CN103265732A

CN103265732A - 壳聚糖-乙基纤维素共混膜及其制备方法、共混凝胶

Info

Publication number: CN103265732A
Application number: CN2013102025850A
Authority: CN
Inventors: 黄爱宾; 梅杨; 刘彩凤
Original assignee: Hangzhou Electronic Science and Technology University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University; Hangzhou Electronic Science and Technology University
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2013-08-28

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜及其制备方法、及壳聚糖-乙基纤维素的共混凝胶。本发明共混膜包含5%-95%的壳聚糖、95%-5%的乙基纤维素。本发明的共混膜可用作可生物降解的复合材料，用作食品保鲜、生物医学、生物杀菌、抗菌及药物的控制释放材料，以及用作婴儿尿布、妇女卫生巾的吸水材料。

Description

壳聚糖-乙基纤维素共混膜及其制备方法、共混凝胶

技术领域

本发明属于功能高分子化学领域，也属于天然高分子领域，具体涉及一种壳聚糖和乙基纤维素共混膜及其制备方法，该共混膜是一类具有良好的力学性能、生物降解性和抗菌杀菌能力的功能材料。

背景技术

壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用后得到的，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。中国专利申请号200710053708.3公开了一种具有优良性能的壳聚糖/聚乙二醇共混载药膜及其制备方法和用途。这种载药膜能广泛应用于医药、食品等领域，尤其适合用作伤口敷料或体内释放的药物膜。中国专利申请号200710053709.8公开了一种具有优良力学性能的壳聚糖/淀粉共混载药纤维及其制备方法和用途。这种壳聚糖/淀粉共混载药纤维能广泛应用于医药、纺织等领域，特别适合用于编织无纺布作为伤口敷料。以上两个专利申请技术方案中，壳聚糖与聚乙二醇、淀粉均为亲水或水溶性而非有机溶剂溶解，体液等水环境中可能因过度溶胀导致机械强度不足。

乙基纤维素，是纤维素中的部分或全部羟基上的氢被乙基取代的产物，其具有良好的韧性、耐寒性和成膜性。乙基纤维素因其水不溶性，主要用作片剂粘合剂和薄膜包衣材料等，也可用作骨架材料阻滞剂，制备多种类型的骨架缓释片；用作混合材料制备包衣缓释制剂、缓释小丸；用作有机载体制备电子浆料；用作包囊辅料制备缓释微囊，使药效持续释放，避免一些水溶性药物过早发生作用；还可以用于各种药物剂型中作分散剂、稳定剂、保水剂、防止药品变潮变质，增进药片的安全贮存。中国专利申请号02820405.0公开了一种用于压片的可高度压缩的乙基纤维素。该剂型是高度可压缩和可压实的，从而形成与可比的现有技术片剂相比更硬的片剂或丸剂，这些片剂或丸剂具有更好的缓释性能。然而，此技术方案对于脂溶性药物缓释有效，但对于水溶性药物则缓释效果可能不明显。专利申请号200510084228.4描述了一种蜂胶-乙基纤维素微囊的制备方法。此技术方案可行有效，但仅仅公开了其制成微胶囊的制备方法，而未涉及共混凝胶或膜的制备。专利申请号200680051286.X描述了一种含有乙基纤维素的生物活性组合物。此技术方案因采用熔融挤出的方法，使得活性组合物种类受限，而且缓释仅依靠乙基纤维素，故缓释的效果可调节性能差。

发明内容

针对上述现有技术，本发明公开了一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜及其制备方法。本发明共混膜可用于食品保鲜、生物医学、生物杀菌和抗菌材料等领域，由此共混膜制成的共混凝胶可应用于药物控制释放、组织工程海绵等领域。

本发明采取以下技术方案：一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜，包含5%-95%的壳聚糖、95%-5%的乙基纤维素；以上百分比为质量百分比。

