【摘 要】
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每年在全世界都有成千上万的患者因为烫伤、烧伤以及事故造成的皮肤损伤而饱受折磨,这些事故可能导致感染、残疾甚至死亡。为此,人们开发了不同的医用敷料来应对损伤。但是传统的医用敷料（如纱布）在保护伤口和促进伤口恢复上均有一定缺陷,单一水凝胶敷料也存在机械性能较差和不能抵抗微生物等缺点。而基于聚乙烯醇（PVA,Polyvinyl alcohol）的水凝胶有良好的生物相容性且无毒,能够为伤口提供湿润的恢复环
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每年在全世界都有成千上万的患者因为烫伤、烧伤以及事故造成的皮肤损伤而饱受折磨,这些事故可能导致感染、残疾甚至死亡。为此,人们开发了不同的医用敷料来应对损伤。但是传统的医用敷料（如纱布）在保护伤口和促进伤口恢复上均有一定缺陷,单一水凝胶敷料也存在机械性能较差和不能抵抗微生物等缺点。而基于聚乙烯醇（PVA,Polyvinyl alcohol）的水凝胶有良好的生物相容性且无毒,能够为伤口提供湿润的恢复环境,在其中添加其他材料后,复合水凝胶可以获得良好的综合性能,从而解决这些问题。在这个背景下,本论文使用PVA和其它材料制备了具有无毒、抗菌、良好力学性能以及理想的水蒸气透过率等特性的新型复合水凝胶。本论文的研究可分为以下三个部分:1.采用循环冻融法制备了聚乙烯醇/壳聚糖-铈（PVA/Cs-Ce,Cs（Chitosan））复合水凝胶,并通过红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行了表征。此外,还研究了不同含量的壳聚糖-铈（Cs-Ce）配合物对力学性能、水蒸气透过率（WVTR,water vapor transmission rate）、溶胀率和热稳定性等性能的影响。SEM图表明,复合水凝胶具有良好的三维孔隙结构。与纯PVA水凝胶相比,加入Cs-Ce配合物后,复合水凝胶具有更好的溶胀性能。配比为5:3（PVA:CS-Ce,溶液体积比）的复合水凝胶的断裂伸长率最高,达到了567%。在抑菌圈实验中,PVA/Cs-Ce复合水凝胶对两种细菌（金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）有明显的抑制作用。2.以PVA为主要原料,添加纳米纤维素（CNF,Cellulose nanofibers）制备了PVA/CNF复合水凝胶。对纳米纤维素以及复合水凝胶的微观形态进行了观察,使用红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）对其组成结构进行了分析,并对复合水凝胶的凝胶分数、含水率、力学性能、溶胀率、水蒸气透过率（WVTR）以及热稳定性进行了测试分析。结果表明,PVA/CNF复合水凝胶具有良好的孔隙特征,力学性能有所改善,且CNF的添加使水凝胶的WVTR降低明显,添加了CNF的四种复合水凝胶都处于理想的WVTR范围（2000-2500 g/m~2·day）内。3.在上述研究的基础上,依然采用循环冻融法,通过不同的原料配比以及冻融循环次数制备了PVA/Cs-Ce/CNF复合水凝胶,并进行对比分析。使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及热重（TG）对复合水凝胶的结构和热稳定性进行了分析,并基于医用敷料的要求,对其理化性能（包括凝胶分数和含水率、水蒸气透过率（WVTR）、溶胀率、力学性能）、粘性（包括剪切粘结强度、持粘力、皮肤追随性）以及生物医学方面（包括细胞毒性、抗菌能力）进行了测试分析。结果表明,PVA/Cs-Ce/CNF复合水凝胶的三维孔隙结构良好,不同的CNF含量对水凝胶的WVTR影响较大,不同的冻融循环次数对水凝胶的交联程度影响较大。其中,质量比PVA:Cs-Ce:CNF为1:7.5%:0.5%（编号为A0.5,冻融循环3次）与PVA:Cs-Ce:CNF为1:7.5%:1%（编号为A1,冻融循环3次）的两种水凝胶综合性能表现良好。A0.5和A1的拉伸应力分别为132.6Kpa和130.1 Kpa,断裂伸长率都在400%以上,WVTR均处于理想的范围内,且具有良好的皮肤粘性,细胞毒性测试结果显示无毒,并对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用。
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