一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用与流程

本发明属于医用高分子材料，涉及水凝胶，尤其涉及一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术：

1、水凝胶(hydrogel)是以水为分散介质的凝胶，为具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基和亲水基，亲水基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水基遇水膨胀形成的交联聚合物；是一类具有三维网络结构的聚合物，质软、在水中能够吸收大量的水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。其中导电水凝胶是水凝胶中的一种，结合了水凝胶和导电物质的双重特性，在保持尺寸稳定性的前提下，可以具有不同的电导率区间，因此可以应用于生物医药、组织工程材料和生物传感器等领域。

2、目前，医用导电水凝胶主要是一些以去离子水加上一些高分子共聚物和交联剂等物质组成的凝胶状材料，其种类很多，可以用于医药和外科手术等领域。

3、电子医学装置如高阻抗的肌电图仪、心电图仪、胃电图仪、电刺激仪和高频电刀等广泛用于诊断和治疗疾病，它们用电极和人体表皮接触，在仪器上反映人体的生物电信号，因此就需要电极具有导电性并能和人体表皮紧密接触。导电水凝胶具有导电性，又是在无溶剂存在下通过指压而活化的始终保持粘性的黏弹性材料。在用力较轻的指压条件下，水凝胶可快速与人体皮肤表面相粘，与医疗专用设备组合后，能很好地传递电流信号。由于其具有良好的内聚力和不干性，使用结束可方便地与皮肤剥离，且在皮肤表面不留下残留物，因此具有广阔的应用前景。

4、但是现有的导电水凝胶制作过程不够环保，成品具有一定的细胞毒性和致敏性环保，从而一定程度上限制了导电水凝胶的应用。

技术实现思路

1、为了解决现有导电水凝胶成品具有一定的致敏性，交联不完全的缺陷，本发明提供了一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用，本发明通过led固化使得反应单体交联完全，没有反应单体残留，从而使得本发明的导电水凝胶不会产生致敏性，并且本发明的产品既表现出优异的生物相容性，耐溢出和更好的力学性能，大大延长使用寿命，又具有抗普通致病菌、抑制耐药性致病菌，高效持久，起到不污染环境和对人体无副作用。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种医用导电水凝胶，所述医用导电水凝胶按重量份数计，包括：反应单体30-70份，交联剂0.02-0.5份，光引发剂0.03-0.3份，保湿剂15-40份，溶剂20-50份，电解质5-10份与抗菌助剂3-10份。

4、在本发明中，本发明的医用导电水凝胶在使用时具有良好的导电性能；对皮肤有很好的粘性并且剥离无痛或少痛；对皮肤有很好的生物相容性；使用有很好的稳定性，不容易发生黄变。

5、作为本发明的一种优选方案，所述交联剂包括聚乙烯醇二丙烯酸酯和烷氧基三丙烯酸酯中的一种或两种。

6、作为本发明的一种优选方案，所述光引发剂包括darocur1173、irgacure2959、irgacure500、irgacure 184、irgacure 2022或irgacure tpol，1-羟基环己基苯基甲酮，(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种。

7、作为本发明的一种优选方案，所述反应单按重量份数计包括n-乙烯吡咯烷酮3-10份、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2-5份、3-磺丙基丙烯酸钾盐15-20份、丙烯酸5-8份与n，n-二甲基丙烯酰胺2-5份。

8、在本发明中，聚合物是组成水凝胶的基础，决定水凝胶的基本机构组成部分，其通过交联剂，形成类似交联互传网络聚合物(ipn)，同时其也决定了水凝胶的导电性、粘结性和保水性等相关性能。

9、作为本发明的一种优选方案，所述保湿剂包括山梨醇、阿拉伯胶、明胶、甘油和聚乙烯醇中的一种、两种或几种。

10、作为本发明的一种优选方案，所述电解质包括氯化铵、氯化钠、氯化钾和氯化锂中的一种、两种或几种。

11、作为本发明的一种优选方案，所述抗菌助剂的制备方法为：甲基丙烯酸甲酯20-30份，n苯基-2-丙烯酰胺(cas:2210-24-4)45-55份，儿茶素(cas：7259-85-4)10-30份，ti3c2纳米片0.3-0.8份，加入加厚玻璃反应釜里，并使用氮气进行保护，在130℃温度下使用波长为525nm的光源照射下，反应3小时；反应结束后将得到的反应物在同一个反应釜内在120℃温度、间歇抽真空条件下，使用氮气冲洗聚合物3次，每次20个反应釜体积的氮气；之后得到的反应物在10倍去离子水冲洗、浸泡十分钟，重复3次，最后在95℃温度下真空烘干5小时后得到的聚合物在液氮条件下研磨成<0.3μm直径的粉末。

