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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种基于物理导电水凝胶的骨折急性肿胀诊断及消肿药物同步释放系统。该系统包括导电水凝胶元件、电阻仪及电信号转换装置，其中导电水凝胶的制备过程包括：①制备氧化石墨烯聚苯胺‑植酸聚N‑异丙基丙烯酰胺纳米填料；浸渍于含有消肿药物的溶液中，溶胀平衡；②通制得氧化石墨烯多巴胺纳米填料；③将聚丙烯酸、海藻酸钠溶于水和丙三醇两相溶剂体系，依次加入氧化石墨烯多巴胺纳米填料、吸附消肿药物的氧化石墨烯聚苯胺‑植酸聚N‑异丙基丙烯酰胺纳米填料和羟基磷灰石。该系统可以对骨折引起的急性肢体肿胀进行实时监测，并能通过双重刺激智能释放消肿药物，有望应用于急性肢体肿胀、水肿等的监测与治疗。

主权项：1.一种基于物理导电水凝胶的骨折急性肿胀诊断及消肿药物同步释放系统，其特征在于：所述系统包括导电水凝胶元件、电阻仪及电信号转换装置，其中导电水凝胶元件中携带消肿药物，将导电水凝胶元件自黏附于骨折部位，导电水凝胶元件两端连接电阻仪，电阻仪的检测数据输出至电信号转换装置；随肿胀发生所述导电水凝胶元件发生形变同时释放消肿药物，并由电信号转换装置获得导电水凝胶元件形变程度数据；所述的导电水凝胶元件是采用三种纳米功能填料，以及两种带有羧基的大分子，通过物理共混法制得，所述三种纳米功能填料为：氧化石墨烯聚苯胺-植酸聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米填料、氧化石墨烯多巴胺纳米填料，羟基磷灰石；所述带有羧基的大分子是海藻酸钠、聚丙烯酸；所述导电水凝胶元件的具体制备步骤如下：1）首先取氧化石墨烯水溶液，搅拌、超声分散均匀，再加入植酸，在搅拌、涡旋和超声三重分散工艺下进行分散，然后加入苯胺单体，在搅拌、涡旋和超声三重工艺下进行分散，最后滴加引发剂溶液，搅拌条件下实现具有高分散性的氧化石墨烯聚苯胺纳米填料的制备，洗涤、烘干；再将所述具有高分散性的氧化石墨烯聚苯胺纳米填料浸泡于含有N-异丙基丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的溶液中，实现吸附平衡，然后于60℃条件下加入引发剂，搅拌条件下聚合4-8小时，获得氧化石墨烯聚苯胺-植酸聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米填料，洗涤、离心、烘干；最后将上述纳米填料浸泡于消肿药物溶液中，吸附平衡以后，离心、烘干，待用；2）在氧化石墨烯水溶液中加入一定量的多巴胺，在搅拌条件下进行多巴胺自聚合反应，通过氧化石墨烯片层之间的微纳结构介导多巴胺的自聚合反应，反应4-8小时后离心收集氧化石墨烯多巴胺纳米填料；3）将海藻酸钠、聚丙烯酸溶解于水和丙三醇的两相混合溶剂体系中，再依次加入氧化石墨烯多巴胺纳米填料、氧化石墨烯聚苯胺-植酸聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米填料、羟基磷灰石，混合均匀后脱泡，然后浇注于模具中，陈化3-7天；当所述导电水凝胶元件依靠自黏附作用贴附在有可能发生急性肿胀的骨折部位，一旦发生肿胀，导电水凝胶元件的长度发生实时变化，一方面，导电水凝胶元件随着肢体肿胀发生形变时，表面积随之增大，同时引发内部的氧化石墨烯聚苯胺-植酸聚（N-异丙基丙烯酰胺）纳米填料也发生形变释放消肿药物；另一方面，导电水凝胶元件的长度变化会导致电阻同步改变，通过电阻仪可以检测导电水凝胶元件的电阻变化，基于前期测得的导电水凝胶元件长度-电阻的标准曲线，电信号转换装置将电阻值转换成导电水凝胶元件的长度变化，从而可以得到导电水凝胶元件长度变化率，实现对骨折引起的急性肿胀的实时监测，并且可结合预先确定的导电水凝胶元件伸长率-肿胀分级标准，实现对患者急性肿胀的自动分级。

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