[发明专利]一种负载溶菌酶的抗菌纳米凝胶涂膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种负载溶菌酶的抗菌纳米凝胶涂膜及其制备方法。将甲基丙烯酸与聚乙二醇二丙烯酸酯加入乙醇溶剂中，并以偶氮二异丁腈为引发剂，反应温度为85℃，反应时间为4 h，将所得产物进行离心、透析，冷冻干燥，得到纳米凝胶；将溶菌酶加入到纳米凝胶的水溶液中，取混合液在基体表面进行涂敷，得到负载溶菌酶的抗菌纳米凝胶涂膜。本发明制备过程简单，适用于各种表面的涂敷，并具有温敏特性和长效的溶菌酶释放性能。

技术领域

本发明涉及抗菌纳米材料技术领域，具体涉及一种负载溶菌酶的纳米凝胶涂膜的制备方法。

背景技术

在日常生活中，细菌等微生物在各种表面的附着及生长常常会增加各种疾病发生的概率，对人类的生存和健康构成严重威胁。抗菌材料能够抑制细菌的生长，减少细菌的传播，在医疗器械、食品保鲜、包装行业以及纺织品行业等，具有广泛的应用。

水凝胶是一种具有高含水量及三维互穿网络结构的聚合物材料，能显著溶胀水，水凝胶在自然界中是广泛存在的，有良好的生物相容性与低毒性。纳米凝胶是一种新兴的纳米级水凝胶类高分子材料，一般由物理或化学交联的网络组成，具有纳米粒子与水凝胶的双重特性（Lima CSA et al., Pharmaceutics. 2020, 12, 970）。与宏观尺寸相比，纳米凝胶的纳米级尺寸使其能够以特定的方式与细胞相互作用；与脂质体、胶束、无机纳米颗粒等相比，由于纳米凝胶颗粒内的聚合物交联使其具有更好的稳定性。将水凝胶赋予抗菌性能而制备的水凝胶涂层具有良好的生物相容性和抗菌性能，近期受到人们的广泛关注（Keskin D et al., Bioactive materials. 2021, 6, 3634-3657）。

目前，关于水凝胶抗菌涂层的制备主要是通过物理共混多种组分或化学改性其表面两种方式。按照抗菌的原理，水凝胶抗菌涂层又可以分为三类。（1）抗粘附涂层。中国专利（CN 109651942 A）公开了一种以聚乙二醇基的超亲水抗菌涂层，由于聚乙二醇中含有-CH2-CH2-O-结构片段，这使其具有优异的抗细菌粘附的能力，利用聚乙二醇的抗细菌粘附性、亲水性和生物相容性可以得到性能良好的抗菌涂层。（2）杀菌涂层。中国专利（CN106832347 A）公开了一种安全高效持久抗菌的纳米水凝胶及其制备方法，通过纤维素或纤维素衍生物与有机胍盐共聚得到纳米水凝胶，其中含有大量的具有抗菌功能胍基基团，抗菌效果显著；中国专利（CN 112089685 A）公开了一种温度响应型细菌纤维素抗菌纳米凝胶的制备方法，将具有温敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺与负载卤胺抗菌剂的细菌纤维素纳米晶须混合均匀制备了抗菌涂层。（3）抗粘附杀菌涂层。中国专利（CN 105999407 A）公开了一种抗菌抗黏附壳聚糖纳米银复合凝胶涂层制备方法，构建了在水环境下稳定且表面亲水的纳米复合凝胶涂层；中国专利（CN 112126311 A）公开了一种细菌酶响应功能的抗菌涂层，设计的两性离子聚合物上存在带正电的季铵盐基团和带负电的磷酸根基团，有效的预防了细菌的初始粘附且在出现感染时可以有效的杀菌。

溶菌酶又称细胞质酶，是一种碱性蛋白，可以通过水解细胞壁中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键来破坏细菌的细胞壁，可以有效的杀死细菌，来达到抗菌的作用（Sukta D et al., Chemotherapy. 1992, 38, 350-357）。溶菌酶在自然界中分布很广，包括动物、植物以及微生物等，人体体液中也含有溶菌酶，是一种常见的抗菌活性物质。相对于其他常见的抗菌剂，无机金属类（如纳米银）和合成类化学物质（如季铵化合物、聚阳离子等）而言，溶菌酶作为天然高分子的抗菌物质不会使细菌产生耐药性，也不会对环境造成污染。

目前，对新一代通用抗菌涂层的要求主要包括良好的抗粘附、良好的杀菌性能且不使细菌产生耐药性，以及对各种基体表面良好的涂敷性能，如何将这三方面的要求有效地结合起来，是目前亟需解决的问题。

发明内容