促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料及制备方法和应用

1.本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料及制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，一些慢性创面(特别是糖尿病患者的难愈性创面)自身难以进行修复，所以亟需一种新的治疗方式来促进创面的愈合。水凝胶因其丰富的含水量而被广泛应用于创面修复，不仅能够去除坏死组织、吸收创面渗出物，还能够进行co2、o2和h2o的物质交换。
3.最近，刺激响应性水凝胶受到了越来越多的关注，具有刺激响应性的智能水凝胶是指一类能够对内源性(ph、温度、酶等)或外源性(光、磁、声等)的刺激做出快速响应，载体本身发生特定的物理或者化学变化，实现药物的控制释放。相较于ph、葡萄糖响应性水凝胶需要依赖于皮肤损伤部位的生理学微环境才能发挥作用，而光响应型水凝胶因其强度和波长的可调，使其无论在时间和空间上都具有极大的可控性。紫外光因其对一些细胞类型具有杀伤性，所以在生物医学领域的应用非常有限。而近红外光(near-infrared laser,nir)不仅对细胞组织的损伤作用小，而且具有很好的穿透性。
4.因此，构建一种生物相容性良好的光电响应型水凝胶材料具有非常重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料及制备方法和应用。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。
6.在本发明的一个方面，本发明提出了一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料。根据本发明的实施例，包括：
7.多孔硅膜，所述多孔硅膜设有n掺杂区和p掺杂区；
8.水凝胶，所述水凝胶包裹所述多孔硅膜。
9.根据本发明上述实施例的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料，多孔硅膜中的n掺杂区和p掺杂区会形成pn结，pn结使得多孔硅膜具有光电转换能力，进而在创面处产生电刺激作用，通过电刺激促进创面的愈合，水凝胶用于包裹多孔硅膜，使得多孔硅膜可以更好的贴合在组织和创口的表面；相比于传统近红外光响应材料，多孔硅膜的优势包括：(1)硅的生物安全性高，生物相容性好，而且可以在体内进行生物降解，不会对身体造成伤害；(2)在液体环境中，多孔硅膜不易发生氧化降解，具有较好的光电转换稳定性；(3)超薄的多孔硅膜最大程度上减少了对身体的影响；(4)在创面修复过程中，孔状结构的硅膜有利于营养物等的流通与交换。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。
10.另外，根据本发明上述实施例的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料还可以具
有如下技术特征：
11.在本发明的一些实施例中，所述n掺杂区的掺杂元素为磷，所述p掺杂区的掺杂元素为硼。
12.在本发明的一些实施例中，所述多孔硅膜中的磷元素和氮元素的浓度比值为(10
15-10
16
)：(10
18-10
20
)。
13.在本发明的一些实施例中，所述多孔硅膜的孔径为100-400微米。
14.在本发明的一些实施例中，所述多孔硅膜的厚度为2-5微米。
15.在本发明的一些实施例中，所述多孔硅膜中设置有硅柱。
16.在本发明的一些实施例中，所述硅柱的高度为2-3微米。
17.在本发明的一些实施例中，所述硅柱的直径为1-3微米。
18.在本发明的一些实施例中，所述硅柱在所述多孔硅膜内部的排列方式为矩阵式排列。
19.在本发明的一些实施例中，所述水凝胶包括体温凝固水凝胶和室温凝固水凝胶中的至少一种。
20.在本发明的一些实施例中，所述体温凝固水凝胶包括壳聚糖温敏水凝胶和甲基纤维素温敏水凝胶中的至少一种。
21.在本发明的一些实施例中，所述室温凝固水凝胶包括琼脂糖温敏水凝胶和f127温敏水凝胶中的至少一种。
22.本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备上述实施例所述的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
