【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及功能高分子新材料，尤其涉及一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠及其制備和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、皮膚是阻止外來細(xì)菌和病原體入侵的主要屏障。然而，由于對(duì)感染傷口缺乏及時(shí)治療，每年有數(shù)百萬患者處于生命危險(xiǎn)之中。感染傷口往往導(dǎo)致慢性炎癥、出血和膿液，嚴(yán)重阻礙傷口愈合。因此，治療感染傷口仍然是臨床醫(yī)學(xué)中一個(gè)重要而緊迫的挑戰(zhàn)。
2、水凝膠以其獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、高親水性、良好的生物相容性已成為生物醫(yī)用抗菌材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，作為治療細(xì)菌感染的替代材料正在越來越受到關(guān)注。由于人工設(shè)計(jì)的分子抗菌材料的合成工藝復(fù)雜、成本高，而且生物相容性較差，嚴(yán)重限制了其在臨床上的實(shí)際應(yīng)用。相反，天然抗菌聚合物已被證明是抗菌敷料的潛在候選材料。殼聚糖作為一種天然的廣譜抗菌活性物質(zhì)，主要依靠其氨基、碳6位羥基和碳3位羥基與革蘭氏陰性菌外膜和革蘭氏陽性菌質(zhì)膜的頭部極性區(qū)發(fā)生快速結(jié)合，從而發(fā)揮抗菌作用。然而，殼聚糖不溶于水，且單獨(dú)使用時(shí)的抑菌率有待進(jìn)一步提高，因此，有必要通過化學(xué)修飾來生成新型的殼聚糖衍生物功能材料、或添加其它抑菌季以改善其性能。
3、攜帶硫酸鹽或磺酸鹽官能團(tuán)的陰離子多糖因其突出的生物學(xué)特性而受到關(guān)注，這些特性包括其顯著的抗菌能力。特別是通過殼聚糖與1,3-丙磺酸內(nèi)酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制備的磺酸根修飾的殼聚糖衍生物，該衍生物表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性和微生物抑制作用，該制備過程特點(diǎn)在于其合成路徑及其后續(xù)處理相對(duì)簡(jiǎn)化，這為開發(fā)成本效益高、具有實(shí)際應(yīng)用潛力的抗菌水凝膠材料提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中觀察到，采用傳統(tǒng)有機(jī)交
4、為此，提供一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠及其制備和應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本專利技術(shù)提供一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠及其制備和應(yīng)用。本專利技術(shù)通過輻射產(chǎn)生自由基進(jìn)而交聯(lián)形成化學(xué)鍵，并在納米纖維素的增強(qiáng)作用下大大提高了水凝膠的力學(xué)性能，同時(shí)在單寧酸的作用下，進(jìn)一步增加了水凝膠的力學(xué)性能和抗菌性能。
2、本專利技術(shù)的一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠及其制備和應(yīng)用是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、本專利技術(shù)的第一個(gè)目的是提供一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4、步驟1，對(duì)殼聚糖進(jìn)行磺化處理，以提高殼聚糖的水溶性，獲得磺化殼聚糖。
5、步驟2，以纖維素納米纖維凝膠作為第一增強(qiáng)劑，于水中對(duì)所述磺化殼聚糖進(jìn)行增強(qiáng)，獲得增強(qiáng)混合液。
6、步驟3，將所述增強(qiáng)混合液與聚乙烯醇水溶液混勻后，除氣泡，經(jīng)輻射處理進(jìn)行交聯(lián)，獲得水凝膠基體。
7、步驟4，以單寧酸溶液作為協(xié)同抑菌劑和第二增強(qiáng)劑，將其噴涂于所述水凝膠基體的兩面，即獲得所述磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠。
8、優(yōu)選地，所述磺化殼聚糖通過以下步驟制得：
9、以1,3-丙磺酸內(nèi)酯作為磺化劑，以無水乙醇為溶劑，在保護(hù)氣氣氛下，使殼聚糖上的氨基與1,3-丙磺酸內(nèi)酯發(fā)生親核開環(huán)反應(yīng)，以在所述殼聚糖上引入磺酸根基團(tuán)，即獲得所述磺化殼聚糖；其中，所述殼聚糖的脫乙酰度>97％。
10、優(yōu)選地，所述1,3-丙磺酸內(nèi)酯的總用量與所述殼聚糖、所述無水乙醇的用量比為7～16g:10g:200～500ml。
11、優(yōu)選地，所述磺化殼聚糖與所述纖維素納米纖維凝膠、所述水溶劑a的質(zhì)量比為2～4:35.6～69.5:36.5～60.4。
12、優(yōu)選地，所述纖維素納米纖維凝膠中纖維素納米纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～1.2％。
13、優(yōu)選地，所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇與所述增強(qiáng)混合液中的磺化殼聚糖的質(zhì)量比為20～25:2～4。
14、優(yōu)選地，所述單寧酸溶液中，單寧酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～3％。
