[发明专利]一种基于龙脑的高分子抗菌材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于龙脑的高分子抗菌材料。属于医用高分子技术领域，适用于包括医学、食品、卫生、及环保领域，是抑制微生物粘附及其生长的一种新型高分子抗菌材料。

背景技术

近年来，随着细菌感染病例的逐年增加，医疗器械的医院感染控制越来越受到界内人士的普遍关注，所以制备出环境友好的、具有高效抗菌性能的高分子材料显得尤为迫切。

一方面，龙脑化合物的原子以中空立体结构排列形成多面体或多环结构，是结构独特的手性分子。具有这种独特结构的龙脑分子属于天然萜类化合物，广泛存在于植物中，在临床上也有广泛的应用，具有止痛、防腐、镇静、抗炎等作用，对葡萄球菌、链球菌，肺炎双球菌、大肠杆菌等有抑制作用，对部分致病性皮肤真菌亦有明显抑制作用。另一方面，手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。当一个手性化合物进入生命体时，它的两个对映异构体通常会表现出不同的生物活性。对于手性药物，一个手性异构体可能是有效的，而另一个手性异构体可能是无效甚至是有害的。对于手性材料，微生物或细胞通过表面受体分子也可以感知材料表面的手性差异，进而产生是否表达黏附的行为。所以，将手性龙脑分子通过丙烯酰基衍生化、进而以共价键聚合制备成的高分子材料，能有效抑制细菌对材料表面的粘附性能，具有重要的现实意义。

申请号03127103的发明专利申请涉及2-苯基-丙酸龙脑酯衍生物及其合成方法，通过2-苯基-丙酸及其衍生物在催化剂作用下与龙脑反应，对龙脑为核心结构进行了进一步，以达到对COX-2有选择性抑制作用的目的。设计出了使龙脑负载有抗炎结构化合物，该化合物将能够与COX-2选择性作用并表现出较高药理活性的效果。

申请号为98113045的发明专利申请涉及一种纯中药外用膏剂洁肤宁，由天花粉、三棱、皂刺、穿山甲、伸筋草、茜草、木通、黄连、大黄、黄芩、昆布、松香、龙脑十三味中药与植物油和蜂蜡组成，针对疤痕形成是由于气滞血瘀，脉络受阻，结聚成形的原因，树立活血化瘀，疏经通脉，抗炎杀菌，润养肌肤的用药理论，具有活血通脉、软竖散结、消疤灭斑、抗炎杀菌、润养肌肤的作用。

上述现有技术均没有提及将手性龙脑分子通过丙烯酰基衍生化、进而以自由基聚合制备成的高分子材料。

发明内容

本发明的目的在于制备一种具有抗菌性能的高分子材料，该材料能有效抑制细菌粘附和生长，在包括医学、食品、卫生、及环保领域上具有广泛的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于龙脑的高分子抗菌材料，该高分子抗菌材料以四种不同构型的龙脑化合物与丙烯酰基衍生物为原料，合成丙烯酰化的龙脑单体，进而通过聚合反应形成所述的高分子抗菌材料，其结构如下式（1）所示：

其中R表示氢原子或烷基，n∈[10, 5000]，式（1）为手性龙脑聚合物。

作为本发明的优选的实施方案，龙脑化合物的构型包括D-龙脑、L-龙脑、Iso-龙脑。

作为本发明的优选的实施方案，所选龙脑为单一组分或混合物。

作为本发明的优选的实施方案，丙烯酰基衍生物包括丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、丙烯酸、甲基丙烯酸。

作为本发明的优选的实施方案，在碱性环境中，龙脑与丙烯酰基衍生物的反应摩尔比为1:2-2:1，反应温度为30-60℃，反应时间为6-24h，反应结束后通过纯化制得丙烯酰化的龙脑单体。

作为本发明的优选的实施方案，聚合反应为自由基聚合，所运用的引发剂为可产生自由基的引发剂，优选包括过硫酸盐体系、偶氮化合物体系、过氧化二苯甲基胺体系，以及光热体系。

作为本发明的优选的实施方案，聚合反应所采用的引发剂优选为偶氮二异丁腈或过硫酸铵溶液，溶剂采用甲醇或二氯甲烷。

本发明重点保护所述的基于龙脑的高分子抗菌材料的抗菌用途。

本发明所制备得到的高分子抗菌材料对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌具有较好的抑制粘附和抑制生长作用，同时该高分子材料具有良好的生物相容性、无毒性特点，可作为抗菌材料用于包括医学、食品、卫生、及环保领域，发展潜力巨大。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明

图1为本发明实施例1制备而成的L-龙脑聚合物的CD图谱；

图2为本发明实验例1菌液共培养抗菌实验中PMMA与PBA材料5天的抑制大肠杆菌粘附效果图；

图3为本发明实验例2菌液共培养抗菌实验中PMMA与PBA材料4天的抑制金黄色葡萄球菌粘附效果图；