23.(1)对多孔硅膜进行掺杂，以使所述多孔硅膜上形成n掺杂区和p掺杂区；
24.(2)将水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围，以形成所述光电响应型水凝胶材料。
25.根据本发明上述实施例的方法，通过对多孔硅膜进行掺杂，使得多孔硅膜上形成n掺杂区和p掺杂区，pn结使得多孔硅膜具有光电转换能力，进而在创面处产生电刺激作用，通过电刺激促进创面的愈合；通过将水凝胶包裹在多孔硅膜周围，有利于将多孔硅膜更好的贴合在组织和创口的表面。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。
26.另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下技术特征：
27.在本发明的一些实施例中，将所述水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围的方法包括：将所述多孔硅膜覆盖在伤口处，再采用所述水凝胶包裹所述多孔硅膜；采用3d打印将所述水凝胶打印至所述多孔硅膜周围；采用模具将所述水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围。
28.本发明的第三个方面，本发明提出了一种创面修复材料，所述创面修复材料包括上述实施例所述的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料或上述制备促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的方法制备得到的光电响应型水凝胶材料。由此，该创面修复材料制作简单、成本低、结构简单，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了对身体的不良影响，具有巨大的市场潜力。
29.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
31.图1是本发明一个实施例的多孔硅膜的结构示意图；
32.图2是本发明一个实施例的制备促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的方法的流程图；
33.图3是本发明一个实施例的制备多孔硅膜的方法的流程图；
34.图4是本发明实施例1和对比例1的小鼠愈合效果的对比图。
35.附图标记：
36.100-多孔硅膜；200-水凝胶；300-硅柱。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的一个方面，本发明提出了一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料。根据本发明的实施例，参考附图1，上述光电响应型水凝胶材料包括：多孔硅膜100，上述多孔硅膜100设有n掺杂区和p掺杂区；水凝胶200，上述水凝胶200包裹上述多孔硅膜100。多孔硅膜100中的n掺杂区和p掺杂区会形成pn结，pn结使得多孔硅膜100具有光电转换能力，进而在创面处产生电刺激作用，通过电刺激促进创面的愈合，水凝胶200用于包裹多孔硅膜100，使得多孔硅膜可以更好的贴合在组织和创口的表面。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。
39.下面对本发明提出的光电响应型水凝胶材料能够实现上述有益效果的原理进行详细说明：
40.pn结使得多孔硅膜具有光电转换能力，经外部光照射后，多孔硅膜内部的光生载流子会在多孔硅膜与体液界面处聚集，体液中的阴阳离子因静电作用会聚集到多孔硅膜的周围，创面的局部会产生电刺激作用，通过该电刺激调节细胞粘附、生长和增殖等，进而促进伤口的愈合；采用柔性的水凝胶包裹多孔硅膜，既有利于水凝胶包裹住易脆易碎的多孔硅膜，从而实现光电响应型水凝胶材料的柔性化，又因为水凝胶的可注射性以及流通性，使得多孔硅膜可以更好的贴合在组织和创口的表面。
