CN103146006B

CN103146006B - 一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料及其制备方法

Info

Publication number: CN103146006B
Application number: CN201310067470.5A
Authority: CN
Inventors: 刘凯; 陈礼辉; 黄六莲; 林新兴; 曹石林; 罗小林
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2013-03-02
Filing date: 2013-03-02
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-03-02
Also published as: CN103146006A

Abstract

本发明公开了一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料及其制备方法,该方法将壳聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，使壳聚糖完全溶解，并加入甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加三聚磷酸钠溶液，反应制备出壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球，将所得纳米微球加入至质量浓度为1-5％的纳米纤维素中，置于摇床中反应后制的纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物。最后将该复合物加入到琼脂中制备出高强度高抗菌性琼脂敷料。本发明利用纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物使得琼脂敷料同时具有高强度和高抗菌性能，改进了琼脂膜的低强度与无抗菌性的两大缺点，使其具有较高的应用价值。

Description

一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于医用琼脂敷料，具体地说，是涉及一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料及其制备方法。

背景技术

医用敷料是一类用以覆盖疮、伤口或其他损伤的重要医用材料，它们可替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合的环境。传统的医用敷料主要包括棉制敷料，如棉球、绷带、纱布等。在使用过程中传统敷料有很明显的缺点，比如不能保持创面湿润，延迟创面愈合，敷料渗透后屏障作用差，容易引起外源性感染，止血效果差等。为了解决传统敷料的这些问题，现代敷料如薄膜，海绵，胶体，凝胶和糊剂等逐渐取代天然或合成绷带，药棉和纱布等传统敷料，现代敷料能够在伤口周围提供最佳的环境并提供活性成分或直接促进伤口周围细胞愈合。

国内外对现代新型敷料的开发重点主要集中在两个方面。二是敷料基体的选择，目前用于制造敷膜的天然材料主要琼脂、明胶以及环糊精等等，这些材料制备敷料的最大缺点就是敷料的强度较低，严重影响其使用价值。二是抗菌剂的制备，目前用于敷料的抗菌剂一般只是单一类型，而单一类型的抗菌剂只对一类细菌起到较好的抗菌作用，无法同时具有多功能抗菌性。

发明内容

本发明的目的在于克服现代敷膜制备过程中的两大难题，提供一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料及其制备方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：本发明所述的一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将壳聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，加热至30-50℃使壳聚糖完全溶解，并加入甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；

（2）在步骤（1）所制得的壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入纳米纤维素，室温下置于摇床中反应20-50min后，通过离心得到纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物；

（3）将步骤（2）所制得的纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5-20min，最后将其倒在玻璃板上，并在烘箱中干燥后成膜。

步骤（1）所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：0.2-2ml；所述乙酸溶液的体积百分比浓度为1-5%；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.1-2；壳聚糖粉与三聚磷酸钠之比为1:0.01-0.1；所述三聚磷酸钠溶液的质量体积浓度为2g/L。

步骤2）的离心转速为5000r/min。

步骤（2）所述的壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：0.25-2，所述纳米纤维素的质量浓度为1-5%。

步骤（3）所述的壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.1-5，所述琼脂溶液质量浓度为1-20％。

所述壳聚糖其相对分子质量为20万~40万，其脱乙酰度为75~90 %；所述的纤维素原料，采用木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或者苇浆粕中的一种或两种以上混合，其中纤维素含量≥90 %，纤维素的聚合度≥200。

本发明上述的任一所述的制备方法能制备出本发明的医用高强度高抗菌性琼脂敷料。

本发明所述的医用高强度高抗菌性琼脂敷料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）将壳聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，加热至30-50℃使壳聚糖完全溶解，并加入甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：0.2-2ml；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.1-2；

（2）在步骤（1）所得壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入质量浓度为1-5％的纳米纤维素，室温下置于摇床中反应20-50min后，通过5000 r/min离心得到纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物。壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：0.25-2。

（3）将步骤（2）所得纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到质量浓度为1-20％的琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5-20min，最后将其倒在玻璃板上，并在50℃烘箱中干燥12h后成膜。壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.1-5。

为进一步实现本发明目的，所述乙酸溶液的体积百分比浓度为1-5%。

所述纳米纤维素的质量浓度为1-5%。

所述琼脂的质量浓度为1-20％。

本发明所述的医用高强度高抗菌性琼脂敷料，由上述方法制备。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

壳聚糖是一种从虾蟹等甲壳类动物的外壳中提取出来的高分子化合物，是地球上除纤维素之外发现的最丰富的高分子聚合物。壳聚糖具有无毒、生物相容性、生物降解性以及抑菌性等优点。壳聚糖由于带有大量正电荷，因此被大量用作药物载体，控制药物的释放速率。但通过离子交联法将壳聚糖与甲基异噻唑啉酮制备成纳米微球复合物还从未见报道，尤其是利用纳米纤维素吸附壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球制备纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物尚未见报道。本发明针对目前琼脂膜强度较低且无抗菌性的不足，首先制备了纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物，该复合物由于包括两种抗菌剂（壳聚糖与甲基异噻唑啉酮），因此具有多功能抗菌性能，另外该复合物还包含有纳米纤维素，可对基体起到增强作用。

通过在琼脂中加入纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物制备高强度高抗菌性琼脂膜，在增强琼脂膜强度的同时，还可大幅度提高其抗菌性能。通过添加4%纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物后，琼脂膜的强度提高了19%，同时还具有较好的抗菌性能。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的高强度高抗菌性琼脂膜的制备流程示意图。

