CN104874015B - 一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法与应用，属于生物医用材料领域。所述敷料包括细菌纤维素和纳米氧化锌，所述纳米氧化锌通过原位反应的方式负载到所述细菌纤维素上。所述制备方法时将细菌纤维素进行一定程度的溶胀处理后，将其与酸酐在无水溶剂中反应改性，再通过原位反应在细菌纤维素内部负载纳米氧化锌，产物经充分清洗、干燥后获得具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。该方法过程可以有效控制细菌纤维素的改性程度，实现纳米氧化锌的有效稳定负载，获得的产物性能稳定，可长期保存。所得的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料具有良好的生物相容性，可应用于一定适应症的体表创面。

Description

一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法与 应用

技术领域

本发明涉及一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法与应用，属于生物医学材料领域。

技术背景

细菌纤维素是一种重要的天然高分子材料，因为具有良好的生物相容性而被广泛应用于组织工程的各个领域。由于细菌纤维素材料具有良好的力学性能和优良的保水能力，其在创面敷料中的应用极受关注。在临床过程中，体表创面常伴有感染情况，而细菌纤维素本身没有抗菌抑菌的能力，难以用于高感染风险的大面积烧伤创面、慢性难愈创面等，因此临床实践的需求对细菌纤维素创面敷料又提出了新的要求。功能性创面敷料可以有效提高治疗效果，缩短创面愈合时间，是现代医疗迫切需要的新型生物医学材料。

现有的报道中，赋予细菌纤维素敷料抗菌抑菌功能主要是通过各种方法向细菌纤维素敷料中添加各种纳米银抗菌材料。例如，中国发明专利，公开号：CN103041438A，采用浸渍法将纳米银材料负载于细菌纤维素中形成抗菌性复合膜；中国发明专利，公开号：CN101905031A，采用浸泡法制备磺胺嘧啶银/细菌纤维素复合膜。

本发明以干燥的细菌纤维素膜为原料，经适度溶胀后进行化学改性，向纤维素分子中引入含有羧基的侧链，并进一步通过原位反应向细菌纤维素中负载纳米氧化锌，获得具有良好抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料，克服已有方法和技术的不足。到目前为止，尚无相关文献资料报道。

发明内容

发明人通过对现有技术的综合分析发现现有技术中存在以下不足：

1.现有技术普遍采用负载纳米银的方式实现细菌纤维素敷料的抗菌抑菌功能化，虽然纳米银的抗菌性能已取得普遍认识，但是其长期大范围使用导致的生物积累和毒副作用已不可忽视；

2.现有技术普遍采用浸泡法进行细菌纤维素敷料的功能化，通过渗透作用实现纳米材料的负载，一方面纳米材料的负载量十分有限，另一方面纳米材料在细菌纤维素敷料中的结合稳定性较差，易于脱落游离。

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法，制备流程简单且可以通过反应参数的调节控制不同的目标产品性能，获得的产物不仅符合创面敷料的基本要求，而且还具有良好的抗菌抑菌功能，且性能稳定、可长期保存。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料，包括细菌纤维素和纳米氧化锌，所述纳米氧化锌通过原位反应的方式负载到所述细菌纤维素上。所述纳米氧化锌通过化学键结合到细菌纤维素分子上，两者结合牢固，不易脱落游离，材料稳定性好，纳米氧化锌的负载量可达到较高水平且负载量可通过制备过程中的投料量灵活控制。

作为可选方式，在上述细菌纤维素敷料中，所述细菌纤维素和纳米氧化锌之间通过羧酸基团进行连接。所述的羧酸基团可以通过多种反应方式在细菌纤维素分子中引入，例如氯乙酸钠、酸酐等。通过计算模拟方法可知采用酸酐反应后引入的侧链羧基（BC-MA）与氧化锌的吸附能量和结合能量均比乙酸侧链（BC-CA）与氧化锌的作用强，如图1所示；同时，细菌纤维素与酸酐的反应条件简单，可控性较好，因此采用酸酐为原料一方面有利于细菌纤维素的改性控制，另一方面也有利于使纳米氧化锌在细菌纤维素上更稳定的结合；所述的酸酐可以是顺丁烯二酸酐（又称马来酸酐）、柠康酸酐、顺-3-羧基戊烯二酸酐（顺式乌头酸酐）等不饱和酸酐或丁二酸酐、戊二酸酐等饱和酸酐中的至少一种。优先选用环状或含羧基的不饱和酸酐，可以以酯键形式向细菌纤维素分子链上引入具有羧基的侧链基团，有效提高纳米氧化锌的结合稳定性。