41.相比于传统近红外光响应材料，多孔硅膜的优势包括：(1)硅的生物安全性高，生物相容性好，而且可以在体内进行生物降解，不会对身体造成伤害，作为对比的是，传统近红外光响应材料中的砷化镓含有砷元素，存在安全风险且砷化镓材料无法在体内降解；(2)在液体环境中，多孔硅膜不易发生氧化降解，具有较好的光电转换稳定性，作为对比的是，p3ht有机材料虽然也可以实现近红外光响应效果，但p3ht有机材料在液体环境中易氧化水解，从而导致其光电性能不稳定；(3)超薄的多孔硅膜最大程度上减少了对身体的影响；(4)在创面修复过程中，孔状结构的硅膜有利于营养物等的流通与交换；(5)硅作为第一代半导体材料，制备工艺方法成熟可靠。
42.在本发明的实施例中，上述n掺杂区的掺杂元素和上述p掺杂区的掺杂元素并不受特殊限定，作为一个优选的技术方案，上述n掺杂区的掺杂元素为磷，上述p掺杂区的掺杂元素为硼。
43.根据本发明的一个具体实施例，上述多孔硅膜中的磷元素和氮元素的浓度比值为(10
15-10
16
)：(10
18-10
20
)，由此，将上述多孔硅膜中的磷元素和氮元素的浓度比值控制在上述范围内，有利于保证多孔硅膜上形成pn结，使得多孔硅膜具有较高的光电转化效率，进而有利于提高创面的愈合速度。
44.根据本发明的再一个具体实施例，上述多孔硅膜的孔径为100-400微米，由此，将多孔硅膜的孔径控制在上述范围内，有利于生物体内营养物质等的流通与交换。
45.根据本发明的又一个具体实施例，上述多孔硅膜的厚度为2-5微米，由此，将上述多孔硅膜的厚度控制在上述范围内，既保证了多孔硅膜的柔性和良好的光电转化效率，又避免了皮肤组织和多孔硅膜贴合程度较差的问题。发明人发现，如果多孔硅膜过薄，会不利于吸收外部光源，导致光电转换效率降低；如果多孔硅膜过厚，多孔硅膜的柔性较差且易碎，不利于跟皮肤组织紧密贴合。
46.在本发明的实施例中，上述多孔硅膜的体积并不受特殊限定，可以根据实际创面面积进行选择，以实现更好的治愈效果。
47.本发明的又一个具体实施例，参考附图1，上述多孔硅膜100中设置有硅柱300，通过设置硅柱300既有利于提高光电响应型水凝胶材料和体内细胞的贴合程度，又有利于调节的细胞粘附、生长和增殖等。
48.具体地，多孔硅膜内部设置硅柱后，可以形成光电响应型水凝胶支架，上述光电响应型水凝胶支架和体内组织具有良好的贴合程度；相比于平面结构，硅柱的设置使得光电响应型水凝胶材料可以更好的调节细胞结构，进而提高细胞粘附、生长和增殖速度等。
49.根据本发明的又一个具体实施例，上述硅柱的高度为2-3微米，上述硅柱的直径为1-3微米，由此，将上述硅柱的高度和直径控制在上述范围内，有利于调控细胞形态，使得细胞更容易在多孔硅膜表面粘附且粘附的更为紧密。
50.在本发明的实施例中，上述硅柱在上述多孔硅膜内部的排列方式并不受特殊限定，上述硅柱在上述多孔硅膜内部的排列方式可以为矩阵式排列，由此，进一步有利于调节细胞的伸展，进而提高细胞的粘附、生长和增殖速度。
51.在本发明的实施例中，上述硅柱的数目并不受特殊限定，可以根据多孔硅膜体积进行选择，以实现更好的治愈效果。
52.在本发明的实施例中，上述水凝胶的具体种类并不受特殊限定，举例来说，上述水凝胶包括天然水凝胶和合成水凝胶，天然水凝胶包括壳聚糖基的天然水凝胶、胶原、明胶、透明质酸基的水凝胶，合成水凝胶包括聚丙烯酸水凝胶、聚乙烯醇水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶。
53.根据本发明的又一个具体实施例，上述水凝胶包括体温凝固水凝胶和室温凝固水凝胶中的至少一种，优选为体温凝固水凝胶，体温凝固水凝胶可以在生理温度下进行凝固，因此，可以将体温凝固水凝胶直接注射到设置有多孔硅膜的创面上，既可以适用于不规则的创面伤口，又可以适用于规则的创面伤口。
54.根据本发明的又一个具体实施例，上述体温凝固水凝胶包括壳聚糖温敏水凝胶和
甲基纤维素温敏水凝胶中的至少一种，优选为壳聚糖温敏水凝胶，由此，既保证了壳聚糖温敏水凝胶会在生理温度下发生凝固，有利于提高上述光电响应型水凝胶支架和体内组织具有良好的贴合程度，又因为壳聚糖具有一定的抗菌作用，壳聚糖温敏水凝胶可以预防创伤后感染的发生。更优选的，壳聚糖温敏水凝胶为壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶。
55.根据本发明的又一个具体实施例，上述室温凝固水凝胶包括琼脂糖温敏水凝胶和f127温敏水凝胶中的至少一种。
56.本发明的第二个方面，本发明提出了一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的制备方法。根据本发明的实施例，参考附图2，上述方法包括：
57.s100：在多孔硅膜上设置n掺杂区和p掺杂区
