【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗菌敷料，尤其涉及一种基于双官能团改性壳聚糖的抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
技术介绍
1、细菌感染，特别是耐药菌引起的感染，严重威胁人类的生命和健康。迫切需要开发新的抗菌剂来减少抗生素的问题。具有良好抗菌性能的生物医用材料已广泛应用于抗菌领域，其中，水凝胶以其独特的三维网络结构、高亲水性、良好的生物相容性成为生物医用材料领域的研究热点。
2、水凝胶是一类具有三维多孔结构的亲水性聚合物，由亲水性聚合物通过物理或化学交联形成，比其它合成的生物材料更加接近于活体组织，而且其质地柔软，兼具高吸水性、良好的生物相容性和塑形能力，在生物医学领域具有潜在应用价值，如细胞培养、药物的负载和输送、组织工程等医疗领域。由于水凝胶能够高效装载、有效释放药物和抗菌剂，在抗菌材料中具有明显的优势，从而极大地提高了抗菌剂的利用率并减少了对细胞的毒性影响，水凝胶作为治疗细菌感染的替代材料正在越来越受到关注。
3、几十年来，科学家们一直在尝试开发新的抗菌水凝胶敷料，在各种天然材料中，壳聚糖及其衍生物已成为制备抗菌水凝胶敷料的理想材料之一，不仅因为其良好的生物相容性、可降解性、止血活性和无毒性，还因其聚阳离子性质而对多种细菌和真菌具有良好的抗菌活性。然而，这种抗菌活性仅限于酸性条件下，众所周知壳聚糖通常不溶于水，因此，制备壳聚糖水凝胶时一般需要将壳聚糖溶于稀酸溶液中，再用碱液中和形成水凝胶，或使用壳聚糖、尿素和碱的体系，采用冻融法制备水凝胶，这两种方法最后均需要使用大量的水，浸泡、洗涤水凝胶至中性，而且有时为了提高水凝胶的力
4、为此，本专利技术提供一种基于双官能团改性壳聚糖的抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于双官能团改性壳聚糖的抗菌水凝胶敷料及其制备方法。本专利技术为了改善壳聚糖的水溶性，尤其是在中性和碱性条件下的水溶性，同时进一步保留壳聚糖本身的抗菌性，本专利技术优选地通过在壳聚糖分子上依次引入磺酸根基团和季铵盐基团的方式，以通过磺酸根基团和季铵盐基团协同作用，获得具有良好水溶性且保留壳聚糖本专利技术抗菌性的双官能团改性壳聚糖。再通过将制备的双官能团改性壳聚糖与聚乙烯醇复合后在辐射作用下交联形成水凝胶基体，随后在水凝胶的表面进一步喷涂单宁酸，对凝胶的力学性能有一定的增强作用，同时在一定程度上也增加了水凝胶的抑菌性能。
2、本专利技术的一种基于双官能团改性壳聚糖的抗菌水凝胶敷料及其制备方法是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，在壳聚糖分子中依次引入磺酸根基团和季铵盐基团，以提高壳聚糖的水溶性和抗菌性，获得兼具两种不同基团的双官能团改性壳聚糖。
5、步骤2，将所述双官能团改性壳聚糖分散于水中，获得双官能团改性壳聚糖水溶液；将所述双官能团改性壳聚糖水溶液与聚乙烯醇水溶液混匀后，除气泡，经辐射处理进行交联，获得水凝胶基体。
6、步骤3，以单宁酸溶液作为增强剂，将其均匀喷涂于所述水凝胶基体的表面，即获得所述抗菌水凝胶敷料。
7、优选地，所述双官能团改性壳聚糖水溶液中双官能团改性壳聚糖与所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇的质量比为2～6:20。
8、优选地，所述双官能团改性壳聚糖通过以下步骤制得：
9、1)以1,3-丙磺酸内酯作为磺化剂，于无水乙醇中对壳聚糖进行磺化处理，使1,3-丙磺酸内酯与所述壳聚糖上的氨基发生亲核开环反应，以在所述壳聚糖上引入磺酸基，获得磺化壳聚糖。
10、2)以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵作为季铵盐试剂，于水中与所述磺化壳聚糖中的氨基发生亲核开环反应，即获得所述双官能团改性壳聚糖。
11、优选地，所述磺化壳聚糖与所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的质量比为4.8～5.2:6～20。
12、优选地，所述壳聚糖与所述1,3-丙磺酸内酯、无水乙醇的用量比为19～21g:3.2～5g:300～700ml。
13、优选地，所述磺化处理的反应温度为40～55℃。
14、优选地，所述磺化壳聚糖通过以下步骤制得：
15、将壳聚糖分散于无水乙醇中，在惰性气体保护下，于80～85℃下进行搅拌溶胀，搅拌溶胀结束后冷却至50℃，加入1,3-丙磺酸内酯进行磺化处理5～7天，将磺化处理的产物过滤、洗涤、抽提后干燥，获得磺化壳聚糖。
