專利名稱：一種生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法，尤其涉及一種用于生物醫藥類抗菌敷膜的制備方法。
背景技術：
傷口敷料能為傷口愈合提供最佳的修復環境。近年來傷口愈合技術的進步也推動了傷口敷料從傳統的被動敷蓋式材料發展為功能活性敷料。功能活性敷料能與它們覆蓋的傷口相互作用，創造和保持濕潤的治療環境。理想的傷口敷料應保護傷口免于細菌感染，同時提供濕潤的治療環境，并具有良好的生物相容性。纖維素是一種最古老和最豐富的天然可再生、可生物降解和生物相容性的聚合物。作為一種天然的生物醫學材料，纖維素傷口敷膜吸引了越來越多的關注。它們輕便柔軟、吸濕性強、透氣性好，但它們本身不具有抗菌性。殼聚糖是第二豐富的天然多糖，是甲殼素多糖的脫乙酰形式，主要存在于甲殼類動物的外骨骼中。由于它的多功能性、可生物降解、無毒性和抗菌性而備受關注，是制備環保型材料一個很好的選擇。殼聚糖基抗菌膜材料已多有報道，如專利101649059A和102617878A。但殼聚糖成膜性和成膜后力學性能較差，將其和纖維素混合制備殼聚糖/纖維素復合抗菌膜，可提高它們的化學和物理性質，此外殼聚糖作為抗菌劑在堿性條件下抗菌活性會有不同程度的下降，故可對殼聚糖進行適當的化學改性，制備復合抗菌劑是解決途徑之一。復合抗菌劑中兩種抗菌劑可發揮協同抗菌作用，增加抗菌活性持久性。細菌對抗生素有抗藥性，這引發了銀和銀離子抗菌劑復興的新時代。目前銀及其離子的抗菌機理涉及到其與細菌內部或 外部細胞膜中蛋白質分子的巰基相互作用，抑制DNA分子復制能力，從而影響細胞的存活率。近日銀基納米材料用來控制感染受到很大關注。銀納米粒子(AgNPS)比塊狀銀表現出更好的抗菌性能，由于比表面積大和表面原子數多，從而有更多的AgNPS與細菌結合，抗菌持久性更好。AgNPS的主要優勢是其有限殺菌濃度在納摩爾級，而銀離子在微摩爾級。此外，AgNPS已經證明對人體細胞無毒。據報道，浸潰或表面涂有銀膜的飲用水凈化材料和銀基抗菌敷料，可除去99%病原體。近年來銀基商業產品包括外用藥膏，繃帶，和凝膠產品以改善公眾醫療保健逐步增加。如專利101905031A等。但銀基材料的耐洗性差，導致抗菌活性持久性短。將納米銀和殼聚糖通過化學共價鍵連接制成復合抗菌齊U，能發揮納米銀和殼聚糖的協同抗菌作用，同時提高抗菌活力持久性，目前還未見報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于創傷的生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法。該法制備出的抗菌敷膜力學性能優良、抗菌持久性好、能保濕透氣、質軟輕便，促進傷口愈合，不與皮膚粘連，不刺激皮膚。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:本發明所述的一種生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法，包括如下步驟:利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液；
將所述鑄膜液轉變成殼聚糖/纖維素膜；
將所述殼聚糖/纖維素膜經過反應為生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。所述利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液具體包括:
將殼聚糖和竹漿纖維素溶于氯化鋅水溶液中制備成鑄膜液；
所述殼聚糖可以是本領域常規使用的產品，但優選相對分子質量為20萬 40萬，其脫乙酰度為75、0 %的產品效果更好；所述的纖維素原料，可以任意采用本領域的常規纖維素產品，如木漿、棉漿、麻漿、竹漿、稻草漿、蔗渣漿、桑皮漿或者葦漿柏等中的一種或兩種以上混合，優選木漿、棉漿、麻漿、竹漿等，更優選其中纖維素含量> 90 %，纖維素的聚合度^ 200的纖維素產品。·所述將所述鑄膜液轉變成殼聚糖/纖維素膜具體步驟為:
將所述鑄膜液用涂布機在玻璃板上刮制成一定厚度的膜，在溶劑揮發后浸入凝固浴中，充分凝膠后得到不對稱膜。所述將所述殼聚糖/纖維素膜經過反應為生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜具體包括:
將納米銀膠體溶液稀釋后加入碳化亞胺生物偶聯劑獲得納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液，將所述殼聚糖/纖維素膜浸入納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液中，在一定PH下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈后取出，晾干、滅菌即得生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。所述利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液的具體步驟包括:1)將殼聚糖和纖維素溶于氯化鋅水溶液中制備成鑄膜液；
