【摘 要】
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水凝胶具有质地柔软、利于营养物质交换、可保持创面湿润以及较好的生物相容性和可生物降解等优点,是一种理想的伤口敷料。负载活性药物的水凝胶敷料能够通过药物的控制释放防止细菌感染、消除炎症,从而有效促进伤口愈合。水凝胶的组成、结构、形貌、药物分布等性质是影响其性能的关键因素。超临界溶液浸渍技术（Supercritical solution impregnation,SSI）具有温度条件温和且不使用有机溶
【基金项目】
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国家自然科学基金资助（No.21878262）；
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水凝胶具有质地柔软、利于营养物质交换、可保持创面湿润以及较好的生物相容性和可生物降解等优点,是一种理想的伤口敷料。负载活性药物的水凝胶敷料能够通过药物的控制释放防止细菌感染、消除炎症,从而有效促进伤口愈合。水凝胶的组成、结构、形貌、药物分布等性质是影响其性能的关键因素。超临界溶液浸渍技术（Supercritical solution impregnation,SSI）具有温度条件温和且不使用有机溶剂等优点,可用于活性物质的负载且适用载体形状灵活多变。目前SSI技术在医药领域的应用主要集中于商业化人工晶状体和膜等结构简单的载体的浸渍,对水凝胶等复合载体浸渍的研究十分缺乏。本文利用SSI技术制备了负载亲水性药物多西环素的水凝胶,对载药水凝胶的性质进行了系统评价,探讨了浸渍过程中载体与活性物质的相互作用,为SSI技术在复杂载药体系制备中的应用提供了指导。首先分别合成了 3-氨基苯硼酸（PBA）接枝的海藻酸钠（Alg-PBA）和透明质酸钠（HA-PBA）。将 Alg-PBA 与 PVA 交联制备双组分活性氧（Reactive oxygen species,ROS）响应水凝胶Alg-PBA/PVA,研究了水凝胶组成对其性质的影响,结果表明PVA分子量较大时可有效交联得到水凝胶。为进一步改善水凝胶的机械性能,通过Alg-PBA、PVA和HA-PBA交联制备了三组分Alg-PBA/PVA/HA-PBA水凝胶,并考察了不同组分比例和制备条件对水凝胶性质的影响。对于Alg-PBA/PVA/HA-PBA水凝胶而言,加入HA-PBA后水凝胶的力学性能得到了明显改善,储能模量G’值最大达9000Pa,网络结构的孔径增大到约150μm,并且随着PVA含量的增加,水凝胶机械强度显著增强,损耗因子tanδ减小到0.1。Alg-PBA含量对水凝胶的影响相对较小,NaOH浓度和HA-PBA浓度的提高也会使得水凝胶的流变行为更趋近于橡胶态物质。其次,以双组分Alg-PBA/PVA水凝胶为载体,盐酸多西环素（Doxy）为治疗药物,利用SSI技术制备负载Doxy的水凝胶（Doxy@Alg-PBA/PVA）,考察了浸渍时间、CO2温度和压力对载药量和凝胶形貌结构的影响。Doxy可成功负载到水凝胶中,约在1 h达到浸渍平衡,随着浸渍压力的升高,水凝胶载药量先增大后减小,而温度对载药量的影响较为复杂。在操作范围内载药量在0.20-1.06%之间,且在浸渍温度为35℃和压力为20 MPa时达到最大。固态表征结果表明Doxy以无定形态均匀分布在水凝胶中,Doxy@Alg-PBA/PVA在体外药物释放中表现出了良好的ROS响应性。在此基础上,利用SSI技术制备了负载Doxy的三组分水凝胶（Doxy@Alg-PBA/PVA/HA-PBA）,考察了操作参数对载药量的影响,并对其结构、流变行为、体外药物释放行为及抗菌性能进行了研究。结果表明,在浸渍条件为50℃和15MPa时,载药量最大为1.26%,载药量随浸渍温度和压力的变化呈现出了与双组分水凝胶相似的趋势。浸渍后Doxy@Alg-PBA/PVA/HA-PBA水凝胶仍具有良好的三维网络结构和自愈性能,可实现ROS响应性药物释放,并且对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌均有显著的抑制作用。最后,利用SSI技术分别将亲水性药物Doxy和疏水性药物百里香酚（Thy）负载到三组分Alg-PBA/PVA/HA-PBA水凝胶和干凝胶中,初步探讨了不同性质的药物在水凝胶中负载的机理。极性分子的负载主要依赖于其与体系中水分子的相互作用,而非极性分子可通过与聚合物分子的亲和作用实现负载。SSI技术可成功应用于载药复合水凝胶的制备,相比于常规方法该过程不使用有机溶剂,且载体形状不受限制,能够满足实际治疗的需要。本研究拓展了 SSI技术在结构复杂且性能多样化的载药系统制备中的应用,ROS响应载药水凝胶在用于糖尿病溃疡等慢性伤口治疗的新型敷料研究中具有重要意义。
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