58.在该步骤中，通过对多孔硅膜进行掺杂，使得多孔硅膜上形成n掺杂区和p掺杂区，pn结使得多孔硅膜具有光电转换能力，进而在创面处产生电刺激作用，通过电刺激促进创面的愈合。
59.作为一个具体示例，参考附图3，制备具有硅柱的多孔硅膜的具体步骤为：(1)将磷离子和氮离子分别注入到硅的上下表面，(2)利用光刻和离子刻蚀技术在多孔硅膜表面刻蚀硅柱。需要注意的是：如果即将注入离子的硅本身为含有磷离子的多孔硅膜，则只需要在远离磷离子的多孔硅膜的另一面注入氮离子。
60.s200：将水凝胶包裹在多孔硅膜周围
61.在该步骤中，通过将水凝胶包裹在多孔硅膜周围，有利于将多孔硅膜更好的贴合在组织和创口的表面。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。
62.根据本发明的再一个具体实施例，上述水凝胶为壳聚糖温敏水凝胶，具体可以为壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶，由此，既保证了壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶会在生理温度下发生凝固，有利于提高上述光电响应型水凝胶支架和体内组织具有良好的贴合程度，又因为壳聚糖具有一定的抗菌作用，壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶可以预防创伤后感染的发生。
63.作为一个具体示例，制备壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶的方法包括：(1)将壳聚糖和酸进行混合，以便形成壳聚糖的酸溶液；(2)将β-甘油磷酸钠溶液和壳聚糖的酸溶液进行混合，形成混合溶液；(3)调节上述混合溶液的ph至7-8，从而得到壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶。上述酸的种类并不受特殊限定，例如可以为乙酸。
64.根据本发明的又一个具体实施例，壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶中的壳聚糖和β-甘油磷酸钠凝胶质量比为(1.8-2.5)：(2-10)，优选为(2-2.5)：4。发明人发现，如果β-甘油磷酸钠含量过低，壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶凝固成胶的时间会延长，甚至不成胶；如果β-甘油磷酸钠含量过高，可能会对人体产生较强的毒性。
65.在本发明的一些实施例中，将上述水凝胶包裹在上述多孔硅膜周围的方法包括：(1)将上述多孔硅膜覆盖在伤口处，再将上述水凝胶通过注射或直接贴于伤口处，以实现包裹上述多孔硅膜的效果；(2)采用3d打印将上述水凝胶打印至上述多孔硅膜周围；(3)采用模具将上述水凝胶包裹上述多孔硅膜周围。需要解释的是：如果水凝胶是体温凝固水凝胶，可以采用上述三种方法实现水凝胶包裹在多孔硅膜周围，如果采用方法(1)将非体温凝固水凝胶包裹在上述多孔硅膜周围，由于非体温凝固水凝胶的凝固温度不是生理温度，可能会导致包裹效果变差。
66.本发明的第三个方面，本发明提出了一种创面修复材料，上述创面修复材料包括上述实施例所述的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料或上述制备促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的方法制备得到的光电响应型水凝胶材料，由此，该创面修复材料制作简单、成本低、结构简单，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了对身体的不良影响，具有巨大的市场潜力。
67.在本发明的实施例中，上述创面修复材料的应用领域包括但不限于人体难愈性创面愈合和动物难愈性创面愈合，优选为人体难愈性创面愈合。
68.下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
69.实施例1
70.本实施例提供一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的制备方法，其步骤如下：
