聚乙烯醇/海藻酸鈉載藥復(fù)合水凝膠的制備及其抗菌性能

王悅 徐國平 仇巧華 朱靈奇 劉濤

摘 要：以聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）和海藻酸鈉（Sodium alginate，SA）為原料，采用循環(huán)冷凍-解凍法制備具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（SIPN）的PVA/SA復(fù)合水凝膠并搭載鹽酸萬古霉素（VAN）。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜儀（FT-IR）和X射線粉末衍射儀（XRD）等儀器對其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，分析PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的溶脹度和力學(xué)性能，并探究其抗菌性能。結(jié)果表明：PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠均呈現(xiàn)出三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率在80%以上，在磷酸鹽緩沖液中的溶脹度可達(dá)1338%，具有良好的力學(xué)性能?？咕鷮?shí)驗(yàn)表明，PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠對金黃色葡萄球菌具有顯著的抗菌效果。該研究結(jié)果可為載藥復(fù)合水凝膠在創(chuàng)傷敷料中的應(yīng)用方面提供參考。

關(guān)鍵詞：聚乙烯醇；海藻酸鈉；復(fù)合水凝膠；載藥；抗菌

中圖分類號：TB332

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2023）03-0145-10

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31900964）；浙江理工大學(xué)科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（11150131722120）

作者簡介：王悅（1999—），女，浙江臺州人，碩士研究生，主要從事現(xiàn)代紡織技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的研究。

通信作者：徐國平，E-mail：xuguoping8@126.com

水凝膠是由可溶性或親水性聚合物的化學(xué)或物理交聯(lián)形成的大分子網(wǎng)絡(luò)，由于其優(yōu)異的親水性、良好的生物相容性、對生理環(huán)境的高度敏感性，以及能夠?yàn)閯?chuàng)傷界面提供潮濕的環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)使其成為傷口敷料和其他生物醫(yī)學(xué)用途的理想選擇［1-2］。水凝膠也被廣泛用作藥物載體，因?yàn)樗麄兙哂休^高的孔隙率且能夠有效調(diào)節(jié)藥物釋放速率，使其在促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)及抗感染的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用上取得喜人成果［3-4］?？股嘏R床上通常采用傳統(tǒng)的靜脈注射以及口服的方式使用，但系統(tǒng)循環(huán)使到達(dá)感染部位的藥物濃度不足以殺滅病菌，因此將抗生素負(fù)載在水凝膠中，直接施用在創(chuàng)口部位進(jìn)行局部釋藥，針對性抵御病原微生物，可以在避免創(chuàng)口的感染的同時(shí)減輕抗生素過度口服的副作用，并且減少耐藥性的形成［5］。

海藻酸鈉（SA）是一種天然聚電解質(zhì)，來源廣泛，具有高透氧性，生物降解性，生物相容性，良好的止血能力以及pH敏感性，可在溫和條件下快速形成水凝膠［6-9］。但其剛性大、易碎的缺點(diǎn)限制了其使用范圍［10］。聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性極性聚合物，具有優(yōu)異的生物相容性和生物降解性，固有的無毒性和良好的機(jī)械性能［4， 11-12］。它可以通過化學(xué)或物理交聯(lián)形成水凝膠，由于其具有傷口愈合性能［13-14］，PVA水凝膠也被廣泛用作傷口敷料的基質(zhì)材料。將PVA與SA復(fù)合，PVA的加入彌補(bǔ)了SA凝膠脆性大的缺點(diǎn)，提高了凝膠的機(jī)械性能，增加了凝膠的彈性［15-16］。PVA提供了足夠的機(jī)械性能，并且促成水凝膠的形成，而SA改善了樣品的物理和生物學(xué)特性。鹽酸萬古霉素（VAN）是一種親水性糖肽抗生素，性質(zhì)穩(wěn)定，對金黃色葡萄球菌和其他革蘭氏陽性菌具有較高活性，已成為治療感染的首選抗生素［17-20］。