2)步驟I)的鑄膜液中的殼聚糖和纖維素的量可以采用本領域常規的量，優選占鑄膜液總量的質量分數為3% 6% ；
3)所述步驟I)中的殼聚糖質量分數和纖維素的質量分數之比優選為1:4 1:10。所述的納米銀膠體溶液采用如下方法制備而成:硝酸銀在室溫下溶解于二乙二醇，然后快速注入到二乙二醇和聚丙烯酸的沸騰溶液中，氮氣氣氛保護下劇烈攪拌獲得樣品，樣品冷卻至室溫，沉淀用大量的蒸餾水離心清洗即得納米銀膠體；所述洗凈方法為二次蒸餾水洗，所述的滅菌采用壓力蒸汽滅菌法。所述鑄膜液在玻璃板刮制成膜前需經過離心和脫泡；所述在溶劑揮發后浸入凝固浴中溶劑揮發的條件優選為:在相對濕度為45 9Γ65 %和溫度為2(Γ40 1:環境中。納米銀膠體的制備方法優選為:將ImL的納米銀膠體溶液用水稀釋至其中的羧基為0.01 mmol/mL后加入與羧基等量或稍過量的碳化亞胺生物偶聯劑獲得納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液，將所述殼聚糖/纖維素膜浸入納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液中，在pH=7下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈后取出，晾干、滅菌即得生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。本發明上述的任一制備方法制得的生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜，其特征在于:
所述生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜敷膜的厚度為20 μ m-200 μπι，孔隙率為85 %-96 %，含水率為30 %-65 %，濕膜拉伸強度為7 MPa 30 MPa，斷裂伸長率為30ο/Γ ΟΟ %，24 h對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為83 9Γ100 %和80 % 97 %。本發明將纖維素和殼聚糖在氯化鋅溶劑中溶解制備殼聚糖/纖維素復合抗菌膜，同時將AgNPS通過生物偶聯法連接到復合膜上，制備成本發明所述的一種生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。其具體制備方法包括以下步驟:
O制備鑄膜液:將相對分子質量為20萬 40萬、脫乙酰度為75、0%的殼聚糖和聚合度為30(Γ700的竹漿纖維素溶于氯化鋅水溶液中，配制成質量濃度為39Γ5%的殼聚糖/纖維素氯化鋅溶液，離心、脫泡。2)相轉變成殼聚糖/纖維素膜:用涂布機在玻璃板上刮制成一定厚度的膜，在相對濕度為459Γ65%和溫度為2(T40°C條件下使溶劑揮發，然后浸入凝固浴中，充分凝膠后得到不對稱膜。3)制備生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜:將所述膜徹底洗凈；取納米銀膠體溶液，稀釋后加入碳化亞胺生物偶聯劑；將殼聚糖/纖維素膜浸入溶液中，在一定pH下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈，取出，晾干、滅菌、包裝；
所述的洗滌方法為二次蒸餾水洗，所述的滅菌采用壓力蒸汽滅菌法。本發明的特點是:該生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜中納米銀和殼聚糖具有協同抗菌作用，抗菌持久性強；生物相容性好、保濕透氣；制備易，成本低，是一種綠色環保的新型抗菌敷料。本發明的優點是:本發現制備的生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜抗菌持久性強，生物相容性好，保濕透氣性高。制備易、成本低、安全環保。
具體實施方式
`為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一
I)將72 g ZnCl2溶解在去離子水中配成72 wt% ZnCl2水溶液并加熱到80°C，然后在ZnCl2水溶液中加入殼聚糖(相對分子質量Mw為2X IO5 Da，脫乙酰度為90 %，浙江金殼生物化學有限公司)和竹漿纖維素(福建邵武竹漿廠)形成混合物，殼聚糖與竹漿纖維素的量占混合物總量的質量分數為4 wt%，混合物中殼聚糖與竹漿纖維素的質量分數之比為1:6，快速攪拌，混合物逐漸變成均勻的溶液，離心脫泡后在熱玻璃板上刮制成膜。然后迅速浸入水凝固浴數分鐘，得到厚度為100 μ m左右的不對稱膜。將新制不對稱薄膜洗去殘留溶劑。