71.(1)制备多孔硅膜：参考附图3，(1-1)首先选取soi结构，从下至上依次设置网状结构si、绝缘材料(二氧化硅)、多孔硅膜，最上层的多孔硅膜的厚度大约为2微米，最上层的多孔硅膜的孔径为300微米；(1-2)将n型磷离子和p型硼离子分别注入到多孔硅膜的上下面，多孔硅膜中的n型磷离子和p型硼离子的浓度比为10
15
：10
18
：(1-3)利用光刻和离子刻蚀技术在多孔硅膜表面刻蚀出硅柱，硅柱在多孔硅膜内部的排列方式为矩阵式排列，硅柱的高约2微米，硅柱的直径约2微米；(1-4)利用氢氟酸湿法刻蚀去除绝缘材料(二氧化硅)；(1-5)将多孔硅膜转移到定制的特氟龙圆柱形模具(厚度约0.8mm，直径约为6mm)底部，多孔硅膜可以被转移至目标区域；
72.(2)制备温敏性水凝胶体系(壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶)：(2-1)利用乙酸溶液将壳聚糖进行超声溶解，制备得到w/v(质量体积比)为2.5％的壳聚糖酸溶液，再将上述壳聚糖酸溶液放置于4℃下过夜；(2-2)用水溶液配置得到w/v(质量体积比)为40％的β-甘油磷酸钠，将上述β-甘油磷酸钠逐滴加入到4度过夜后的壳聚糖酸溶液中，以9ml壳聚糖酸溶液和1mlβ-甘油磷酸钠的比例进行混合得到w/v(质量体积比)为2.25％的壳聚糖和w/v(质量体积比)为4％的β-甘油磷酸钠溶液，由此得到壳聚糖/β-甘油磷酸钠混合溶液；(2-3)采用氨水将壳聚糖/β-甘油磷酸钠混合溶液的ph调至7.4左右，得到壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶，壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶中的壳聚糖和β-甘油磷酸钠凝胶的质量比为2.25：4，将壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶放置于37度水浴锅中放置凝固；
73.(3)参考附图3，采用特氟龙圆柱形模具将多孔硅膜转移至水凝胶中，由此得到促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料；
74.(4)实验设计：利用链脲佐菌素将c57bl/6型小鼠诱导成尿糖病鼠，然后在其背部制作直径约为1cm的伤口，以此模型来代表难愈性创面，采用上述光电响应型水凝胶材料外加近红外光照刺激，分别在3，10，14，21和28天对小鼠的伤口进行拍照和测量，统计结果如图4所示，容易看出，小鼠的伤口伤口愈合率较快，最终愈合程度较高。
75.实施例2
76.本实施例提供一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的制备方法，本实施例
与实施例1的区别仅在于：
77.在步骤(1-1)中，最上层的si膜的厚度大约为4微米，最上层的si膜的孔径为100微米；
78.在步骤(1-2)中，si膜中的n型磷离子和p型硼离子为10
16
：10
20
；
79.在步骤(1-3)中，si柱的高约2.5微米，si柱的直径约1微米；
80.其他内容均与实施例1相同。
81.通过设置实现得知，小鼠的伤口伤口愈合率和实施例1的伤口愈合率基本一致，最终愈合程度较高。
82.实施例3
83.本实施例提供一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的制备方法，本实施例与实施例1的区别仅在于：
84.在步骤(1-1)中，最上层的si膜的厚度大约为5微米，最上层的si膜的孔径为400微米；
85.在步骤(1-3)中，si柱的高约3微米，si柱的直径约3微米；
86.其他内容均与实施例1相同。
87.通过设置实现得知，小鼠的伤口伤口愈合率和实施例1的伤口愈合率基本一致，最终愈合程度较高。
88.对比例1
89.本对比例提供一种壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶的制备方法，其步骤如下：