本文制備了以PVA和SA為原料，負(fù)載VAN的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠，研究其表面微觀結(jié)構(gòu)及理化性能，并評估其抗菌性能，為后期將該載藥復(fù)合水凝膠應(yīng)用于創(chuàng)傷敷料奠定基礎(chǔ)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料和儀器

主要材料：聚乙烯醇（PVA，1799型，醇解度98%～99%，上海麥克林生物化學(xué)有限公司），海藻酸鈉（SA，AR，90%，上海麥克林生物化學(xué)有限公司），鹽酸萬古霉素（VAN，USP，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），無水乙醇（EtOH，分析純，杭州雙林化工試劑有限公司），去離子水（實(shí)驗(yàn)室自制）。

主要儀器：磁力攪拌器（S82-1型，上海志威電器有限公司），超聲波清洗器（KQ5200E型，昆山市超聲儀器有限公司），集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（DF-101S型，杭州惠創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司），電子天平（CFA1004型，寧波市鄞州華豐儀器廠），冷凍干燥機(jī)（FD-1A-5O型，上海比朗儀器制造有限公司），場發(fā)射掃描電子顯微鏡（Ultra55型，德國Carl Zeiss公司），X射線衍射儀（D8 discover型，德國布魯克AXS有限公司），材料測試機(jī)（Instron 5943型，美國Instron儀器公司），傅立葉變換紅外光譜儀（Nicolet5700型，美國Thermo Electron公司），立式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌器（LX-B50L型，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司），凈化工作臺（SW-CJ-2D型，上海葉拓科技），電熱恒溫培養(yǎng)箱（DHP-9082型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司），恒溫培養(yǎng)搖床（THZ-100型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的制備

稱取10 g的PVA顆粒放入加含有190 mL去離子水的燒杯中，于95℃水浴攪拌至完全溶解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的PVA水溶液。稱取1 g的SA粉末放入加含有99 mL去離子水的燒杯中，常溫下攪拌至完全溶解，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的SA水溶液。按一定質(zhì)量配比將SA溶液加入PVA溶液中，攪拌至均勻，靜止去泡后獲得PVA/SA水凝膠溶液。將5 mg/mL的VAN溶液加入到PVA/SA溶液中，攪拌至完全混合，通過超聲處理使藥物分散均勻，得到PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠溶液。倒入模具后在-18℃冷凍18 h，室溫解凍6 h，如此反復(fù)3次，在常壓下注入液氮使其冷凍，最后將復(fù)合水凝膠在-51℃下冷凍干燥處理48 h，即可獲得PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠。樣品組成如表1所示。

1.3 測試與表征

1.3.1 表面形貌及結(jié)構(gòu)分析

將PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠進(jìn)行冷凍干燥后，在液氮中脆斷，然后在氮?dú)鈿夥障率褂脼R射鍍膜機(jī)鍍上金-鈀層。使用3 kV的加速電壓通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）觀察PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的表面形貌。

1.3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析

傅立葉紅外光譜儀（FTIR）選用ATR模式獲得。在4000～500 cm-1的波數(shù)區(qū)域內(nèi)對PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠進(jìn)行掃描來表征其紅外透過率。

1.3.3 結(jié)晶分析

通過X射線衍射儀（XRD）對樣品進(jìn)行結(jié)晶性能檢測。放射源：Cu靶Kα射線；掃描區(qū)間：5°～80°；掃描步長：0.02°。

1.3.4 溶脹性能測試

將不同比例干燥的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠浸入pH=7.4的PBS緩沖液中并在室溫下進(jìn)行溶脹測試，在每個(gè)時(shí)間間隔，從溶液中取出溶脹凝膠并從凝膠表面除去多余液體后稱重，稱重記為w1。將樣品置于80℃真空干燥中至少48 h后稱重，記為w2。樣品的溶脹率（Sw）通過式（1）計(jì)算得到：

1.3.5 孔隙率測試

用無水乙醇作為介質(zhì)，采用比重瓶法測定不同比例PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的孔隙率，每個(gè)樣品重復(fù)3次?？紫堵蔖通過式（2）計(jì)算得到：

