[发明专利]一种抗菌性聚氨酯薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗菌性聚氨酯薄膜的制备方法，涉及生物医用抗菌材料领域。以胱胺二盐酸盐，乙二胺，丙烯酸甲酯，碘甲烷为主要原料，通过酰胺化反应，迈克尔加成等方法合成了树枝状大分子季铵盐CPQN，将CPQN核心的二硫键还原为硫醇后，通过光固化仪器将其负载到含双键的聚氨酯薄膜上，得到抗菌性聚氨酯薄膜，并探究其抗菌活性。该产物可以作为接触式杀菌材料应用在医疗器械中，可有效抑制器件表面细菌繁殖，减少抗生素使用，对人类健康安全方面具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，合成了一种新型含树枝状大分子季铵盐，并将其与聚氨酯材料结合制备了一种高效抗菌性聚氨酯薄膜。

背景技术

生活中，由于抗生素的大量盲目使用，使得很多细菌产生了耐药性，虽然天然生物抗菌剂对人类有更好的兼容性，毒性更低，对环境的破坏力更微弱，但抗菌能力相对来说比较差，所能杀灭的细菌的种类不多。因此，我们需要开发新的抗菌材料用以满足人类生产生活需要。

细菌附着在医用材料表面并随后定植，在医疗保健和工业应用方面造成严重问题。因此，合成能够防止细菌附着和生物膜形成的抗菌表面一直是人们关注和研究的热点。大多数接触式杀灭材料使用某种形式的季铵化合物作为杀菌成分，但是由于季铵化合物分子量比较小，很难与材料表面牢固的结合，因此发展表面高分子接枝的接触杀灭材料具有一定的理论意义和实际应用价值，与释放杀菌剂的方法相比，接枝在材料表面的高分子杀菌成分具有广谱抗菌活性，长期稳定性，可以在较长的时间内保持活性，从而限制了细菌抗药性的发展途径。

季铵盐又称之为四级铵盐，因其具有较好的抗菌性能已被广泛研究，一般来说，它们对革兰氏阳性细菌如金黄色葡萄球菌以及对革兰氏阴性细菌如大肠杆菌的抑制机制通常是由于细菌外层显电负性的细胞膜与显正电性的季铵盐通过静电作用相互吸引，致使细菌细胞膜破裂，细菌无法正常繁殖而死亡，这种抗菌机制的优点是不会使细菌产生耐药性。具有较长烷基侧链的季铵盐一般具有较高的抗菌活性，而且由于它的侧链较长，使得其具有抗菌时效长、稳定性高、耐热性强等优点。

在这里，我们提供了一种树枝状大分子季铵盐的合成方法，并通过硫醇与双键的类迈克尔加成反应将其固定于聚氨酯材料表面制备了抗菌性聚氨酯薄膜。

发明内容

本发明的内容包括两部分。一是合成一种新型的树枝状大分子季铵盐抗菌剂CYS-PAMAM-QSA(CPQN)；二是将CPQN与聚氨酯材料结合，设计出一种具有强抗菌性的聚氨酯薄膜。

技术方案：

一、本树枝状大分子季铵盐的制备方法，步骤如下：

1)将胱胺二盐酸盐和丙烯酸甲酯混合置于甲醇中，加入三乙胺，反应在室温下搅拌16小时后旋蒸去除挥发物及溶剂，将残渣用乙醚溶解，用水萃取，乙醚层加无水硫酸镁干燥，过滤和蒸发，得到产物为以二硫键为核心的酯CY-OMe。

2)乙二胺与甲醇混合冷却，将CY-OMe与甲醇混合物加入该体系中搅拌24小时，旋蒸除去乙二胺及甲醇，得到以二硫键为核心的伯胺CY-NH₂。

3)将丙烯酸甲酯与甲醇混合溶液滴加到上述CY-NH₂中，反应在室温下搅拌16小时，混合物旋蒸除去甲醇和过量丙烯酸甲酯，得到酯二代CY-(OMe)₂，之后将乙二胺与CY-(OMe)₂反应，重复2)得到树枝状大分子伯胺二代，即CY-(NH₂)₂，再重复3)可得到树枝状大分子伯胺三代CY-(NH₂)₃。

4)将上述CY-(NH₂)₃进行季铵化，将其与碘甲烷置于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，反应在室温下搅拌12小时，用乙醚洗涤以除去DMF和过量碘甲烷，得到产物CPQN。