[发明专利]Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌复合材料的制备方法，尤其是一种应用于医用材料与医疗器械领域的Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合材料的制备方法。

背景技术

高分子聚合物是生物材料的一个重要分支，因其优秀的机械性质和生物相容性而被广泛应用于临床介入材料的制造。然而细菌粘附和感染是介入医用材料的主要问题，因此设计制备具有抗菌性质的聚合物显得尤为重要。

纳米银由于其独特的抗菌特点和抗菌机制，作为抗菌材料在生物医药领域得到广泛应用。同其它纳米材料一样，纳米银在进入生命体后，与生命体相互作用所产生的化学特性、生物活性与化学成分相同的常规物质有很大不同，有可能给人类健康带来损害，并成为一些疾病的诱因。小尺寸的纳米银颗粒可能引发一些新的、潜在的毒性问题，例如有不同粒径的银纳米粒的生物评价中，15nm的纳米粒毒性远大于55nm。近几年的研究表明：随着浓度的增加，纳米银出现一定的毒副作用。

以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作用, 而非常有效的将其固定, 并且还能通过静电、氢键、电荷转移及其它作用来形成各种纳米结构的自组装, 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。

在医用高分子材料中，聚氨酯材料具有良好的人体组织相容性和血液相容性，良好的韧性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物，无毒性，良好的耐磨损等优异的性能。二氧化钛（TiO2）以其良好的生物相容性（无毒、无害、无腐蚀性）、优异的耐腐蚀性和特殊的光化学性能得到国内外学者的认可。晶须是指在人工控制条件下以单晶形式生长成的一种纤维，其直径非常小（微米数量级），不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位错、空穴等），其原子排列高度有序，因而其强度接近于完整晶体理论值。二氧化钛晶须是具有特殊功能的氧化物材料，在功能材料和复合材料的制备领域具有广泛的应用。Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合材料即是具备聚氨酯、TiO2、及纳米银三者优点的抗菌复合材料，其以聚氨酯为主体，TiO2晶须为载体，纳米银颗粒附着在晶须上。然而，现有的制备方法还无法确保纳米银颗粒可靠附着在TiO2晶须表面。

有鉴于此，有必要对现有的Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合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Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合材料的制备方法，通过该方法获得的复合材料不仅具备聚氨酯、TiO2、及纳米银三者的优点，而且可以确保纳米银颗粒可靠附着在TiO2晶须表面。

为实现上述发明目的之一，本发明的一种Ag/TiO2晶须-医用聚氨酯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

a. 配制0.01～1M的银盐溶液，并加入正空穴捕获剂，除去反应体系中的氧气；

b. 按照银盐溶液中银与TiO2的质量比为1:1～1:50的比例向反应体系中加入TiO2晶须，并搅拌吸附0.5～8h；

c. 在搅拌和无氧条件下，采用光化学还原法还原银离子，以在TiO2晶须表面制备银颗粒；

d. 待反应结束后，过滤获得担载银颗粒的TiO2晶须，并在真空条件下干燥至重量恒定后保存备用；

e. 在室温下，按照医用聚氨酯和有机溶剂的比例为1:3～1:30的比例配制聚氨酯溶液；

f. 将步骤d获得的Ag/TiO2晶须加入到步骤e获得的医用聚氨酯溶液中，并充分搅拌以使Ag/TiO2晶须在医用聚氨酯溶液中均匀分布，而后采用溶剂挥发法制备具有Ag/TiO2晶须均匀分散的聚氨酯薄膜，并在真空条件下干燥至重量恒定后保存备用。

作为本发明的进一步改进，所述银盐溶液为硝酸银溶液。

作为本发明的进一步改进，所述正空穴捕获剂为异丙醇、或乙醇、或甲酸。

作为本发明的进一步改进，所述步骤a中的除氧方法为双排管法或氮气鼓泡法。

作为本发明的进一步改进，所述TiO2晶须的长径比大于8，且其直径为纳米或微米级；所述TiO2晶须的构型为金红石型、或锐钛矿型、或TiO2（B）、或板钛型、或它们的组合。

作为本发明的进一步改进，所述光化学还原法的光源为5w～2kw，光照时间为10min～8h。

作为本发明的进一步改进，所述银颗粒的直径范围为20nm～2μm。

作为本发明的进一步改进，由步骤f获得的薄膜中，所述Ag/TiO2晶须与聚氨酯的质量比为0.01%~5%。