[发明专利]一种抗菌聚电解质复合纳米纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及生物医用材料和医疗器械等相关领域，特别涉及抗菌聚电解质复合纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术：

纳米细菌纤维素(bacterial cellulose，BC)是一种通过微生物发酵合成的天然生物高聚物，具有生物活性、生物可降解性、生物适应性，以及高结晶度、高持水性、超细纳米纤维网络、高抗张强度和弹性模量等许多独特的物理、化学和机械性能，并且纳米细菌纤维素采用微生物发酵合成，其性能和形状可调控，生产过程绿色环保，成本低，产率高。因此在伤口敷料、人工皮肤、药物缓释载体、组织工程支架材料等医用领域有广阔的应用前景。在医学应用方面，纳米细菌纤维素具有优异的生物相容性、高持水性和与皮肤的良好亲和与贴敷性，具有快速减轻疼痛、促进伤口愈合、减少感染几率、易于检查伤口、快速愈合，可随表皮再生而自然脱落，减少疤痕，降低治疗时间和成本等特性；纳米细菌纤维素潮湿情况下机械强度高，对液、气通透性好，与皮肤相容性好、无刺激，并且结构极为细密，隔离性和气体通透性均优于当今其他人造皮肤和外科敷料；纳米细菌纤维素纤维尺寸为纳米级的，其比表面积大，表面孔隙率高，故表面吸附性高，有利于药物在其表面的吸附和释放。可开发为系列功能性药物敷料，尤其有利于大面积伤口的杀菌和皮肤表面给药，促进创面的快速愈合和康复。综合以上分析，BC基功能敷料在促愈性能和性价比上具有不可比拟的优势。

但是，普通的纳米细菌纤维素膜本身没有抗菌性能，不能抑制伤口感染，其止血的能力也不足，促进伤口愈合的效果也不尽理想。因此，赋予纳米细菌纤维素膜的抗菌性能对其在医用材料领域的应用至关重要。

壳聚糖及其衍生物因其突出的抗菌活性、良好的生物降解性、生物相容性、以及吸湿保湿性等在生物医学领域备受关注，作为环境友好型抗菌剂，对酵母菌、霉菌、革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都有抗菌性。公开号CN103463124A、CN103446180A的专利以共混方式制备抗菌细菌纤维素和壳聚糖复合凝胶，具有良好的成膜性以及隔离创面、保护伤口的作用。公开号CN103550817A的专利先由共混制备细菌纤维素/壳聚糖复合海绵，再通过粘合剂将其与聚丙烯非织造布粘结。公开号CN103550248A的专利设计了一种细菌纤维素/壳聚糖喷膜剂。公开号CN102727926A的专利通过浸泡、喷涂、涂敷等方法将多聚糖与细菌纤维素纳米纤维膜复合。可见，将壳聚糖类多糖与细菌纤维素复合目前大多采用共混、涂敷等方式，得到的复合纤维膜表面往往呈致密的传统浇铸膜结构。公开号CN103480027A、CN103483606A的专利通过静电纺丝法将壳聚糖纤维均匀覆盖到细菌纤维素膜表面制得湿性敷料，公开号CN103120803A的专利设计了一种电纺壳聚糖纤维膜、细菌纤维素纤维膜、无纺布纤维膜三层复合的抗菌敷料。这些复合纤维膜以二层或三层纤维结构堆砌，细菌纤维素膜仅作为载体，其本身独特的纳米纤维结构常常被表层的壳聚糖纤维遮盖。

进一步研究表明，低分子量季铵盐壳聚糖可以通过渗透作用穿过多孔细胞壁(尤其是革兰氏阴性菌，其细胞壁较薄，交联松散)，进入细菌内部，破坏细胞质中内含物的胶体状态，使其絮凝、变性、无法进行正常的生理活动或者直接干扰其带负电荷的遗传物质DNA并阻碍mRNA的合成，抑制细菌的繁殖，导致微生物的死亡；而高分子量季铵盐壳聚糖则通过高分子长链先对菌细胞聚沉、絮凝，影响细菌对营养物质的吸收，阻止代谢废物的排泄，导致菌体的新陈代谢紊乱，从而起到杀菌和抑菌的作用。因此，需要设计一种能均匀负载壳聚糖分子且结合位点较多的，抗菌层厚度纳米级可控(不影响细菌纤维素独特纳米纤维结构)的复合纤维膜。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种抗菌聚电解质复合纳米纤维膜及其制备方法，具有能均匀负载壳聚糖分子且结合位点较多，抗菌层厚度纳米级可控的优点。

本发明的技术方案为：一种抗菌聚电解质复合纳米纤维膜，以氧化细菌纤维素纳米纤维膜为基膜，利用阴、阳离子聚电解质之间的静电作用，壳聚糖类阳离子聚合物，得到具有抗菌性能的聚电解质复合纳米纤维膜。

所述的基膜氧化细菌纤维素纳米纤维膜采用溴化钠、次氯酸钠、四甲基哌啶催化氧化制备。

所述的壳聚糖类阳离子聚合物为取代度为20％～90％的季铵盐型壳聚糖及其衍生物的一种或几种，含量占总重量的0.1～10％。

所述的抗菌聚电解质复合纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将细菌纤维素纳米纤维膜经溴化钠、次氯酸钠、四甲基哌啶碱性条件下反应得到带负电的氧化细菌纤维素纳米纤维膜，冷冻干燥；