图2为纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物的加入量对琼脂膜强度的影响图。

图3为原始琼脂膜对大肠杆菌(a)与葡萄球菌(b)的抗菌性，新型琼脂膜对大肠杆菌(c)与葡萄球菌(d)的抗菌性的效果对比图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

实施例１

（1）将1g壳聚糖粉末（相对分子质量M_w为2×10⁵ Da，脱乙酰度为90 %，浙江金壳生物化学有限公司）溶解在100mL（体积百分比浓度为1% ）乙酸水溶液中，加热至30℃使壳聚糖完全溶解，并加入50mL（质量体积浓度为 8g/L）甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加40mL（质量体积浓度为2g/L）三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：1ml；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.4，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1:0.08；

（2）在步骤（1）所得壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入100g质量浓度为1％的纳米纤维素（日本大赛璐化学工业公司生产的30纳米的竹浆纤维素），室温下置于摇床中反应20min后，通过5000r/min离心得到纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物。壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：1；

（3）将步骤（2）所得纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到50g质量浓度为1％的琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5min，最后将其倒在玻璃板上，并在50℃烘箱中干燥12h后成膜。壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.5。如图1所示，为本发明实施例1制备的高强度高抗菌性琼脂膜的制备流程示意图。

实施例2

（1）将2g壳聚糖粉末（相对分子质量M_w为2×10⁵ Da，脱乙酰度为90 %，浙江金壳生物化学有限公司）溶解在100mL（体积百分比浓度为1% ）乙酸水溶液中，加热至30℃使壳聚糖完全溶解，并加入50mL（质量体积浓度为 8g/L）甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加40mL（质量体积浓度为2g/L）三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：0.5ml；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.2，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1:0.04；

（2）在步骤（1）所得壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入100g质量浓度为1％的纳米纤维素（日本大赛璐化学工业公司生产的30纳米的桉木浆纤维素），室温下置于摇床中反应20min后，通过5000r/min离心得到纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物。壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：0.5；

（3）将步骤（2）所得纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到50g质量浓度为1％的琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5min，最后将其倒在玻璃板上，并在50℃烘箱中干燥12h后成膜。壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.25。

实施例3

（1）将4g壳聚糖粉末（相对分子质量M_w为2×10⁵ Da，脱乙酰度为90 %，浙江金壳生物化学有限公司）溶解在100mL（体积百分比浓度为1% ）乙酸水溶液中，加热至30℃使壳聚糖完全溶解，并加入50mL（质量体积浓度为 8g/L）甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加40mL（质量体积浓度为2g/L）三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：0.25ml；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.1，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1:0.02；

（2）在步骤（1）所得壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入100g质量浓度为1％的纳米纤维素（日本大赛璐化学工业公司生产的30纳米的棉浆纤维素），室温下置于摇床中反应20min后，通过5000r/min离心得到纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物。壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：0.25；

（3）将步骤（2）所得纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到50g质量浓度为1％的琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5min，最后将其倒在玻璃板上，并在50℃烘箱中干燥12h后成膜。壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.125。

性能测试

1、新型琼脂膜的强度检测

虽然琼脂的成膜性较好，但其强度较差，严重影响了在工业上的使用价值。

对利用实施例1制备的新型琼脂膜的强度进行了测定，结果如图2所示。可以看出，由于纳米纤维素具有网络结构，对琼脂膜具有较好的增强作用，当加入4%纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物时，琼脂膜的强度从20.67增加到24.66 MPa，提高了19%。

2、新型琼脂膜的抗菌性能检测

为说明本发明新型琼脂膜的抗菌性，测定新型琼脂膜的抗菌性能。

利用实施例1制备的新型琼脂膜，分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制性进行了检测，结果如图3所示，图3为原始琼脂膜对大肠杆菌(a)与葡萄球菌(b)的抗菌性，新型琼脂膜对大肠杆菌(c)与葡萄球菌(d)的抗菌性的效果对比图。可以看出，与原始的琼脂膜相比，添加了纳米纤维素\壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物的琼脂膜具有明显的抑菌圈，因此该新型琼脂膜具有优良的抗菌性能，完全可满足医疗的需要。

Claims

1.一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将壳聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，加热至30-50℃使壳聚糖完全溶解，并加入甲基异噻唑啉酮溶液混合均匀，然后滴加三聚磷酸钠溶液反应后制备成壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g：0.2-2ml；所述乙酸水溶液的体积百分比浓度为1-5%；壳聚糖与甲基异噻唑啉酮的质量比为1：0.1-2；壳聚糖与三聚磷酸钠之比为1:0.01-0.1；所述三聚磷酸钠溶液的质量体积浓度为2g/L；

（2）在步骤（1）所制得的壳聚糖-甲基异噻唑啉酮纳米微球溶液中加入纳米纤维素，室温下置于摇床中反应20-50min后，通过离心得到纳米纤维素/壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物；壳聚糖与纳米纤维素的质量比为1：0.25-2，所述纳米纤维素的质量浓度为1-5%；

（3）将步骤（2）所制得的纳米纤维素/壳聚糖-甲基异噻唑啉酮复合物加入到琼脂溶液中，室温下利用分散器混合均匀后超声处理5-20min，最后将其倒在玻璃板上，并在烘箱中干燥后成膜；壳聚糖与琼脂的质量比为1：0.1-5，所述琼脂溶液质量浓度为1-20％。

2.根据权利要求1所述的一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料的制备方法，其特征在于：步骤（2）的离心转速为5000r/min。

3.根据权利要求1或2所述的一种医用高强度高抗菌性琼脂敷料的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的相对分子质量为20万~40万，脱乙酰度为75~90%；所述的纳米纤维素的原料至少有一种选自木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或者苇浆粕，其中纤维素含量≥90%，纤维素的聚合度≥200。