式中：P為孔隙率，%；m1為乙醇和比重瓶的總質(zhì)量，g；m2為加入樣品后反復(fù)抽取真空后乙醇和比重瓶的總質(zhì)量，g；m3為反復(fù)抽取真空后取出樣品后剩余乙醇和比重瓶的總質(zhì)量，g；ms為水凝膠的干重，g。

1.3.6 力學(xué)性能測試

使用材料測試機(jī)通過壓縮評估不同比例PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的力學(xué)性能。將樣品制成直徑10 mm、高度10 mm的圓柱形，用于壓縮試驗(yàn)。每個(gè)樣品在10 mm/min的壓縮試驗(yàn)速度，60%的壓縮模量下測定。

1.3.7 抗菌性能測試

細(xì)菌培養(yǎng)基營養(yǎng)瓊脂配制：將6.4 g營養(yǎng)瓊脂溶于200 mL去離子水中，120℃高壓滅菌30 min，待高壓滅菌鍋溫度降至65℃取出，倒入培養(yǎng)皿中，冷卻形成固體培養(yǎng)基。營養(yǎng)肉湯的配置：將0.36 g營養(yǎng)肉湯溶于20 mL去離子水中，高壓滅菌后，冷卻至室溫下備用。細(xì)菌培養(yǎng)：將大腸桿菌和金黃色葡萄球菌置于液體培養(yǎng)基中，在37℃恒溫?fù)u床中過夜培養(yǎng)活化。抑菌圈實(shí)驗(yàn)：將200 μL菌懸液（1×105 CFU/mL）均勻涂抹于固體培養(yǎng)基上，靜置吸收10 min。將載藥水凝膠樣品放在瓊脂板中心并輕輕按壓，然后在37℃下倒置培養(yǎng)18 h后觀察抑菌圈大小。使用尺子測量每個(gè)樣品的抑菌圈，并拍攝不同培養(yǎng)皿的照片。水凝膠樣品的抗菌性能采用抑菌環(huán)直徑來評定，計(jì)算公式如式（3）所示：

式中：D′為抑菌環(huán)直徑，mm；D為抑菌圈外徑，mm；d為被測樣品直徑，mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 微觀結(jié)構(gòu)分析

圖1為PVA@VAN、SA@VAN及PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的FE-SEM照片。可以發(fā)現(xiàn)，純PVA@VAN載藥水凝膠經(jīng)過多次重復(fù)的冷凍-解凍循環(huán)，形成三維多孔結(jié)構(gòu)（圖1 （a））。如圖1 （b）所示，純SA@VAN載藥水凝膠的孔隙率高，但結(jié)構(gòu)松散。不同比例的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠中PVA和SA之間沒有明顯的相分離，表明兩種組分之間具有良好的相容性。該載藥水凝膠均表現(xiàn)出高度多孔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔隙分布均勻且相互連接，形成獨(dú)特的半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［21］（圖1 （c）―（g））。孔隙的大小和形態(tài)隨PVA/SA的混合比而變化，隨著SA含量的增加，PVA含量減少，該復(fù)合水凝膠結(jié)構(gòu)由緊密逐漸變得松散。一方面可能是因?yàn)樗z以半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式存在，這種結(jié)構(gòu)會(huì)使兩種材料都保持各自的化學(xué)結(jié)構(gòu)；SA組分本身沒有交聯(lián)，只是在PVA網(wǎng)絡(luò)中物理互鎖，SA自身以線性聚合物鏈擴(kuò)散到PVA聚合物網(wǎng)絡(luò)中形成半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)［22-23］。另一方面，SA可能導(dǎo)致PVA分子鏈之間通過冷凍和解凍形成的結(jié)晶交聯(lián)點(diǎn)的破壞，阻礙PVA分子物理交聯(lián)的有效范圍［13］。