15、優(yōu)選地，所述第一次靜置處理的溫度為88～92℃，靜置時(shí)間為10～24h；所述第二次靜置處理的靜置時(shí)間為2～10h。
16、優(yōu)選地，所述輻射處理采用的輻射源為伽馬射線或電子束；且所述水凝膠基體吸收所述輻射處理的輻射劑量為25～35kgy。
17、本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供一種上述制備方法制備獲得的磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠。
18、本專利技術(shù)的第三個(gè)目的是提供一種上述磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠在制備抗菌材料中的應(yīng)用。
19、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：
20、本專利技術(shù)通過對(duì)殼聚糖進(jìn)行磺化處理，以通過在殼聚糖上引入磺酸基，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)殼聚糖的水溶性和抑菌性的改善，獲得磺化殼聚糖。本專利技術(shù)以纖維素納米纖維凝膠作為第一增強(qiáng)劑，通過先將纖維素納米纖維凝膠與磺化殼聚糖混勻后，再與聚乙烯醇水溶液混合后進(jìn)行輻射處理，以使磺化殼聚糖與纖維素納米纖維凝膠、聚乙烯醇在輻射產(chǎn)生的自由基作用下交聯(lián)，獲得水凝膠基體，從而使得纖維素納米纖維凝膠能夠均勻分散于磺化殼聚糖與聚乙烯醇水溶液形成的水凝膠基體中，以通過添加纖維素納米纖維凝膠實(shí)現(xiàn)對(duì)水凝膠力學(xué)性能的提高。本專利技術(shù)通過在水凝膠基體的兩面均勻噴灑單寧酸溶液，以通過單寧酸進(jìn)一步增強(qiáng)水凝膠的力學(xué)性能，同時(shí)進(jìn)一步提高水凝膠的抑菌性能。
21、本專利技術(shù)的制備方法無需添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑，避免了單體、引發(fā)劑等在水凝膠中的殘留，同時(shí)添加纖維素納米纖維進(jìn)一步增加了水凝膠的力學(xué)性能。
22、本專利技術(shù)以1,3-丙磺酸內(nèi)酯作為磺化劑，通過1,3-丙磺酸內(nèi)酯與殼聚糖分子鏈上的氨基發(fā)生親核開環(huán)反應(yīng)，以在殼聚糖分子上引入磺酸基，以通過引入的磺酸基實(shí)現(xiàn)對(duì)殼聚糖的水溶性和抑菌性進(jìn)行提高，獲得磺化殼聚糖。
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1.一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磺化殼聚糖通過以下步驟制得：
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述1,3-丙磺酸內(nèi)酯的總用量與所述殼聚糖、所述無水乙醇的用量比為7～16g:10g:200～500mL。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)混合液中，磺化殼聚糖與所述纖維素納米纖維凝膠、水的質(zhì)量比為2～4:35.6～69.5:36.5～60.4。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維凝膠中纖維素納米纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～1.2％。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇與所述增強(qiáng)混合液中的磺化殼聚糖的質(zhì)量比為20～25:2～4。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述單寧酸溶液中，單寧酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～3％。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述輻射處理采用的輻射源為伽馬射線或電子束；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種磺化殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磺化殼聚糖通過以下步驟制得：
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述1,3-丙磺酸內(nèi)酯的總用量與所述殼聚糖、所述無水乙醇的用量比為7～16g:10g:200～500ml。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)混合液中，磺化殼聚糖與所述纖維素納米纖維凝膠、水的質(zhì)量比為2～4:35.6～69.5:36.5～60.4。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述纖維素納米纖維凝膠中纖維素...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉樹博，楊明成，張本尚，葉子森，郭文慧，陳陽，郭亞欣，梁運(yùn)增，張秋霞，徐琬琳，張丁丁，郭天飛，田青亮，張宏娜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南省科學(xué)院同位素研究所有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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