果顯示對比例2制備的水凝膠的微膠囊溶脹速率最快，在4個小時溶脹釋放出所有的殼寡糖，對比例1制備的水凝膠的微膠囊溶脹速率較慢，每段時間釋放出少量的有機硅季銨鹽，10小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽，實施例1制備的水凝膠的微膠囊溶脹速率適中，每段時間釋放出的藥物成分量適中，6個小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽和殼寡糖，由此可見藥物成分的種類影響微膠囊的藥物控釋效果，其原因可能是由于藥物成分后參與到交聯(lián)過程中，影響微膠囊的殼體性質，進而影響微膠囊的溶脹行為，影響藥物釋放速率。
對比例3制備的水凝膠8個小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽和殼寡糖，對比例4制備的水凝膠10個小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽和殼寡糖，對比例5制備的水凝膠9個小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽和殼寡糖，對比例6制備的水凝膠11個小時溶脹釋放出所有的有機硅季銨鹽和殼寡糖，由此可見微膠囊制備過程中油水比、乳化劑用量、交聯(lián)劑用量、攪拌速率和攪拌時間均會影響所制備的微膠囊的溶脹性能。
對比例1制備的水凝膠的藥物釋放速率過快，存在藥物過快釋放，不具有很好的緩釋持續(xù)長時間的保持藥物效果的功效；對比例2和對比例3~6的藥物釋放過慢，存在一段時間內藥物成分釋放量太少，雖然能夠長時間的釋放藥物成分，但是不能很好的產(chǎn)生藥物治療作用。因此，本發(fā)明中通過將殼寡糖和有機硅季銨鹽結合使用作為藥物成分包裹在微膠囊中，再摻入聚乙烯醇水凝膠中，并且在制備過程中創(chuàng)造性的選擇合適的油水比、乳化劑用量、交聯(lián)劑用量、攪拌速率和攪拌時間，使得有機硅季銨鹽和殼寡糖能夠具有適中的釋放速率，每段時間內的藥物釋放量即能夠滿足傷口愈合和抗菌的需求，又能達到緩釋長效抗菌和促愈合的作用。