2)制備納米銀膠體:硝酸銀(0.1克)在室溫下溶解于二乙二醇(3毫升)，快速注入二乙二醇和聚丙烯酸的沸騰溶液中，氮氣氣氛保護下劇烈攪拌。樣品冷卻至室溫，沉淀用大量的蒸餾水11000轉離心清洗三次即得納米銀膠體。3)取步驟2)制得的納米銀膠體溶液I mL，用水稀釋至其中的羧基為0.01 mmol/mL后加入與羧基等量或稍過量的碳化亞胺生物偶聯劑獲得納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液，將步驟I)制得的殼聚糖/纖維素膜浸入納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液中，在一定pH=7下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈。取出，晾干、滅菌獲得生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的厚度為100 μ m，孔隙率為85%，含水率為42%，濕膜拉伸強度為23 MPa,斷裂伸長率為40%，24h對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為90%和93%。實施例二
將72 g ZnCl2溶解在去離子水中配成72 wt% ZnCljK溶液并加熱到80°C，然后加入總質量分數4%的殼聚糖(相對分子質量Mw為2 X IO5 Da,脫乙酰度約為90 %，浙江金殼生物化學有限公司)和棉漿纖維素(江西九江化纖廠)(原料質量分數比例為殼聚糖/棉漿纖維素=1:6)，快速攪拌。混合物逐漸變成均勻的溶液，離心脫泡后在熱玻璃板上刮制成膜。然后迅速浸入凝固浴數分鐘，得到厚度為80 ym左右的不對稱膜。將新制薄膜洗去殘留溶劑。硝酸銀(0.1克)在室溫下溶解于二乙二醇(3毫升)，快速注入二乙二醇和聚丙烯酸的沸騰溶液中，氮氣氣氛保護下劇烈攪拌。樣品冷卻至室溫，沉淀用大量的蒸餾水11000轉離心清洗三次即得納米銀膠體。取納米銀膠體溶液，稀釋后加入生物偶聯劑，將殼聚糖/纖維素膜浸入溶液中，在一定PH下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈。取出，晾干、滅菌、包裝。敷膜厚度為150 μ m,孔隙率為58%，含水率為87%，濕膜拉伸強度為20 MPa,斷裂伸長率為41%，24h對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為95%和97%。實施例三
將72 g ZnCl2溶解在去離子水中配成72 w t% ZnCljK溶液并加熱到85°C，然后加入總質量分數5%的殼聚糖(相對分子質量Mw為2 X IO5 Da,脫乙酰度約為90 %，浙江金殼生物化學有限公司)和苧麻纖維素(河北吉藁化纖有限公司)(原料質量分數比例為殼聚糖/苧麻纖維素=1:6)，快速攪拌。混合物逐漸變成均勻的溶液，離心脫泡后在熱玻璃板上刮制成膜。然后迅速浸入凝固浴數分鐘，得到厚度為80 μ m左右的不對稱膜。將新制薄膜洗去殘留溶劑。硝酸銀(0.1克)在室溫下溶解于二乙二醇(3毫升)，快速注入二乙二醇和聚丙烯酸的沸騰溶液中，氮氣氣氛保護下劇烈攪拌。樣品冷卻至室溫，沉淀用大量的蒸餾水11000轉離心清洗三次即得納米銀膠體。取納米銀膠體溶液，稀釋后加入生物偶聯劑，將殼聚糖/纖維素膜浸入溶液中，在一定PH下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈。取出，晾干、滅菌、包裝。敷膜厚度為200 μ m,孔隙率為89%，含水率為50%，濕膜拉伸強度為16MPa，斷裂伸長率為43%，24h對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為98%和99%。最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的實施方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法，包括如下步驟: 利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液； 將所述鑄膜液轉變成殼聚糖/纖維素膜； 將所述殼聚糖/纖維素膜經過反應為生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液具體包括: 將殼聚糖和竹漿纖維素溶于氯化鋅水溶液中制備成鑄膜液； 所述殼聚糖的相對分子質量為20萬 40萬，其脫乙酰度為75、0% ； 所述的纖維素原料，采用木漿、棉漿、麻漿、竹漿、稻草漿、蔗渣漿、桑皮漿或者葦漿柏中的一種或兩種以上混合，其中纖維素含量> 90 %，纖維素的聚合度> 200。