12、在本发明中，本发明采用多种无精神活性化合物反应而成，吸附带有负电荷的致病原菌，破坏菌细胞壁机构，使内容物外泄，可抑制致病原菌氧化酶、脱氢酶等作用；也可去除致病原菌膜中的脂类物质并使蛋白质变性；也可干扰致病原菌有丝分裂过程，抑制纺锤体的形成，影响致病原菌细胞分裂过程。

13、本发明还提供了上述的医用导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

14、1)将溶剂与反应单体混合得到混合液a；

15、2)向步骤1)的混合液a中加入保湿剂，电解质，光引发剂，交联剂与抗菌助剂，搅拌均匀，得到混合液b；

16、3)将步骤2)得到的混合液b涂布于模具中，在led灯下光照固化，收卷，得到医用导电水凝胶。

17、作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，led灯的波长为365-395nm。

18、本发明还提供了上述医用导电水凝胶在制备电极片上的应用。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、1)本发明的医用导电水凝胶在使用时具有良好的导电性能；对皮肤有很好的粘性并且剥离无痛或少痛；对皮肤有很好的生物相容性；使用有很好的稳定性，不容易发生黄变。

21、2)本发明的医用导电水凝胶具有显著的抑菌性和杀菌效果，采用多种无精神活性化合物反应而成，吸附带有负电荷的致病原菌，破坏菌细胞壁机构，使内容物外泄，可抑制致病原菌氧化酶、脱氢酶等作用；也可去除致病原菌膜中的脂类物质并使蛋白质变性；也可干扰致病原菌有丝分裂过程，抑制纺锤体的形成，影响致病原菌细胞分裂过程。

22、3)本发明采用led固化，解决了传统制备工艺不环保，单体残留量高的问题，不会产生致敏性。

技术特征：

1.一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述医用导电水凝胶按重量份数计，包括：反应单体30-70份，交联剂0.02-0.5份，光引发剂0.03-0.3份，保湿剂15-40份，溶剂20-50份，电解质5-10份与抗菌助剂3-10份。

2.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述交联剂包括聚乙烯醇二丙烯酸酯和烷氧基三丙烯酸酯中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述光引发剂包括darocur1173、irgacure2959、irgacure 500、irgacure 184、irgacure 2022或irgacuretpol，1-羟基环己基苯基甲酮，(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述反应单按重量份数计包括n-乙烯吡咯烷酮3-10份、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2-5份、3-磺丙基丙烯酸钾盐15-20份、丙烯酸5-8份与n，n-二甲基丙烯酰胺2-5份。

5.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述保湿剂包括山梨醇、阿拉伯胶、明胶、甘油和聚乙烯醇中的一种、两种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述电解质包括氯化铵、氯化钠、氯化钾和氯化锂中的一种、两种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种医用导电水凝胶，其特征在于，所述抗菌助剂的制备方法为：甲基丙烯酸甲酯20-30份，n苯基-2-丙烯酰胺45-55份，儿茶素10-30份，ti3c2纳米片0.3-0.8份，加入加厚玻璃反应釜里，并使用氮气进行保护，在130℃温度下使用波长为525nm的光源照射下，反应3小时；反应结束后将得到的反应物在同一个反应釜内在120℃温度、间歇抽真空条件下，使用氮气冲洗聚合物3次，每次20个反应釜体积的氮气；之后得到的反应物在10倍去离子水冲洗、浸泡十分钟，重复3次，最后在95℃温度下真空烘干5小时后得到的聚合物在液氮条件下研磨成<0.3μm直径的粉末。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的医用导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的医用导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤3)中，led灯的波长为365-395nm。

10.一种如权利要求1-7任一项所述的医用导电水凝胶的应用，其特征在于，所述医用导电水凝胶在制备电极片上的应用。

技术总结
本发明公开了一种医用导电水凝胶及其制备方法与应用，所述医用导电水凝胶包括：反应单体，交联剂，光引发剂，保湿剂，溶剂，电解质与抗菌助剂。本发明的医用导电水凝胶在使用时具有良好的导电性能；对皮肤有很好的粘性并且剥离无痛或少痛；对皮肤有很好的生物相容性；使用有很好的稳定性，不容易发生黄变，本发明采用LED固化，解决了传统制备工艺不环保，单体残留量高的问题，不会产生致敏性。

技术研发人员：陈世明,石梁莹,丁泳亮
受保护的技术使用者：绍兴景企医疗有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16