生物可降解的PLLA/Ag/Cu制造技术

本发明专利技术公开了一种生物可降解的PLLA/Ag/Cu

【技术实现步骤摘要】
生物可降解的PLLA/Ag/Cu
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复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，特别涉及一种生物可降解的PLLA/Ag/Cu
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复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，国内外的学者对口罩投入大量的研究，在防止雾霾方面和防止空气中的细菌、病毒方面进行了深入研究，特别是新冠病毒爆发以来。
[0003]目前，李莎等人以活性炭为载体，通过紫外还原Ag
+
法在活性炭上成功负载Ag
‑
NPs，选择由里向外分别为活性炭布、针刺静电棉和PP熔喷非织造布的次序制成滤片，载Ag活性炭经多次洗涤后并不会造成Ag
‑
NPs的大量脱落，为口罩附上抗菌消毒和多次使用的功能。
[0004]张海军等人以天然秸秆为原料来提取、制备可降解纤维素，通过静电纺丝或者熔喷的方式制取长纤维做基质、短纤维交叉填充的无纺布。外层接枝NaCl或ZnCl2微晶粒静电处理的中层(单层或多层)，吸附、拦截、杀死细菌、病毒等。
[0005]这两种类型的口罩能减少废弃口罩对环境的污染以及为口罩增添了对细菌和病毒的灭活功能，对于疫情的防治和将来的应用具有可观的前景。
[0006]聚乳酸(PLA)是研究最早、技术最成熟、应用最多的一种人工合成的生物可降解型高分子材料，因其生物降解性、生物相容性和加工性能出色被广泛关注。PLLA还具备良好的成丝性，能够制备纳米纤维，是优良的无纺布基材。
[0007]抗菌、抗病毒剂分为有机(如抗生素)、天然(某些具有杀菌功效的植物提取物)和无机(如金属)三种类型。过量使用和抗生素耐药性的迅速增加使得有机剂难以得到重用；而天然剂因其来源有限和提取成本较高而难以被广泛应用；无机剂主要是金属类，由于金属抗菌菌、抗病毒性能优良、种类广、不产生耐药性的特点而受到人们的青睐，并成为目前研究的主要方向。大多数过渡金属元素对微生物都有一定的抑制或杀灭作用，它们的抗菌性能由强到弱大致可以排列为：Ag、Hg、Cu、Cd、Cr、Ni、Pb、Co、Au、Zn、Fe、Mn、Mo、Sn其中部分元素具有细胞毒性或较差的稳定性，Ag、Cu、Zn三种元素较为理想。
[0008]然而，如何在纳米纤维上实现Ag、Cu
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的稳定吸附，是制备复合膜的关键，这是复合膜具备长期杀菌杀病毒能力的有力保障。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题，就是提出一种生物可降解的PLLA/Ag/Cu
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复合膜及其制备方法和应用。本专利技术基于金属银、铜自身特有的抗菌抗病毒能力、聚左旋乳酸的生物可降解能力以及多巴胺的黏附性和生物可降解性，制备出具有抗菌/抗病毒银－铜复合材料，并进一步开发负载银、铜的复合膜，从而利用其制造抗菌/抗病毒且可生物降解的口罩，降低治病微生物二次传播的风险和减少废弃口罩对环境的污染，具有重要的临床意义和长远的社会效益。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0011]一种生物可降解的PLLA/Ag/Cu
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复合膜，其采用如下方法制备得到：
[0012]1)制备PLLA电纺前驱液
[0013]将聚L
‑
乳酸(PLLA)溶解在六氟异丙醇(HFIP)中得到PLLA溶液；
[0014]2)静电纺丝
[0015]利用静电纺丝的方法将PLLA溶液纺织成无纺布膜，干燥待用；
[0016]3)制备PLLA/PDA膜
[0017]将无纺布膜浸泡氢氧化钠(NaOH)溶液中进行碱处理；之后将膜浸泡在多巴胺(DA)溶液中，DA自聚形成聚多巴胺(PDA)，附着在膜表面，形成PLLA/PDA膜；
[0018]4)制备PLLA/Ag/Cu
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复合膜
[0019]将PLLA/PDA复合膜浸泡在Ag
+
、Cu
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等浓度制成的混合液中，将二者负载在复合膜上，最终制得PLLA/Ag/Cu
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复合膜。其中，AgNO3溶液CuSO4溶液分别提供Ag
+
、Cu
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离子。
