一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法，该敷料以壳聚糖薄膜为载体，内部嵌入有大量的Y2SiO5:Pr

【技术实现步骤摘要】
一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法


[0001]本专利技术属于抑菌辅料
，具体涉及一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现今，由于各种意外事故引起的伤口护理问题不可避免，伤口敷料为促进伤口愈合提供一个合适的环境，保护受损组织并防止细菌入侵。伤口愈合过程比较复杂，主要包括三个阶段，炎症反应、细胞增殖和组织再生。伤口愈合时间较长，如果在愈合过程中不保护伤口，任其暴露在外部环境中，易引起细菌感染和二次损伤，因此伤口敷料在伤口愈合过程中具有重要意义。目前，在皮肤创伤应用最广泛的医用敷料中，脱脂纱布、棉垫能对伤口起到一定的物理防护作用，但不能促进伤口愈合，无法防止感染，还容易粘连伤口，对新生的上皮组织造成二次损伤。含有凡士林或甘油三酯的油纱不会粘连伤口，但是仍然容易发生细菌感染、使创口发炎。而近年来兴起的天然高分子材料具有诸多优点，它们生物相容性好，可生物降解，吸湿性能好且具有透水气性，能有效阻隔外界微生物和颗粒以防交叉感染。胶原蛋白是肌体自然蛋白，可降解吸收，蛋白分子肽链上有多种反应基团，如羟基、羧基和氨基等，能够吸收和结合多种酶和细胞，而且易于加工制成各种不同形式的医学生物材料。海藻酸盐纤维可用于制造新型敷料，它能在伤口表面原位形成凝胶，创造利于伤口愈合的湿性密闭环境。细菌纤维素是通过微生物发酵合成的3D网状生物高分子聚合物，有良好的透气、透水和持水性能，弹性模量高，满足伤口敷料的基本要求。但是上述材料普遍存在的问题是自身没有抑菌性，无法有效阻止伤口及其周围细菌的生长，必须依赖于添加抑菌剂来实现更广泛的应用。
[0003]现在伤口敷料中大多使用的是银，金属氧化物，有机抗生素类等传统的抑菌剂，这些物质的抑菌特性是必须通过液体环境释放药物，以接触的方式破坏细菌的结构和遗传物质，从而抑制其生长繁殖。长久使用难免使细菌产生抗药性的问题。抑制细菌在伤口附近的生长繁殖是伤口敷料的基本属性。传统抑菌剂一般都是接触式杀菌，需要通过液体环境释放药物从而起到杀菌效果，易产生耐药性细菌。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法，以解决现有技术中医用敷料易于产生细菌抗药性的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料，包括：壳聚糖薄膜，所述壳聚糖薄膜中嵌入有Y2SiO5:Pr
3+
,Li
+
颗粒；所述Y2SiO5:Pr
3+
,Li
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颗粒的直径为200-500nm，所述壳聚糖薄膜的厚度小于1000μm。
[0007]一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，向十六烷基三甲基溴化铵溶液A中加入乙醇和氨水，获得溶液B，将正硅酸
乙酯加入至溶液B中，搅拌过程中出现白色沉淀；将白色沉淀洗涤后干燥得到白色固体，将白色固体C煅烧后得到介孔二氧化硅粉末；
[0009]步骤2，氧化钇和硝酸溶液搅拌后，得到反应溶液D，向反应溶液D中加入硝酸镨、碳酸锂和介孔二氧化硅粉末，超声处理后，得到混合溶液E；溶液E水热反应后得到反应溶液F，将反应溶液F离心洗涤后，得到离心产物G，将离心产物G干燥后得到白色固体H，将白色固体H煅烧后得到Y2SiO5:Pr
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,Li
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上转换粉末；
[0010]步骤3，将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，加入Y2SiO5:Pr
3+
,Li
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上转换粉末，所述Y2SiO5:Pr
3+
,Li
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上转换粉末和壳聚糖的质量比为(0.4-0.7):(0.5-1)，搅拌后得到悬浊液I，向悬浊液I中加入戊二醛溶液，直至溶液粘稠，得到混合物J；将混合物J涂覆在玻璃板上，制备出薄膜状的抑菌伤口敷料。
[0011]优选的，步骤1中，十六烷基三甲基溴化铵溶液A中十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的比例为2.6g：4mL。
