[发明专利]一种高强度抗氧化壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶的制备方法

说明书

本发明属于天然高分子化学技术领域，具体公开了一种高强度抗氧化壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶的制备方法，该复合水凝胶的基本组成为壳聚糖和聚多巴胺。该方法采用LiOH、KOH和尿素的混合水溶液为溶剂，将壳聚糖加入溶剂通过冻融得到壳聚糖碱性溶液，然后加入适量的多巴胺盐酸盐和/或环氧氯丙烷搅拌预凝胶，然后在水、70%酒精水溶液或工业酒精中凝固，洗涤后得到水凝胶。本发明的水凝胶具有良好的力学性能、抗菌活性、抗氧化性，且具有无毒、无害、安全性高及可生物降解性。本发明的水凝胶在医药、化妆品及环保等领域具有广阔应用前景，而且生产过程简单、方便、无污染。

技术领域

本发明涉及天然高分子化学技术领域，具体涉及一种高强度抗氧化壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶的制备方法。

背景技术

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，分子式为(C₆H₁₁NO₄)n。甲壳素广泛存在于甲壳纲动物壳体中，是储存量仅次于纤维素的第二大天然高分子。通常把脱乙酰度大于55％的甲壳素称为壳聚糖。壳聚糖具有原料来源广、生物相容性好、易降解等优点。但是，传统壳聚糖酸性水溶液通过物理和化学方法形成的水凝胶，它们的力学性能较弱并且没有抗氧化性，限制了此类材料在食品和医用材料的应用范围。

多巴胺是一种生物神经递质，是L-DOPA的儿茶酚衍生物，在碱性有氧条件下可以发生氧化聚合反应，其聚合产物能够附着在基质表面，形成一层聚多巴胺涂层。具有良好的自由基清除功能和生物相容性。近年来，有大量的文献报道将其作为抗氧剂制备抗氧化复合生物材料的研究。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种高强度抗氧化壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶的简单制备方法，该复合水凝胶具有较好的抗氧化性、pH响应性、制备工艺简单、无环境污染、操作方便、成本低。

本发明提供了一种交联壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

向壳聚糖碱性溶液中加入交联剂和/或盐酸多巴胺，室温下搅拌一段时间后离心脱泡，放置于0-5℃冰箱冷藏10-36小时，得到壳聚糖/聚多巴胺碱性流体，将其置于非溶剂中12-36h，再生，水洗后得到物理交联或者物理化学交联的壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶；

当向壳聚糖碱性溶液中只加入交联剂时或者当向壳聚糖碱性溶液中加入交联剂和盐酸多巴胺时，得到物理化学交联的壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶；

当向壳聚糖碱性溶液中只加入盐酸多巴胺时，得到物理交联的壳聚糖/聚多巴胺复合水凝胶；

所述壳聚糖碱性溶液中壳聚糖浓度为3-7wt％，优选为5wt％；

所述壳聚糖碱性溶液制备方法如下：将壳聚糖和碱性溶剂混合后搅拌分散，于-40℃至-25℃下冷冻，然后在室温下搅拌解冻，将解冻完全的溶液在0-10℃下离心脱泡，即得；

所述碱性溶剂为：将LiOH、KOH、尿素和H₂O混合得到；

碱性溶剂中LiOH、KOH、尿素浓度分别为：LiOH 3.0～6.0wt％、KOH 5.0～10.0wt％、尿素7.0～10.0wt％；

优选的，将LiOH、KOH、尿素和H₂O按质量比5:7:8:80混合得到所述碱性溶剂；

所述壳聚糖，脱乙酰度为80～95％，分子量为10～15万。

所述非溶剂是水、有机溶剂或者水与有机溶剂的混合溶液；

优选的，所述非溶剂是乙醇与水的混合物或所述非溶剂是工业酒精；

最优的，所述非溶剂是工业酒精。