作为可选方式，在上述细菌纤维素敷料中，纳米氧化锌的质量百分含量为5~70%，进一步9~65%；更进一步，30~60%。

作为可选方式，在上述细菌纤维素敷料中，所述敷料呈薄膜状。

作为可选方式，在上述细菌纤维素敷料中，所述敷料中纳米氧化锌的含量通过乙酸锌溶液的浓度、细菌纤维素的浸泡时间以及原位反应时间等参数调节在一定范围内可控。

本发明还提供了一种上述具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料的制备方法，将细菌纤维素经适度溶胀、化学改性及负载纳米氧化锌原位反应后，产物经清洗、干燥后获得具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

作为可选方式，在上述制备方法中，所述的适度溶胀具体包括以下步骤：

1）将干燥的细菌纤维素或细菌纤维素膜置于溶胀体系中，并在室温~80℃下浸泡或搅拌2~12小时至适度均匀溶胀。适度溶胀有利于更加均匀的化学改性与纳米氧化锌原位合成。

作为可选方式，所述溶胀体系是含7-11wt% LiCl的LiCl/DMAc（氯化锂/二甲基乙酰胺）溶液体系或TEAC浓度为15-35%的DMSO/TEAC（二甲基亚砜/四乙基氯化铵）溶液体系或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（[AMIM]Cl）或1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）等离子液体中的一种。溶胀体系选择不会对纤维素分子产生化学作用，且不会与酸酐有化学反应，达到能使细菌纤维素膜溶胀但又不能使其溶解的溶胀条件。

作为可选方式，在上述制备方法中，所述的化学改性具体包括以下步骤：

1）将酸酐于搅拌条件下加入到溶胀的细菌纤维素体系中，酸酐的摩尔数是细菌纤维素中可反应羟基摩尔数的0.5-50倍；原料的摩尔比是影响细菌纤维素衍生物分子上羧基侧链接枝率的主要因素之一；

2）向上述步骤1）所得的反应液中加入摩尔数占细菌纤维素中可反应羟基摩尔数0-20%的催化剂，所述的催化剂是吡啶、2-氨基吡啶、4-(二甲氨基)吡啶（DMAP）中的一种；

3）在30-100℃下反应2-8 h后，将反应后的细菌纤维素或细菌纤维素膜转移至清洗剂中充分清洗。作为可选，所述的清洗剂是乙醇、甲醇、异丙醇中的一种。清洗剂旨在去除未反应的原料和物理吸附的反应产物，同时也为后续的纳米氧化锌原位合成准备条件。

作为可选，所述的酸酐可以是顺丁烯二酸酐（又称马来酸酐）、柠康酸酐、顺-3-羧基戊烯二酸酐（顺式乌头酸酐）等不饱和酸酐或丁二酸酐、戊二酸酐等饱和酸酐中的至少一种。优先选用环状或含羧基的不饱和酸酐，可以以酯键形式向细菌纤维素分子链上引入具有羧基的侧链基团，有效提高纳米氧化锌的结合稳定性。

作为可选方式，在上述制备方法中，所述的负载纳米氧化锌原位反应具体包括以下步骤：

1）将化学改性后的细菌纤维素或细菌纤维素膜加入到适量含有0.005 mol/L -0.20 mol/L乙酸锌的甲醇或乙醇溶液中进行负载纳米氧化锌的原位反应，在30-80℃下充分搅拌0.5-3 h；

2）向上述步骤1）的溶液中加入含有0.01mol/L -0.40 mol/L氢氧化钠的等体积甲醇或乙醇溶液中，在30-80℃下充分搅拌反应1-5 h。

作为可选方式，在上述制备方法中，所述清洗、干燥步骤具体为：将原位反应后的细菌纤维素或细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥获得海绵状敷料或海绵状薄膜后，再在80-120℃烘箱中干燥1-4 h，经灭菌处理后获得具有抗菌抑菌作用的细菌纤维素敷料。

