[发明专利]一种纳米木质素/聚乙烯醇复合医用水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米木质素/聚乙烯醇复合医用水凝胶及其制备方法，属于天然高分子材料领域。本发明将纳米木质素与水溶性银盐溶液混合搅拌，制备得到负载Ag的本征抗菌纳米木质素颗粒；随后将其与PVA共混，再利用化学交联剂进行交联，得到纳米木质素/聚乙烯醇复合抗菌抗氧化医用水凝胶。该复合水凝胶具备优异的化学稳定性、粘附性与循环回弹性能，同时赋予PVA水凝胶本征抗菌、抗氧化属性，抗菌效率几乎达到100％，抗氧化效率提升90％以上。本发明制备的复合水凝胶具有工艺简单、成本低、有效期长、环境友好等特点，可作为生物医用材料用于伤口辅料、药物缓释、软组织修复等领域。

技术领域

本发明属于天然高分子材料领域，涉及一种纳米木质素/聚乙烯醇复合医用水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一类高度含水的具有三维聚合物网络交联结构的溶胀体，可以通过物理交联或化学交联方法制备得到。由于水凝胶结构与生物体组织结构相似，具有良好的生物相容性，广泛应用于生物医学、组织工程、污水处理、生物传感等领域。

聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子材料，具有优良的吸水溶胀性、生物相容性，对人体无毒无害，因而在生物医学领域中具有广阔的应用前景。PVA水凝胶可通过物理、化学、辐照等方式制备得到，物理交联通常是指利用聚乙烯醇分子内与分子间的羟基极易形成氢键的特点，使聚乙烯醇水溶液在反复冷冻-解冻后凝胶化形成水凝胶，但反复冷冻-解冻的方法存在耗时耗能、力学强度低等缺点。同时，PVA水凝胶本身无任何生物活性，在溶胀状态下弹性差、粘附性弱等不足限制了其单独用作伤口敷料。

木质素是已知储量最丰富的生物基高分子材料，是21世纪人类可利用的最丰富的绿色资源。木质素成本低、无毒无害、可生物降解，纳米尺度的木质纤维素由于其小尺寸效应，在同等质量下拥有比大尺度木质素更显著的力学增强与生物活性增效作用。但纳米木质素的抗菌性能较弱，不足以支撑其作为高抗菌材料使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供了一种具有高抗菌抗氧化生物活性的聚乙烯醇医用水凝胶。本发明的另一目的在于通过化学交联法制备有良好回弹性和粘附性的纳米木质纤维素/聚乙烯醇复合抗菌抗氧化医用水凝胶的方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种纳米木质素/聚乙烯醇复合抗菌抗氧化医用水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将纳米木质素与水溶性银盐溶液混合搅拌，制备得到负载Ag的本征抗菌纳米木质素颗粒；随后将其与PVA共混，再利用化学交联剂进行交联，得到纳米木质素/聚乙烯醇复合抗菌抗氧化医用水凝胶。

在本发明的一种实施方式中，所述水溶性银盐溶液的浓度为0.01-1mol/L，搅拌时间为0.5-5h；所述的水溶性银盐溶液优选硝酸银溶液。

在本发明的一种实施方式中，所述纳米木质素与水溶性银盐溶液中银的质量比为10:1-100:1。

在本发明的一种实施方式中，所述PVA和负载Ag的本征抗菌纳米木质素质量比为10:1-100:1。

在本发明的一种实施方式中，所述水凝胶中PVA的质量浓度为1-20％，优选2-5％。

在本发明的一种实施方式中，所述负载Ag的纳米木质素与PVA混合制成均匀水溶液，温度为50-100℃，优选70-95℃，搅拌时间为0.5-10h，所述搅拌的速率优选为200-800rpm。

在本发明的一种实施方式中，所述化学交联剂为羧酸或醛类交联剂，优先选用戊二醛作为交联剂，所述交联剂浓度为0.01-1mol/L，用量为0.01-100mL。

在本发明的一种实施方式中，所述的将复合水凝胶在水中浸泡12-120h，除去残余交联剂，得到PVA复合水凝胶。