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述鑄膜液轉變成殼聚糖/纖維素膜具體步驟為: 將所述鑄膜液用涂布機在玻璃板上刮制成一定厚度的膜，在溶劑揮發后浸入凝固浴中，充分凝膠后得到不對稱膜。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述殼聚糖/纖維素膜經過反應為生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜具體包括: 將納米銀膠體溶液稀釋后加入碳化亞胺生物偶聯劑獲得納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液，將所述殼聚糖/纖維素膜浸入納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液中，在一定PH下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈后取出，晾干、滅菌即得生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用殼聚糖和纖維素制備成鑄膜液的具體步驟包括:1)將殼聚糖和纖維素溶于氯化鋅水溶液中制備成鑄膜液； 2)步驟I)的鑄膜液中的殼聚糖和纖維素的量占鑄膜液總量的質量分數為3% 6%； 3)所述步驟I)中的殼聚糖質量分數和纖維素的質量分數之比為1:4 1:10。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的納米銀膠體溶液采用如下方法制備而成:硝酸銀在室溫下溶解于二乙二醇，然后快速注入到二乙二醇和聚丙烯酸的沸騰溶液中，氮氣氣氛保護下劇烈攪拌獲得樣品，樣品冷卻至室溫，沉淀用大量的蒸餾水離心清洗即得納米銀膠體；所述洗凈方法為二次蒸餾水洗，所述的滅菌采用壓力蒸汽滅菌法。
7.根據權利要求1或2或3或4或5所述的方法，其特征在于，所述鑄膜液在玻璃板刮制成膜前需經過離心和脫泡；所述在溶劑揮發后浸入凝固浴中溶劑揮發的條件具體為:在相對濕度為45 9Γ65 %和溫度為20 40 1:環境中。
8.根據權利要求4或7所述的方法，其特征在于，將ImL的納米銀膠體溶液用水稀釋至其中的羧基為0.01 mmol/mL后加入與羧基等量或稍過量的碳化亞胺生物偶聯劑獲得納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液，將所述殼聚糖/纖維素膜浸入納米銀膠體碳化亞胺生物偶聯劑溶液中，在pH=7下常溫振蕩使其充分反應，徹底洗凈后取出，晾干、滅菌即得生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。
9.一種權利要求1-8的任一制備方法制得的生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜，其特征在于: 所述生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜敷膜的厚度為20 μ m-200 μπι，孔隙率為85 %-96 %，含水率為30 %-65 %，濕膜拉伸強度為7 MPa 30 MPa，斷裂伸長率為300/Γ100 %，24 h對大 腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為83 9Γ100 %和80 % 97 %。
全文摘要
本發明公開一種生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜的制備方法。所述制備方法是采用氯化鋅水溶液為溶劑直接溶解殼聚糖和纖維素制得殼聚糖/纖維素復合膜，通過碳化亞胺生物偶聯劑制備生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜。所述生物偶聯納米銀的殼聚糖/纖維素抗菌敷膜敷膜的厚度為20μm-200μm，孔隙率為85%-96%，含水率為30%-65%，濕膜拉伸強度為7MPa~30MPa，斷裂伸長率為30%~100%，24h對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的致死率分別為83%~100%和80%~97%。該抗菌敷膜抗菌持久性強，生物相容性好，保濕透氣性高。制備易、成本低、安全環保。
文檔編號C08L1/02GK103159972SQ20131006565
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月2日 優先權日2013年3月2日
發明者林珊, 陳禮輝, 黃六蓮, 曹石林, 羅小林 申請人:福建農林大學