负载芦荟提取物的新型SPAG水凝胶：可有效对抗大肠杆菌与金黄色葡萄球菌（三）
2.4 溶胀性能
水凝胶的溶胀性能是评价其吸水率的重要参数，SPAG水凝胶在PBS缓冲液中的溶胀性能测试结果见Fig.5。
Fig.5 水凝胶的溶胀性能曲线
由Fig.5可知，水凝胶在PBS缓冲液中具有良好的溶胀性能，与S1P1A0G0水凝胶相比，添加芦荟提取物与甘油的水凝胶溶胀率增加，其中S1P1A1G0溶胀率高达600%。在伤口愈合过程中，具有优异溶胀性能的水凝胶可以吸收多余的组织渗出物，保持湿润的伤口环境，绝缘外界细菌的入侵。SPAG水凝胶具有吸收伤口渗出液的能力，可作为伤口敷料使用。
2.5 保水性能
保水性能是评价创面敷料保湿能力的重要指标，保水能力较好可以减少伤口表面过多水分流失，维持湿润环境，避免结痂，保护新肉芽组织，对促进伤口愈合至关重要，水凝胶在PBS缓冲液中的保水性能测试结果见Fig.6。
Fig.6 水凝胶的保水性能曲线
由Fig.6可知，最初水凝胶水分散失快，10 h后水分散失速率减缓，30 h后趋于稳定。初始阶段，水分散失后凝胶表面形成干燥薄膜，减缓后续水分流失。与S1P1A0G0相比，S1P1A1G0，S1P1A2G0, S1P1A1G1及S1P1A1G2水凝胶的水分流失较慢，30 h后仍保有20%以上的含水量。这是由于芦荟提取物的加入使亲水基团含量增加，亲水基团可与水分子形成氢键而锁住水分。同时，甘油与淀粉-PVA大分子链之间紧密交联和缠结，导致孔洞结构致密均匀，使其具有良好的锁水性能。
2.6 力学性能
水凝胶用作伤口敷料时，其力学强度和弹性是非常关键的特性。具有良好力学强度的水凝胶能够承受外部的压力和摩擦，防止敷料在使用过程中破裂或损坏。这对于保护伤口免受二次伤害至关重要。如Fig.7(a)所示，S1P1A1G1水凝胶样品可拉伸至其原始长度的数倍，在多次按压下仍可恢复原有状态，具有优异的力学韧性。水凝胶的力学性能测试结果如Fig.7(b)所示。与S1P1A0G0相比，S1P1A1G0和S1P1A1G1水凝胶的断裂伸长率和拉伸强度得到提升，断裂伸长率最高可达480%，拉伸强度为1.18 MPa。
Fig.7 (a) 水凝胶的延展性与回弹性展示；(b) 力学性能测试曲线
2.7 抗菌性能
SPAG水凝胶抗菌性能测试结果见Fig.8和Fig.9。如图可知，S1P1A0G0水凝胶周围没有明显抑菌区域，说明无芦荟提取物添加的水凝胶本身抗菌性能弱；S1P1A1G0和S1P1A2G0水凝胶周围形成了明显抑菌圈，这是由于芦荟提取物其蒽醌结构上的羟基能有效杀灭细菌，使水凝胶具有较好的抗菌性能。与S1P1A1G0相比，S1P1A2G0的抑菌圈直径有所增加，水凝胶的抗菌性能增强。SPAG水凝胶具有良好的抗菌性能，可使伤口免受外部细菌侵害，减少炎症的发生，适用于伤口敷料等领域。
Fig.8 水凝胶对大肠杆菌的抗菌效果照片
Fig.9 水凝胶对金黄色葡萄球菌的抗菌效果照片
2.8 生物相容性
水凝胶的生物相容性测试结果见Fig.10。SPAG水凝胶显示出1.2%~1.7%的低溶血率(Fig.10(a))，不同浓度的水凝胶浸提液与L929细胞共培养24 h后，细胞存活率均在89%以上(Fig.10(b))，水凝胶显示出可接受的细胞存活力。水凝胶细胞毒性低，生物相容性好，可以作为生物医用材料使用。
Fig.10 水凝胶的生物相容性测试结果：(a) 溶血率；(b) 细胞存活率
Fig.11 人体皮肤斑贴实验结果照片
2.9 皮肤斑贴实验测试水凝胶安全性
抗菌水凝胶可作为伤口敷料应用于人体皮肤，为避免人体皮肤过敏，通过人体斑贴实验对产品的安全性进行评估测试。人体斑贴实验结果如Fig.11所示，样品使用前后没有不良反应发生，测试人员在移去斑试器0.5 h，24 h和48 h时的评级反应均为0级。表明SPAG水凝胶具有较高的产品安全性。
3 结论
通过超声辅助醇提法获得芦荟提取物，以直链淀粉、聚乙烯醇为主要原料，采用水-甘油双溶剂，经物理化学双交联合成负载芦荟提取物的淀粉基双网络抗菌水凝胶。对其性能进行探究，结论如下。
(1) FT-IR与SEM分析结果表明，SPAG水凝胶成功制备，交联网络中孔洞分布均匀，可作为药物载体使用。
(2) 溶胀保水性能测试结果可知，水凝胶在PBS缓冲液中具有优异的溶胀保水性能，平衡溶胀率最高可达600%，是S1P1A0G0水凝胶的3倍，30 h后仍保有20%以上的含水量。
(3) 力学性能与TGA结果可知，S1P1A1G1水凝胶的拉伸强度为1.18 MPa，断裂伸长率为480%，水凝胶的热稳定性得到提升，300℃时质量保留率为80%。良好的力学与热性能使其可应用于柔性电子器件等领域。
(4) 抑菌实验及生物相容性实验可知，水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌效果(抑菌圈宽度分别为10.17 mm和11.05 mm)，溶血率低(在2%以下)，细胞存活率高(在89%以上)，经人体斑贴实验验证了产品的安全性。SPAG水凝胶兼具良好的抑菌效果和生物相容性，在生物医学、日用化学品等领域具有广阔的应用前景。
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