90.(1)利用乙酸溶液将壳聚糖进行超声溶解，制备得到w/v(质量体积比)为2.5％的壳聚糖酸溶液，再将上述壳聚糖酸溶液放置于4℃下过夜；用水溶液配置得到w/v(质量体积比)为40％的β-甘油磷酸钠，将上述β-甘油磷酸钠逐滴加入到4度过夜后的壳聚糖酸溶液中，以9ml壳聚糖酸溶液和1mlβ-甘油磷酸钠的比例进行混合得到w/v(质量体积比)为2.25％的壳聚糖和w/v(质量体积比)为4％的β-甘油磷酸钠溶液，由此得到壳聚糖/β-甘油磷酸钠混合溶液；采用氨水将壳聚糖/β-甘油磷酸钠混合溶液的ph调至7.4左右，得到壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶，壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶中的壳聚糖和β-甘油磷酸钠凝胶的质量比为2.25：4；
91.(2)实验设计：利用链脲佐菌素将c57bl/6型小鼠诱导成尿糖病鼠，然后在其背部制作直径约为1cm的伤口，以此模型来代表难愈性创面，采用上述壳聚糖/β-甘油磷酸钠凝胶外加近红外光照刺激，分别在3，10，14，21和28天对小鼠的伤口进行拍照和测量，统计结果如图4所示。
92.结果分析：在第3天和第10天，实施例1和对比例1的伤口愈合率具有显著差异，实施例1的伤口愈合率显著高于对照组，随着时间的延长，对比例1的小鼠伤口也开始慢慢愈合，实施例1的最终愈合程度稍高于对比例1。
93.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，包括：多孔硅膜，所述多孔硅膜设有n掺杂区和p掺杂区；水凝胶，所述水凝胶包裹所述多孔硅膜。2.根据权利要求1所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述n掺杂区的掺杂元素为磷，所述p掺杂区的掺杂元素为硼。3.根据权利要求2所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述多孔硅膜中的磷元素和氮元素的浓度比值为(10
15-10
16
)：(10
18-10
20
)。4.根据权利要求1或2所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述多孔硅膜的孔径为100-400微米；和/或，所述多孔硅膜的厚度为2-5微米；和/或，所述多孔硅膜中设置有硅柱。5.根据权利要求4所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述硅柱的高度为2-3微米；和/或，所述硅柱的直径为1-3微米；和/或，所述硅柱在所述多孔硅膜内部的排列方式包括矩阵式排列。6.根据权利要求1或2所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述水凝胶包括体温凝固水凝胶和室温凝固水凝胶中的至少一种。7.根据权利要求6所述的光电响应型水凝胶材料，其特征在于，所述体温凝固水凝胶包括壳聚糖温敏水凝胶和甲基纤维素温敏水凝胶中的至少一种；和/或，所述室温凝固水凝胶包括琼脂糖温敏水凝胶和f127温敏水凝胶中的至少一种。8.一种制备权利要求1-7任一项所述的促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料的方法，其特征在于，包括：(1)对多孔硅膜进行掺杂，以使所述多孔硅膜上形成n掺杂区和p掺杂区；(2)将水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围，以形成所述光电响应型水凝胶材料。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围的方法包括：将所述多孔硅膜覆盖在伤口处，再采用所述水凝胶包裹所述多孔硅膜；采用3d打印将所述水凝胶打印至所述多孔硅膜周围；采用模具将所述水凝胶包裹在所述多孔硅膜周围。10.一种创面修复材料，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的光电响应型水凝胶材料或权利要求8或9所述的方法制备得到的光电响应型水凝胶材料。

技术总结
本发明公开了一种促进创面愈合的光电响应型水凝胶材料及制备方法和应用，该光电响应型水凝胶材料包括：多孔硅膜，多孔硅膜设有N掺杂区和P掺杂区；水凝胶，水凝胶包裹多孔硅膜。由此，极大地提高了创面的愈合速度，且通过采用多孔硅膜实现光电转换，最大程度避免了光电响应型水凝胶材料对身体的不良影响。响应型水凝胶材料对身体的不良影响。响应型水凝胶材料对身体的不良影响。


技术研发人员：田静静 赵宇 李嘉浩 王华春 盛兴
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/20