优选的，壳聚糖的分子量20－140K道尔顿，脱乙酰度65%－92%。

优选的，乙基纤维素的取代度(DS)2－2.6，为非水溶性，可溶于乙醇、DMF等。

本发明的共混膜可用作可生物降解的复合材料，用作食品保鲜、生物医学、生物杀菌、抗菌及药物的控制释放材料，以及用作婴儿尿布、妇女卫生巾的吸水材料。

一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征在于按如下步骤：

（1）将壳聚糖溶于乳酸中，形成壳聚糖乳酸盐溶液；壳聚糖乳酸盐溶液采用无水乙醇或DMF溶液分散，边加乙醇或DMF边搅拌，制得溶液1；（DMF中文名是氮，氮-二甲基甲酰胺）

（2）乙基纤维素溶于乙醇或DMF溶液，制得溶液2；

（3）将溶液1与溶液2按5％：95％—95％：5％质量比例混合，倒入模具中，流延法浇筑制备共混膜；（流延浇筑法属现有技术）

（4）将步骤（3）的共混膜浸没于氢氧化钠水溶液中，将pH调节至7－9，获得水不溶的壳聚糖－乙基纤维素共混膜；

（5）将步骤（4）的共混膜浸没于交联剂水溶液中，将壳聚糖和乙基纤维素交联制备出交联共混膜。

优选的，壳聚糖的分子量20－140K道尔顿，脱乙酰度65%－92%。

优选的，模具是玻璃板、聚四氟乙烯板或亚克力板。

优选的，交联剂是乙二醇二缩水甘油醚(环氧669)、戊二醛水溶液、多聚磷酸、京尼平(Genipin)。

在上述技术方案中，步骤（1）和（2）可以同步进行或对调。

本发明是以壳聚糖和乙基纤维素为原料，通过共混方法制备共混膜，然后交联处理得到交联共混膜。本发明方法可以简便地任意调节共混膜或共混凝胶在水或有机溶剂中的溶胀性能。因此，在生物医学、药物控制释放等领域具有广泛的应用前景。

本发明壳聚糖-乙基纤维素的共混膜也可以制备成共混海绵或共混凝胶的形式（将本发明共混膜在水中溶胀后即可获得共混凝胶），由此共混膜制成的共混凝胶可应用与药物控制释放、组织工程海绵等领域。

本发明制得的含共混膜，具有良好的力学性能、生物降解性和抗菌杀菌能力，且生产过程简单、方便，可用作食品保鲜、生物杀菌和抗菌材料以及用做婴儿尿布、妇女卫生巾的吸水材料。因此，可广泛用于食品、医学、农业、日用品等领域。

附图说明

图1为共混膜的抑菌效果图。

图2是共混膜制备的共混海绵的微观结构。

图3是盐酸环丙沙星在共混凝胶中随时间（小时）的体外累计释放百分率

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

0.5g壳聚糖（分子量80万，脱乙酰度80%）和0.5ml纯乳酸溶于10ml水，搅拌至透明。在搅拌下逐步加入无水乙醇90ml，继续搅拌至溶液澄清透明，制得溶液1。另称取0.5g乙基纤维素溶于100ml无水乙醇，制得溶液2。在机械搅拌下，将50ml溶液1与50ml溶液2混合，在25℃下浇筑于玻璃板上，25℃室温下自然干燥24小时，将膜揭下，浸没于5%的NaOH水溶液中，5小时后，继续浸没于3%的戊二醛溶液中，10小时后取出，即得交联壳聚糖－乙基纤维素共混膜。该共混膜可用于生物保鲜、抗菌等领域。图1显示了该共混膜的抑菌性能，共混膜的抑制大肠杆菌的抑菌圈大小，从该图可知，其可用于包装。

