[发明专利]基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料制备方法

说明书

本发明提供了一种基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)对氧化石墨烯水溶液进行冷冻干燥，得到氧化石墨烯内核；(2)将含有冰醋酸的壳聚糖水溶液加入所述氧化石墨烯内核中，以在该氧化石墨烯内核外表面吸附壳聚糖外壳，再对所得产品进行冷冻干燥，得到所述基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料。所述复合材料包括氧化石墨烯内核及包覆于该氧化石墨烯内核外表面的壳聚糖外壳。

技术领域

本发明涉及一种基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料的制备方法，属于复合材料及其制备技术领域。

背景技术

壳聚糖，是甲壳素脱去部分乙酰基后的产物，其是一种天然高分子并广泛存在于节足动物类的翅膀或者外壳中，真菌和藻类的细胞壁中，以及有机酸类、抗生素于酶的酿造副产物中，是继纤维素之后地球上最丰富的天然有机产物，是自然界唯一的天然碱性多糖，也是少数具有正电荷的天然产物之一。

自Muzzarelli于1977年首度报道了甲壳素对人类创伤的作用后，甲壳素和壳聚糖的止血作用就成为其活性开发的研究热点之一。Okamoto等证明壳聚糖能显著缩短血液凝固时间且该作用具有显著的剂量依赖性。Janvikul等的研究显示壳聚糖可显著缩短全血凝血时间。Gu等制备的壳聚糖海绵在肝素化大鼠的急性和慢性体内出血模型中的止血效果都优于明胶海绵和氧化纤维素。Yang等的研究发现壳聚糖乙酸溶液使红细胞聚集和形变的作用因其脱乙酰度(DD)降低而更为显著，但分子量(Mw)在105-106范围内无明显影响，而壳聚糖固体则不能使红细胞聚集和发生形变。然而，Wu等发现低DD的固态壳聚糖因能吸收较多的血小板而止血能力更强。其止血机制为壳聚糖中带正电荷的分子与血液中带负电荷的红细胞、白细胞和血小板等有形成分相结合形成细胞栓子或凝血栓产生凝血作用，同时能促使透明质酸等糖胺多糖分泌，使伤口愈合增快，还能增加材料力学性能等。宋炳生等报道用壳聚糖制成的止血海绵、止血粉，经动物实验和临床应用表明有良好的止血作用。但是，对于广泛出血的创面，壳聚糖的止血效果是有限的，因此常采用复合其他止血剂的方法来弥补壳聚糖止血的局限性。尹刚等通过剂型改造和结构改变将壳聚糖制作成粉剂，并加入钙、锌制剂，研制出一种新型壳聚糖止血粉，实验证明新型壳聚糖止血粉在大鼠中肝叶切除出血模型中应用效果良好。卢斌等通过制备壳聚糖/海藻酸钠-云南白药复合膜，将其用于大鼠肝脏大面积出血的创面，结果该复合膜具有止血迅速、与创面粘附性好等优点。经过进一步的研究和改进，壳聚糖/海藻酸钠-云南白药复合膜可以作为未来医用体内大创面止血材料，可望在外科手术上得到广泛应用。壳聚糖止血活性的特别之处使其具有极大的开发价值。但是，对壳聚糖止血材料的研究还处于起步阶段，其止血作用有限、对广泛出血创面止血效果不理想且价格昂贵等方面的问题还未找到满意的解决方案，限制了其进一步广泛使用。因此，对壳聚糖类止血材料，尤其是复合壳聚糖止血海绵的研究，是目前的一个关注热点。综上所述，开发新型、高效的止血材料是当今各国科研界乃至产业界的研究热点，有重要的社会意义和经济效益。

由此可见，壳聚糖作为一种天然高分子碱性多糖，具有良好的凝血性、抗菌性、抗氧化性、抗肿瘤、促进伤口愈合及生物兼容性等优点。氧化石墨烯不仅化学稳定性高，而且还含有羟基、羧基以及环氧基等多种官能团，这些官能团为氧化石墨烯的化学改性及功能化提供了反应位点。通过制备壳聚糖及氧化石墨烯的复合材料，可以得到具有一定机械强度的功能化壳聚糖，因此氧化石墨烯和壳聚糖的复合材料备受关注，其在止血等生物医学方面都有很大的应用前景。现有氧化石墨烯和壳聚糖多采用混合溶液热烘干燥的方法制备复合材料。并且传统平面结构的氧化石墨烯材料在某种程度上限制了壳聚糖的工作面积，并且所得复合材料的机械性能还有待提升。

因此，提供一种基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料的制备方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于氧化石墨烯和壳聚糖的3D壳结构复合材料的制备方法。