2.2 化學(xué)組成分析

圖2為PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠及其原材料的FTIR光譜圖。從圖2 （a）中可以看出，PVA在1087 cm-1處的特征峰歸因于C—O拉伸振動(dòng)，在1414 cm-1處的特征峰為—CH2的彎曲振動(dòng)峰，2909 cm-1和2940 cm-1處的特征峰分別為—CH2的對稱和不對稱伸縮振動(dòng)峰，3268 cm-1處的特征峰為—OH的伸縮振動(dòng)峰。在SA紅外光譜中，1023 cm-1處為C—O—C的伸縮振動(dòng)峰，1406 cm-1和1595 cm-1處分別為—COO—的對稱和不對稱伸縮振動(dòng)峰，2923 cm-1處為C—H的伸縮振動(dòng)峰，3285 cm-1處為—OH的伸縮振動(dòng)峰。在VAN紅外光譜中，3422 cm-1為N—H和O—H的伸縮振動(dòng)峰，2967 cm-1處為C—H的伸縮振動(dòng)峰，1652 cm-1處的特征峰歸因于酰胺基的CO振動(dòng)，1234 cm-1的特征峰歸因

于芳香酯的C—O振動(dòng)，1062 cm-1和1025 cm-1處為胺基的C—N鍵的伸縮振動(dòng)峰［24-27］。但由于VAN的特征峰與SA的特征峰所處范圍有重合，導(dǎo)致VAN的特征峰在復(fù)合載藥水凝膠中不清晰可見，如圖2 （b）所示。所有的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠樣品在3235 cm-1和3339 cm-1之間顯示出寬帶，這可能是由于PVA/SA中—OH的伸縮振動(dòng)和VAN中N—H的伸縮振動(dòng)的重疊。隨著PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠中SA組分的增加，1564 cm-1和1638 cm-1之間的峰強(qiáng)度增加，因?yàn)橛坞x的—COO-數(shù)量增加。與純PVA、SA和VAN相比，在PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的光譜中沒有觀察到新的峰，從而表明沒有產(chǎn)生化學(xué)鍵。這些結(jié)果表明，PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的SIPN僅涉及PVA、SA和VAN之間的物理交聯(lián)［28］。

2.3 XRD分析

PVA、SA、PVA/SA復(fù)合水凝膠及其載藥復(fù)合水凝膠的XRD如圖3所示。從圖3可以觀察到在PVA和PVA/SA復(fù)合水凝膠的2θ=19.8°處的高強(qiáng)度峰和2θ=41.2°處的低強(qiáng)度峰顯示一個(gè)尖銳的衍射峰表明PVA是一種半結(jié)晶材料［29-30］。PVA溶液在凍融過程中，PVA會(huì)形成分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵，從而形成了結(jié)晶區(qū)。SA在2θ=23.3°處顯示1個(gè)衍射峰，這是由于藻酸鹽鏈之間通過分子間氫鍵的強(qiáng)相互作用，這對應(yīng)于SA的無定形區(qū)域［31-32］。PVA/SA復(fù)合水凝膠的衍射峰比PVA水凝膠的強(qiáng)度低且峰寬，這是因?yàn)閺?fù)合水凝膠的結(jié)晶度主要來自于PVA，并且SA的加入破壞了PVA的原始內(nèi)部官能團(tuán)之間的作用力，SA和PVA之間形成了新的氫鍵作用，降低了復(fù)合水凝膠的結(jié)晶度。與未載藥水凝膠相比，載藥水凝膠的結(jié)晶度明顯降低，這可能歸因于PVA中的—OH與VAN中的—NH2形成的弱氫鍵合。