实施例2

1g壳聚糖（分子量140万，脱乙酰度92%）和1ml纯乳酸溶于15ml水，搅拌至透明。在搅拌下逐步加入无水乙醇80ml，继续搅拌至溶液澄清透明，制得溶液1。另称取1g乙基纤维素溶于90ml无水乙醇，制得溶液2。在机械搅拌下，将40ml溶液1与30ml溶液2混合，在25℃下浇筑于聚四氟乙烯板上，50℃下干燥8小时，将膜揭下，浸没于2%的NaOH水溶液中，8小时后，继续浸没于2%的乙二醇二缩水甘油醚溶液中，24小时后取出，即得交联壳聚糖－乙基纤维素共混膜。共混膜在水中溶胀24小时后液氮冷冻，冷冻干燥机真空干燥后可获得共混海绵。共混海绵可用于组织工程支架等领域。图2显示了该共混膜制备的共混海绵的微观结构图，为微观多孔结构，可用于生物医学支架领域。

实施例3

2g壳聚糖（分子量60万，脱乙酰度65%）和2ml纯乳酸溶于20ml水，搅拌至透明。在搅拌下逐步加入DMF100ml，继续搅拌至溶液澄清透明，制得溶液1。另称取2g乙基纤维素溶于120mlDMF，制得溶液2。在机械搅拌下，将80ml溶液1与20ml溶液2混合，在25℃下浇筑于玻璃板上，80℃下干燥6小时，将膜揭下，浸没于4%的NaOH水溶液中，4小时后，继续浸没于1%的京尼平溶液中，24小时后取出，即得交联壳聚糖－乙基纤维素共混膜。共混膜剪成小片，与pH＝7.4的PBS磷酸缓冲溶液中溶胀48小时，即得交联壳聚糖－乙基纤维素共混凝胶。图3为该共混膜制备的共混凝胶包埋盐酸环丙沙星的控释结果。图3显示了该共混膜制备的共混凝胶包埋盐酸环丙沙星的控释结果，为包埋药物盐酸环丙沙星的效果，可用于药物控释领域。

本发明公开了壳聚糖-乙基纤维素共混膜及其制备方法、性能及其用途。本发明方法制备了壳聚糖乳酸盐的有机溶剂分散体系溶液和乙基纤维素的有机溶液；并以不同的比例相互混合，于一定温度下制得了共混膜；进一步通过碱处理及交联获得共混膜。该膜具有良好的力学性能、生物降解性和抗菌、杀菌能力，且生产过程简单、方便，可广泛用于食品保鲜、生物医学、组织工程海绵、药物控释凝胶、生物杀菌和抗菌材料。因此，可广泛用于食品、医学、农业、日用品等领域。

Claims

1.一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜，其特征是包含5%-95%的壳聚糖、95%-5%的乙基纤维素。

2.根据权利1所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜，其特征是，壳聚糖的分子量20－140K道尔顿，脱乙酰度65%－92%。

3.根据权利1或2所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜，其特征是，乙基纤维素的取代度2－2.6。

4.一种壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征是按如下步骤：

（1）将壳聚糖溶于乳酸中，形成壳聚糖乳酸盐溶液；壳聚糖乳酸盐溶液采用无水乙醇或DMF溶液分散，制得溶液1；

（2）乙基纤维素溶于乙醇或DMF溶液，制得溶液2；

（3）将溶液1与溶液2按5％：95％—95％：5％质量比例混合，倒入模具中，流延法浇筑制备共混膜；

5.根据权利4所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征在于，壳聚糖的分子量20－140K道尔顿，脱乙酰度65%－92%。

6.根据权利4所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征在于，乙基纤维素的取代度2－2.6。

7.根据权利4所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征在于，模具是玻璃板、聚四氟乙烯板或亚克力板。

8.根据权利4所述的壳聚糖-乙基纤维素共混膜的制备方法，其特征在于，交联剂是乙二醇二缩水甘油醚、戊二醛水溶液、多聚磷酸或京尼平。

9.一种壳聚糖-乙基纤维素的共混凝胶，其特征在于，将权利要求1-3所述的共混膜或者权利要求4-8制得的共混膜在水中溶胀后即可获得所述的共混凝胶。