16、优选地，所述搅拌溶胀的处理时间为20～30h，且搅拌速率为350～380r/min。
17、优选地，所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵于水中与所述磺化壳聚糖中的氨基发生亲核开环反应时的反应温度为70～80℃。
18、优选地，所述单宁酸溶液中单宁酸的质量分数为1％～2％。
19、优选地，所述辐射处理采用的辐射源为伽马射线或电子束；且所述辐射处理的吸收剂量为20～30kgy。
20、本专利技术的第二个目的是提供一种上述制备方法制备获得的抗菌水凝胶敷料。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
21、本专利技术在壳聚糖的分子链中依次引入磺酸基和季铵盐基团，以获得兼具两种不同基团的双官能团壳聚糖，即双官能团改性壳聚糖。本专利技术制备的双官能团改性壳聚糖不仅可以直接溶于水，还具有良好的抗菌性。本专利技术通过将制备的双官能团改性壳聚糖与聚乙烯醇复合后在辐射作用下交联形成水凝胶基体，随后在水凝胶的表面进一步喷涂单宁酸，对凝胶的力学性能有一定的增强作用，同时在一定程度上也增加了水凝胶的抑菌性能。
22、本专利技术通过在壳聚糖分子链中依次引入磺酸基和季铵盐基团，使得磺酸基和季铵盐基团协同对壳聚糖进行改性，同时提高壳聚糖的水溶性和抑菌性，以使得本专利技术获得的抗菌水凝胶辅料在生物医用材料中具有潜在的应用价值。
23、本专利技术的制备方法操作简单，且无需添加交联剂和引发剂，避免了单体、引发剂等在水凝胶中的残留，产品纯度高。且本专利技术制备的抗菌水凝胶敷料具有良好的水溶性、抗菌性和力学性能。
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1.一种抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双官能团改性壳聚糖水溶液中双官能团改性壳聚糖与所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇的质量比为2～6:20。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双官能团改性壳聚糖通过以下步骤制得：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述磺化壳聚糖与所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的质量比为4.8～5.2:6～20。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖与所述1,3-丙磺酸内酯、无水乙醇的用量比为19～21g:3.2～5g:300～700mL。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述磺化处理的反应温度为40～55℃。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵于水中与所述磺化壳聚糖中的氨基发生亲核开环反应时的反应温度为70～80℃。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单宁酸溶液中单宁酸的质量分数为1％～2％。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双官能团改性壳聚糖水溶液中双官能团改性壳聚糖与所述聚乙烯醇水溶液中的聚乙烯醇的质量比为2～6:20。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双官能团改性壳聚糖通过以下步骤制得：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述磺化壳聚糖与所述2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的质量比为4.8～5.2:6～20。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖与所述1,3-丙磺酸内酯、无水乙醇的用量比为19～21g:...
【专利技术属性】
技术研发人员：张本尚，杨明成，陈阳，刘树博，郭文慧，叶子森，郭亚欣，梁运增，张秋霞，徐琬琳，张丁丁，郭天飞，田青亮，张宏娜，
申请(专利权)人：河南省科学院同位素研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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