2.4 溶脹性能分析

不同比例的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的溶脹率如圖4所示。由圖4可以觀察到，水凝膠在初始溶脹階段，水凝膠的溶脹率迅速增加，水分子進(jìn)入水凝膠并與水凝膠內(nèi)部的大分子相互作用，溶脹率緩慢增加并最終在40 min左右達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。PVA@VAN溶脹率大約為346%，P5S5@VAN、P6S4@VAN、P7S3@VAN、P8S2@VAN和P9S1@VAN的最大溶脹率分別約為1338%、1059%、599%、478%和400%，表明載藥復(fù)合水凝膠的溶脹率隨著PVA濃度的增加而明顯降低，分別為PVA水凝膠的3.9、3.1、1.7、1.4、1.2倍。這是由于聚合物上親水基團(tuán)的親水能力是影響水凝膠溶脹性能的關(guān)鍵因素，而SA比PVA更具親水性，并且內(nèi)部的—COO-不僅與水分子發(fā)生水合作用，而且使聚合物鏈在水中伸展，另外—COO-之間存在靜電排斥效應(yīng)，使水凝膠可以吸收大量水分并膨脹直至平衡，因而水分子進(jìn)入水凝膠的擴(kuò)散速率和水量均增加，進(jìn)一步提高了復(fù)合水凝膠的溶脹率。結(jié)合XRD數(shù)據(jù)可知，SA含量的增加使載藥復(fù)合水凝膠的結(jié)晶度降低，有助于改善半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠在介質(zhì)中的溶脹［30-33］。

2.5 孔隙率分析

孔隙率是水凝膠的一個(gè)重要參數(shù)，孔隙率高代表材料具有較大的比表面積及較高的吸附能力，有助于吸收創(chuàng)傷的滲出液［8］。PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的孔隙率如圖5所示。PVA@VAN的孔隙率為80.53%，SA@VAN的孔隙率相對較高，為92.58%。載藥復(fù)合水凝膠的孔隙率隨著SA含量的增加，從80.37% （P9S1@VAN）增加到87.81% （P5S5@VAN），這是由于SA本身的性質(zhì)增加了載藥復(fù)合水凝膠的孔隙率。綜上，該水凝膠的高孔隙率使其具有良好的吸附能力，有利于后期藥物的釋放及吸收傷口滲出液，使其在傷口敷料應(yīng)用方面有良好的前景。

2.6 力學(xué)性能

理想的傷口敷料應(yīng)具有良好的機(jī)械性能，以保持其結(jié)構(gòu)的完整性［13，34］。為了檢驗(yàn)PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的力學(xué)特性，進(jìn)行了壓縮實(shí)驗(yàn)。圖6（a）為不同比例PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，擬合結(jié)果表明，所有復(fù)合水凝膠的應(yīng)力-應(yīng)變行為均呈指數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r2均大于0.99。復(fù)合水凝膠中的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含了PVA的非晶區(qū)和微晶區(qū)以及大量的自由水，使柔性的PVA分子鏈能夠通過重新排列自身來快速響應(yīng)外力，最終導(dǎo)致水凝膠的壓縮應(yīng)變比相對較高［35］。圖6 （b）為不同比例PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠在60%應(yīng)變下的壓縮模量，可以看出隨著SA含量的增加，PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的壓縮模量明顯降低。不含SA的PVA@VAN載藥水凝膠可達(dá)到高壓縮模量（167.06±16.66） kPa，P5S5@VAN載藥復(fù)合水凝膠的壓縮模量下降到（33.70±21.26） kPa，這可能是由于SA的加入使PVA的交聯(lián)強(qiáng)度降低所致。因此，為了保證PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠能夠滿足后期應(yīng)用的力學(xué)需求，SA的含量應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。

2.7 抗菌性能分析

以未載藥水凝膠作為對照樣，通過抑菌圈法觀察PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠對革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性大腸桿菌的抗菌活性，結(jié)果如圖7所示。對于沒有負(fù)載VAN的PVA/SA水凝膠，在測試的兩個(gè)菌株周圍均無抑菌圈，這表明

