[发明专利]医用高分子基的纳米银材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌材料的制备方法，尤其是一种应用于医用材料与医疗器械领域的医用高分子基的纳米银材料的制备方法。

背景技术

目前，细菌感染、血栓和钙化是用于血液接触生物医用材料和医疗器械所面临的三大主要并发症，感染成为最主要的疾病危害之一。在美国，院内或者与医院有关的细菌感染，位于死亡原因的第五位，仅次于心脏病、癌症、中风和肺炎和流感之后。美国的疾病控制中心(CDC)估计,医院对每位院内感染患者的诊断和治疗费超过2300美元。目前在金属离子抗菌研究中最多的是含银离子的抗菌剂, 美国科学家研究表明, 银离子有破坏细菌、病毒的呼吸功能和分裂细胞的功能。在纳米工艺下研究制造的纳米银超微颗粒, 使得纳米银与微生物表面接触的概率大大增加。因此, 纳米银的抗菌性能远远大于传统的银系抗菌剂。纳米银对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都有很好的抗菌效果。

纳米银的抗菌特性使之在医用导管类材料、牙科材料、医用器械和植入体等生物医用材料领域中得到广泛的应用。而大部分含银抗菌聚合物中，主要是含有元素银和或者高水溶性银盐和银复合物，都存在着在水溶液环境中释放银离子速度慢或者银离子释放过快等问题。此外，关于纳米银的毒性还有很多问题有待深入研究，但是如果能够有效控制纳米银颗粒或者银离子浓度，就可以保证纳米银在体内的安全性。因此，在纳米银的制造工艺上，如何保持高效，持久和可控的释放银离子，一直是纳米银抗菌材料研究的重点和难点。

聚合物为基体的金属纳米复合材料,其作用原理是通过聚合物的每一个分子提供多个连接部位同时与颗粒的自组装, 对纳米微粒起到很好的保护作用。同时，纳米银/聚合物复合材料为纳米银在材料表面的结合和抗菌性银离子的长效释放提供了一个很好的基础。纳米银/聚合物复合材料中，纳米银可以均匀的分散在聚合物基质中，该方法制备的材料，可以有效避免纳米颗粒的团聚。医用高分子聚合物和银的纳米复合物有望一方面能够通过聚合物固定纳米银颗粒防止纳米颗粒进入血液和组织，另外一方面可以实现长久的银离子释放。

虽然在现有技术中已经为在保持银离子的抗菌性能前提下提高银离子的安全性问题上找到了突破口，但目前的复合材料中存在着安全性、抗菌性和银离子释放等方面的问题，不能很好的满足实际的需要。

有鉴于此，有必要对现有的医用高分子基的纳米银材料的制备方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用高分子基的纳米银材料的制备方法，通过该方法制得的纳米银颗粒的浓度或粒径存在一个梯度变化，从而实现材料中的银离子长久释放，进而具有长时间的抗菌效果。

为实现上述发明目的，本发明的一种医用高分子基的纳米银材料的制备方法，其包括如下步骤：

a. 在室温下，按照医用高分子材料和有机溶剂质量比1:3~1:30的比例，配制医用高分子有机溶液，使粘度范围控制在150~1500cp；

b. 将质量浓度为0.01%~3%的Ag/TiO2晶须加入步骤a配置的医用高分子溶液中，强烈搅拌，以使二者充分混合均匀；

 c. 控制温度和湿度在特定条件下，将步骤b获得的混合溶液倒入器皿中，采用溶剂挥发法制备薄膜；其中Ag/TiO2晶须根据自身重力形成在高分子溶液中的浓度梯度分布；

 d. 溶剂完全挥发成膜后，获得医用高分子基的纳米银复合材料，将其清洗干净后，真空干燥至重量恒定后保存使用。

作为本发明的进一步改进，所述医用高分子材料包括医用聚氨酯、或医用聚氯乙烯、或医用聚乙烯、或医用聚乳酸、或医用硅橡胶、或医用聚醚酮。

作为本发明的进一步改进，所述有机溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二氯甲烷、氯仿、庚烷、环己烷、丁酮、丙酮、或乙醇。

作为本发明的进一步改进，所述Ag/TiO2晶须是指在氧化钛晶须表面担载有不同粒径纳米银颗粒的材料，所述纳米银颗粒的粒径范围为20~800nm。

作为本发明的进一步改进，所述纳米银颗粒的质量含量小于或等于3%。

为实现上述发明目的，本发明的另一种医用高分子基的纳米银材料的制备方法，其包括如下步骤：

a. 在室温下，按照医用高分子材料和有机溶剂质量比1:3~1:30的比例，配制医用高分子溶液；

b. 将质量浓度为0.01%~3%的纳米银颗粒加入步骤a配置的医用高分子溶液中，强烈搅拌，使二者充分混合均匀；

c. 控制温度和湿度在特定条件下，将步骤b获得的混合溶液倒入器皿中，采用溶剂挥发法制备纳米银颗粒均匀分布的薄膜；