[发明专利]一种离子交联的PVA多孔海绵及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种离子交联的PVA多孔海绵及其制备方法与应用。

背景技术

水凝胶(Gel)是指含有大量溶剂的三维网状结构高分子，其网络由大分子主链及含有亲水性(极性)基团和疏水性（非极性）基团，或有解离型基团的侧链构成。

根据水凝胶网络键合方式的不同，可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链缠绕等形成的，这种凝胶是非永久性的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物，是永久性的，又称为真凝胶。

聚乙烯醇(PVA)水凝胶具有良好的机械性能、优异的生物相容性、高度的亲水性和良好的成膜性，现已广泛应用于生物医用材料和分离材料领域。

聚乙烯醇水凝胶的制备方法可以分为物理方法、化学方法和辐射方法。

物理方法是利用氢键、疏水、离子键等物理作用力，在PVA分子之间形成交联点从而制备PVA水凝胶的方法。如冷冻、解冻方法是一种比较常见的方法，采用该方法制备的PVA水凝胶具有操作简便、吸水率较高等特点，制备过程中若不加入其他化学物质，具有良好的生物安全性，在生物医用领域有着潜在应用前景。其不足之处是分子间作用力相对较弱，凝胶的稳定性差。

化学方法一般采用甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等作为化学交联剂加入到PVA水溶液中，然后加入盐酸调节PH值，在PVA分子之间形成共价键从而形成水凝胶。如暨南大学的林志丹等人采用甲醛交联PVA，制备不同孔径大小和不同壳聚糖含量的微黄色壳聚糖改性缩醛化PVA海绵。采用该方法制备的水凝胶具有较高的交联密度、较好的机械性能、调节方便等优点，如PVA水凝胶的孔径和吸水率可通过调节交联剂的用量来控制。其不足之处在于添加了醛类、无机酸和环氧氯丙烷等化学组分，残留组分难以完全去除，对人体存在危害的可能，在一定程度上影响最终产品的生物安全性能。

辐射方法是利用x射线、伽马射线和电子束等辐射PVA水溶液制备PVA水凝胶的方法。这种方法也分为两种，一种是不加交联剂辐射交联的PVA水凝胶，这样得到的水凝胶生物安全性也较好，然而机械性能很差；第二种是加入交联剂辐射交联而得到的PVA凝胶，该方法与化学方法具有相似的优点和弊端。

综上所述，化学方法（包括添加辐射交联剂）制备的PVA水凝胶存在残留组分难以完全去除，用于人体鼻腔止血等方面存在生物安全性的问题。常规物理冷冻－解冷冻方法制备的PVA水凝胶生物安全性良好，却存在机械性能较差的问题。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种离子交联的PVA多孔海绵。该离子交联的PVA多孔海绵利用离子键作用力较强的特性，具有物理交联、安全等特点。通过表面组装技术赋予其止血特性，为鼻腔填塞、止血和消炎提供一种使用方便、生物安全性能高、止血效果好、不粘连和机械性能好的离子交联的PVA多孔海绵，具有良好的市场前景。

本发明的另一目的在于提供上述离子交联的PVA多孔海绵的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述离子交联的PVA多孔海绵的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种离子交联的PVA多孔海绵，由以下按重量百分比计的成分制备得到：聚乙烯醇5-15%、无水乙醇10-20%、去离子水40-80%、离子交联剂10-30%、发泡剂1-10%、无机酸1-10%。

所述聚乙烯醇的醇解度95-99%，聚乙烯醇的聚合度为2000- 20000。

所述离子交联剂为葡萄糖酸钙，葡萄糖链段与PVA分子相互缠绕，通过钙离子形成交联点。

所述发泡剂为碳酸氢钠。

所述无机酸为柠檬酸。

一种离子交联的PVA多孔海绵的制备方法，包括以下步骤：

（1）、准确称量聚乙烯醇并将其溶解在无水乙醇和去离子水的混合溶剂中，温度50-90℃，搅拌20-90分钟至聚乙烯醇完全溶解；

（2）、添加离子交联剂，继续搅拌20分钟以上，直至溶液呈透明状态；

（3）、添加发泡剂搅拌3-5分钟；

（4）、添加无机酸，并提高转速至500rpm以上，连续搅拌20-30分钟；

（5）、将步骤（4）中的溶液转移到模具中，并在-20℃以下冷冻24小时以上；

（6）、将冷冻后的模具置于真空冷冻干燥机中，在-50℃、真空度低于30Pa的条件下干燥24-48小时即制得离子交联的PVA多孔海绵。