[0012]优选的，步骤1中，白色沉淀的干燥温度为60-80℃，干燥时间为6-8h；白色固体C的煅烧温度为550℃，煅烧时间为5h。
[0013]优选的，步骤2中，氧化钇和硝酸溶液的混合比例为2.025g:13.5mL。
[0014]优选的，步骤2中，硝酸镨、碳酸锂和介孔二氧化硅粉末的质量比为0.105:(0.0665-0.9):0.6。
[0015]优选的，步骤2中，反应溶液E的反应温度为110℃，反应时间为20h。
[0016]优选的，所述离心产物G洗涤后的干燥温度为60-80℃，干燥时间为4-6h；白色固体H的煅烧温度为1000℃，煅烧时间为4h。
[0017]优选的，步骤3中所述醋酸溶液的浓度为1％。
[0018]优选的，步骤中，每25mL的壳聚糖加入1mL的戊二醛。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术公开了一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料，该敷料以壳聚糖薄膜为载体，内部嵌入有大量的Y2SiO5:Pr
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颗粒，该伤口敷料利用天然高分子材料壳聚糖(Chitosan，CTS)上大量的氨基杀灭细菌的能力，在此基础上加入稀土上转换材料，稀土上转换材料作为一类独特的光学材料，可以实现反斯托克斯发光。它能够连续吸收两个或两个以上的低能量光子跃迁至较高能级，当它们返回基态时，可以发射出短波长的可见光或者紫外光。众所周知，短波紫外线(UVC)照射是一种行之有效的灭菌手段。因此，利用上转换材料杀菌并不需要直接接触伤口和细菌，不易产生二次损伤，紫外线也不会使细菌产生药物抗性。镧系掺杂上转换材料具有较高的热稳定性、良好的化学稳定性、光学性能、制备工艺简单等优点，在光催化，生物成像，光动力治疗等领域有着广泛的应用。与传统的敷料相比，它具有双重抑菌性。一方面，上转换颗粒Y2SiO5:Pr
3+
,Li
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可以将可见光转换成UVC实现对细菌的消灭，利用可见光上转换复合材料抑菌不必直接接触伤口和细菌，无药物副作用，且不产生耐药性菌，比使用其他化学药剂更安全更具有可持续性。另一方面，作为敷料基材的CTS自身就具有良好的抑菌性能，含有壳聚糖的抑菌复合膜也可以通过直接接触细菌起到抑制效果，达到可见光上转换-壳聚糖协同抑菌的效果。本专利技术将可见光上转换材料加载在壳聚糖薄膜上，使得可见光上转换材料能够借助壳聚糖作为载体，发挥可见光上转换材料的作用。具体的，YSO-Pr-Li/CTS复合膜具有优异的上转换发光性能，能将520-530nm可见光
转换成短波紫外线(UVC)。与传统抑菌剂相比，它在不接触细菌的情况下，能依靠转化而来的紫外线将其杀灭，安全高效且不会使细菌产生抗药性。在经过一次2h的光照抑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料，其特征在于，包括：壳聚糖薄膜，所述壳聚糖薄膜中嵌入有Y2SiO5:Pr
3+
,Li
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颗粒；所述Y2SiO5:Pr
3+
,Li
+
颗粒的直径为200-500nm，所述壳聚糖薄膜的厚度小于1000μm。2.一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向十六烷基三甲基溴化铵溶液A中加入乙醇和氨水，获得溶液B，将正硅酸乙酯加入至溶液B中，搅拌过程中出现白色沉淀；将白色沉淀洗涤后干燥得到白色固体，将白色固体C煅烧后得到介孔二氧化硅粉末；步骤2，氧化钇和硝酸溶液搅拌后，得到反应溶液D，向反应溶液D中加入硝酸镨、碳酸锂和介孔二氧化硅粉末，超声处理后，得到混合溶液E；溶液E水热反应后得到反应溶液F，将反应溶液F离心洗涤后，得到离心产物G，将离心产物G干燥后得到白色固体H，将白色固体H煅烧后得到Y2SiO5:Pr
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上转换粉末；步骤3，将壳聚糖溶解于醋酸溶液中，加入Y2SiO5:Pr
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上转换粉末，所述Y2SiO5:Pr
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上转换粉末和壳聚糖的质量比为(0.4-0.7):(0.5-1)，搅拌后得到悬浊液I，向悬浊液I中加入戊二醛溶液，直至溶液粘稠，得到混合物J；将混合物J涂覆在玻璃板...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵航，张良，钟吕玲，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：