[发明专利]一种基于黄樟素环氧化改性制备抗菌胶原的方法

说明书

本发明公开了一种基于黄樟素环氧化改性制备抗菌胶原的方法。该方法使用弱环氧化试剂改性黄樟素，再利用环氧基与胶原大分子侧链上氨基的共价反应，将黄樟素共价引入到胶原中，赋予胶原基材良好的抗菌活性。利用这种改性方法获得的胶原材料具有长效抗菌功能，胶原基材的三股螺旋结构并不会遭到破坏，其固有的生物相容性也能完整保留，在胶原基生物医用材料领域应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种基于黄樟素环氧化改性制备抗菌胶原的方法，属于生物质材料领域。

背景技术

胶原是高等脊椎动物结缔组织最主要的结构性蛋白，以皮肤、骨骼、肌腱、韧带、神经、血管、牙齿等形式广泛存在于动物组织中，起支撑器官及保护生物机体的作用。胶原作为哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质，约占动物体内蛋白总量的25-33％。胶原所具有的特殊三股螺旋构象，赋予其许多优良的生物学性能，如可降解性、止血性和组织相容性等，从而让它在皮肤替代物、人工软骨和人工血管等组织工程以及各种医药保健、美容化妆、新功能材料等方面得到了广泛应用。

然而，受自身结构因素的影响，天然胶原极易受到细菌等微生物侵蚀。微生物在生长繁殖的过程中，会酶解胶原产生杂质，降低胶原制品品质，使胶原蛋白失去活性。除此之外，微生物的不断增殖和代谢将导致胶原制品中微生物内毒素含量增加。因此，基于胶原蛋白的制品，尤其是应用于生物医药领域的胶原蛋白制品必须作抗菌处理。

长期以来，通过外添加小分子抗菌剂(如对氯间甲酚、N-辛基异噻唑啉酮、尼泊金酯等)以显著提高胶原制品的抗菌防腐性被证明是一种行之有效的方法。然而，这种单纯依靠抗菌剂持续溶出的防腐策略存在如下缺陷。首先，持续溶出抗菌模式必然缺乏长效性。其次，许多传统抗菌剂在高效杀灭细菌等有害微生物的同时，也表现出对哺乳动物的生理毒性，其加入将影响天然胶原固有的生物相容性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于黄樟素环氧化改性制备抗菌胶原的方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下，所用物料的份数均为重量份数：

(1)黄樟素环氧化改性：

将12-20份弱环氧化试剂溶解于100-200份溶剂中，再加入8-12份黄樟素，于20-30℃搅拌12-24小时；此后，将产物用2-7％的碱水溶液洗涤3-5次，再用去离子水洗涤3-5次；最后，油层用无水硫酸镁干燥，过滤后减压蒸馏，得到环氧化黄樟素；

(2)环氧化黄樟素接枝改性胶原：

将10-20份胶原溶于0.2-0.5mol/L的醋酸水溶液中，再将以上混合物涂覆成膜，于20-25℃干燥至恒重；再将以上胶原膜浸于pH值为7-9、环氧化黄樟素浓度为3-10％的水溶液中；12-48小时后，取出胶原膜，用去离子水清洗3-5次，获得环氧化黄樟素接枝改性胶原。

以上方法中，步骤(1)中所述弱环氧化试剂为间氯过氧苯甲酸、亚碘酰苯、过氧化叔丁醇中的一种或多种。

以上方法中，步骤(1)中所述溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种。

以上方法中，步骤(1)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种或多种。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、本发明采用弱环氧化试剂对黄樟素进行改性，环氧化反应只作用于黄樟素分子中的烯丙基，并不会影响其剩余的、起抗菌作用的结构域，因此环氧化改性后黄樟素的抗菌活性得以保留。

2、黄樟素环氧化改性后，其环氧基可与胶原大分子链上的氨基发生反应，进而将黄樟素共价固定于胶原材料上，其抗菌功能具有长效性。

3、环氧化黄樟素与胶原的反应条件非常温和，因此，采用本发明的技术路线制备抗菌胶原，并不会破坏胶原材料固有的三股螺旋结构和生物相容性。

附图说明