PVA/SA水凝膠對這兩種細(xì)菌沒有抗菌活性。對于PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠，在對金黃色葡萄球菌的抗菌測試中樣品周圍均出現(xiàn)明顯的抑菌圈，而在大腸桿菌中則無明顯抑菌圈存在，說明VAN對金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出良好的抗菌活性，抑菌圈直徑如表2所示。不同比例的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠抑菌圈存在差異，可能是由于通過原位加載將藥物摻入水凝膠基質(zhì)中的這種方法會(huì)使藥物的釋放取決于擴(kuò)散、溶脹、藥物-聚合物相互作用以及暴露于不同環(huán)境時(shí)水凝膠結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變化［36］，從而使得VAN擴(kuò)散效果不同。PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出良好的抗菌活性，使其在抗菌傷口敷料材料應(yīng)用中具有巨大潛力。

3 結(jié) 論

本文通過循環(huán)凍融法制備了PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠，分析了PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠的理化性能和抗菌性能，主要結(jié)論如下：

a） 成功合成了PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠，PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠均表現(xiàn)出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，XRD峰的變化和FT-IR結(jié)果證實(shí)了VAN的存在。

b） PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠具有良好的溶脹性能、孔隙率和力學(xué)性能，隨著復(fù)合水凝膠中SA含量的增加，該水凝膠溶脹度可達(dá)1338%，孔隙率在80%以上。

c） PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠對金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出良好的抗菌效果，且隨著SA含量的增加，抑菌圈增大。

綜上，本文制備的PVA/SA@VAN載藥復(fù)合水凝膠表現(xiàn)出的優(yōu)異性能顯示出在傷口敷料和其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有良好的應(yīng)用前景。

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Abstract： In recent years， people have paid increasing attention to wound healing， and medical dressings have developed rapidly. Wound dressings can act as a skin protective barrier to prevent wound infection， quickly absorb wound exudate， and guide human tissue regeneration. The ideal dressing material should not only absorb the excess exudation of the wound， but also keep the wound in a proper moist state， effectively avoid the dry necrosis of the wound tissue and prevent secondary infection. Hydrogels， which are a hydrophilic cross-linked polymer network， can maintain a large amount of water by expansion， and perfectly mimic the natural structure of the tissue microenvironment. Due to its porous structure， biodegradability， growth factor incorporation ability and controlled release ability， it is a promising dressing material. In particular， hydrogels can be loaded with antimicrobial materials such as antibiotics， nanoparticles， and natural products to avoid contact with external bacteria and to effectively prevent cross-infection and improve the healing process.

From the perspective of biosafety and anti-infection， we use polyvinyl alcohol （PVA） and sodium alginate （SA） as raw materials to prepare a PVA/SA composite hydrogel with semi-interpenetrating network structure （SIPN） by a green and simple method， namely cyclic freezing-thawing method， to improve the biological characteristics of PVA and the brittleness of SA， and use it as a carrier to better carry Vancomycin hydrochloride （VAN）， aiming to achieve a new composite material with excellent biocompatibility， good mechanical properties and antibacterial effect. The morphology and structure were characterized by scanning electron microscope （SEM）， infrared spectrometer （FT-IR） and X-ray powder diffractometer （XRD）. The swelling degrees， porosities and mechanical properties of PVA/SA@VAN drug-loaded composite hydrogels were analyzed， and their antibacterial properties were explored. The results showed that the PVA/SA@VAN drug-loaded composite hydrogels all showed a three-dimensional porous structure， with uniform pore distribution and a porosity of more than 80%. They swelled rapidly in phosphate buffer solution without dissolution， and the swelling degree could reach 1338%. They had strong water absorption and swelling ability and good mechanical properties. Antibacterial experiments showed that the PVA/SA@VAN drug-loaded composite hydrogel had significant antibacterial effect on Staphylococcus aureus. The results of this study provide a basis for the application of drug-loaded composite hydrogels in wound dressings.

At present， the demand for antibacterial wound dressings that control infection and prevent microbial invasion by releasing fungicides is gradually increasing. The antibacterial composite hydrogel wound dressing prepared in this paper can be used as a short-term dressing candidate for acute wounds. The research results can provide reference for the research of hydrogel wound dressings.

Keywords： polyvinyl alcohol; sodium alginate; composite hydrogel; drug loaded; antibacterial