[发明专利]一种壳聚糖基抗菌膜材料的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖基抗菌膜材料的制备方法, 属于绿色化学领域。

背景技术

甲壳素是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳以及藻类等低等植物的细胞壁中提取出的天然高分子材料，是自然界中仅次于纤维素的第二大生物衍生资源。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，是自然界中唯一的碱性多糖，具有良好的生物相容性和抗菌性，并且在自然环境下易于降解，无毒无害无污染，在制药、医疗用品、印染、废水处理和化妆品等领域有广阔的应用前景。

现有的大多数商用抗菌剂对人体有毒且在自然条件下不易降解，因此开发一种对人体无毒、环境友好的抗菌剂势在必行。聚乙烯吡咯烷酮碘（PVP-I₂，俗称聚维酮碘、皮维碘）是一种外用消毒防腐剂，是由高分子化合物聚乙烯吡咯烷酮与碘络合形成的一种无定形复合物。其溶液接触消毒面或创面等患处后解聚释放出碘，从而达到抗菌消炎的作用。聚维酮碘具有广谱、高效的杀菌特点，已成为广泛应用的高效杀菌消毒剂。

聚维酮碘的消毒质量取决于有效碘含量的稳定性，虽然一定程度上克服了碘溶解度低、不稳定、易发生过敏反应等缺点, 但仍具有较大的皮肤刺激性，缓释效果也较差。近年来,壳聚糖在生物材料领域的应用开始引起人们的重视，在伤口敷料、免拆解手术缝合线、缓释药物载体等领域的应用都有研究，甚至有些研究已经商品化。但是壳聚糖的抑菌效果有限，单纯壳聚糖所制备的膜力学性能也有待提高。

针对以上问题，制备出具备良好力学性能的基于天然多糖壳聚糖基抗菌膜材料具有重要的实际应用价值。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具备良好的碘缓释性能和力学性能的壳聚糖基抗菌膜材料的制备方法。

本发明利用壳聚糖与聚维酮碘（PVP-I₂）中的有效成分——I₂发生络合吸附反应，制备出具有抗微生物活性、强度好而有韧性的生物材料。

具体的制备方法如下：

(1) 将适量壳聚糖溶解于稀酸溶液中，配制成质量浓度为0.5~4%的溶液，静置除气泡；

(2) 称取一定量的聚维酮碘（PVP-I₂）溶解于蒸馏水中，配置成质量浓度为0.01~5%的溶液，将上述步骤得到的壳聚糖溶液加入到PVP-I₂溶液中，搅拌反应2.5小时以上；

(3) 将反应得到的壳聚糖聚维酮碘溶液，离心分层后，取上层清液铺膜，烘干，即得壳聚糖基抗菌膜。

    上述方法中，所用壳聚糖分子量为2×10⁴Da至25×10⁴Da，脱乙酰度为75~95%。

所用的溶解壳聚糖的稀酸可以为体积浓度为0.5~2%的醋酸、盐酸或其它能溶解壳聚糖的酸。

所用的聚维酮碘为商业产品，有效碘含量（质量比）为9~12%。

将反应得到的壳聚糖聚维酮碘溶液，以6000r/min的转速离心15min后，即可实现分层。取上层清液铺膜，在40℃烘干，即得壳聚糖基抗菌膜。

本发明方法使壳聚糖与聚乙烯吡咯烷酮碘（PVP-I₂）发生络合吸附反应，碘被包裹在壳聚糖-聚维酮体系中，形成较为稳定致密的膜结构。因此，得到的产物膜不仅综合了壳聚糖、聚维酮碘二者的优势，而且在抗微生物活性和强度韧性方面均有较大提高，增强了二者的抗菌性，降低了聚维酮碘的生物刺激性，可以作为新型医用敷料、抗菌膜材料等在食品、医药、纺织工业等领域有广泛的应用前景。

附图说明

图1 实施例1制得壳聚糖基聚维酮碘抗菌膜对金黄色葡萄球菌(a)和大肠杆菌(b)的抑制效果。

图2实施例1制得壳聚糖基抗菌膜的应力—应变曲线图。

图3实施例1制得壳聚糖基抗菌膜的吸水率—时间曲线图。

图4实施例1制得壳聚糖基抗菌膜的电镜扫描图。

图5实施例4制得壳聚糖基抗菌膜的紫外扫描图（横轴表示波长，扫描范围200—800nm；纵轴表示吸光度Abs）。

 

具体实施方式

实施例1.