[0020]步骤1)中，PLLA溶液中聚L
‑
乳酸的质量体积浓度为8
‑
12wt％，优选为12wt％。
[0021]步骤2)中，电纺丝针头的规格为20G，注射泵的推进速率为1
‑
1.5mL/h，优选为1.2mL/h，针头与接收板的距离为10
‑
13cm，优选为13cm，电压为8.0
‑
10kV，优选为8.0kV。
[0022]用SEM和EDS测试样品表面形貌和元素种类，并测试样品的水接触角、降解性和人工汗液性能。Ag和Cu成功负载到了膜上，它们在纤维上分布比较均匀；碱处理改变了纤维表面的形貌，PDA脱落的问题得到了解决；膜具有一定的疏水性；在不同的降解环境中，样品受到不同程度的降解；在人工汗液测试中纤维出现起泡现象，但是未发现开裂和剥离的情况。结论：制备得到综合性能较好的PLLA/Ag/Cu
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口罩基材。本专利技术可为制备抗菌抗病毒复合膜用于口罩基材提供参考，比如口罩的外层、中间层等非接触皮肤的结构层。
[0023]需要特别说明的是，本专利技术中，Ag
+
和Cu
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两种离子成功负载到了纤维上，在膜的降解过程中，Ag
+
和Cu
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两种离子仍能够保留在纤维上一段时间，所以日常使用过程中的自然降解可能不会对膜上的Ag
‑
NPs和Cu
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的脱落造成很大的影响，能够保证口罩长时间的使用中仍具有效的抗菌抗病毒，也能起到防止因为废弃口罩未能及时准确的处理而造成细菌病毒的二次传播。
附图说明
[0024]图1为接触角模型图；
[0025]图2为扫描电镜下不同倍数下样品的SEM照片；图中，A1～E1为10000倍下的照片，F1为20000倍下的照片；A2～F2为5000倍下的照片，A3～F3为3000倍下的照片；
[0026]图3为各样品纤维平均直径柱状图；图中均为A组样品与其它样品比较，*表示P值＜0.05，**表示P值＜0.01。
[0027]图4为D组纤维的EDS照片；
[0028]图5为E组纤维的EDS照片；
[0029]图6为F组纤维的EDS照片；
[0030]图7为各组样品的水接触角照片；
[0031]图8为各组样品的水接触角柱状图；图中均为A组样品与其它样品比较，*表示P值＜0.05，**表示P值＜0.01；
[0032]图9为各组样品在土壤降解30天后的SEM照片；A1～F1为10000倍下的照片；A2～F2为5000倍下的照片，A3～F3为3000倍下的照片；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解的PLLA/Ag/Cu
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复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备PLLA电纺前驱液将聚L
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乳酸溶解在六氟异丙醇中得到PLLA溶液；2)静电纺丝利用静电纺丝的方法将PLLA溶液纺织成无纺布膜，干燥待用；3)制备PLLA/PDA复合膜将无纺布膜浸泡氢氧化钠溶液中进行碱处理；之后将膜浸泡在多巴胺溶液中，多巴胺自聚形成聚多巴胺并附着在膜表面，形成PLLA/PDA膜；4)制备PLLA/Ag/Cu
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复合膜将PLLA/PDA复合膜浸泡在Ag
+
、Cu
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等浓度制成的混合液中，将二者负载在复合膜上，最终制得PLLA/Ag/Cu
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复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，PLLA溶液中聚L
‑
乳酸的质量体积浓度为8
‑
12wt％。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，电纺丝针头的规格为20G，注射泵的推进速率为1
‑
1.5mL/h，针头与接收板的距离为10
‑
13cm，电压为8.0
‑
10kV。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，多巴胺溶液为多巴胺在Tris
‑
HCl缓冲液中溶解得到。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘威，曹殷悦，方铭，何纪毅，唐海添，冯文昭，
申请(专利权)人：广东药科大学，
类型：发明
国别省市：