本发明还提供了一种上述的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料的应用：将其制成医用敷料，应用于一定适应症的体表烧伤创面、长期慢性溃疡创面等体表缺损与创面的治疗与修复。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本发明的有益效果：

1、本发明采用原位反应负载纳米氧化锌的方式赋予细菌纤维素敷料优良的抗菌抑菌功能，避免使用具有潜在风险的纳米银材料，而使用具有一定促愈和辅助治疗的纳米氧化锌为抗菌抑菌材料，对于大面积烧伤和长期慢性溃疡等体表创面的治疗具有更好的效果。

2、本发明所述的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料的制备方法操作简单，改性反应程度可控，且采用优选条件制备的细菌纤维素敷料克服了现有方法制备同类产品的缺陷。通过该方法可以均匀负载纳米氧化锌且能稳定结合，发挥良好的抗菌抑菌功能，同时也具有促进伤口愈合的功效。

附图说明

图1为细菌纤维素和不同侧链基团的细菌纤维素衍生物与氧化锌的计算模拟结果，其中BC表示未改性的细菌纤维素侧链基团，BC-CA表示经氯乙酸钠改性的细菌纤维素衍生物，BC-MA表示经马来酸酐改性的细菌纤维素衍生物。

图2为细菌纤维素和不同改性接枝率的细菌纤维素的FTIR图谱，其中BC-0为未改性细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 1为低接枝率的细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 2为高接枝率的细菌纤维素样品。

图3为细菌纤维素和不同纳米氧化锌负载量的细菌纤维素的TGA图谱，其中BC-0为未改性细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 1为低接枝率的细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 2为高接枝率的细菌纤维素样品。

图4为未改性细菌纤维素样品(BC-0)的SEM图。

图5为低接枝率的细菌纤维素样品(BC-MA/ZnO 1)的SEM图。

图6为高接枝率的细菌纤维素样品(BC-MA/ZnO 2)的SEM图。

图7为实施例6中细菌纤维素和不同纳米氧化锌负载量的细菌纤维素的抗菌抑菌结果，其中BC-0为未改性细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 1为低接枝率的细菌纤维素样品，BC-MA/ZnO 2为高接枝率的细菌纤维素样品。

图8实施例7中所述振荡法测得的抑菌率结果图。

图9实施例8中高压蒸汽灭菌后细菌纤维素膜中氧化锌的释放比例图。

图10实施例8中浸提过程中细菌纤维素膜中氧化锌的释放比例图。

具体实施方式

本发明的制备工艺流程为：干燥的细菌纤维素膜在溶胀体系里适度溶胀，酸酐和催化剂的添加，在加热条件下搅拌反应后用清洗剂清洗，再在含乙酸锌的醇溶液里充分渗透，通过加入碱性材料原位反应生成纳米颗粒，经充分清洗、冷冻干燥和干热干燥后获得具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

以下所列为本发明的几个最佳实施例，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

按以下步骤制备低接枝率低负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料：

（1）称取0.4 g厚度为0.2mm左右的细菌纤维素干膜（约2.46 mmol，其结构单元的分子量为162 g/mol，以下同）加入到100ml含7% LiCl的LiCl/DMAc溶液中，室温条件下缓慢搅拌1小时，使细菌纤维素膜有明显的均匀溶胀，厚度达到1.0mm左右；

（2）将上述细菌纤维素体系升温至50℃后，于搅拌条件下加入0.6g顺丁烯二酸酐，不添加催化剂，持续搅拌反应2h；

（3）反应完成后，将细菌纤维素膜在足量无水甲醇里充分清洗；

（4）将清洗后的细菌纤维素膜转移到50ml含有0.005mol/L乙酸锌的甲醇溶液中，50℃条件下连续搅拌20min；

（5）向上述溶液中加入50ml含有0.01 mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，50℃条件下连续搅拌反应2h；

（6）上述反应完成后，将细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥后再在80℃烘箱中干燥4h，获得低接枝率低负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

采用FTIR对所得的低接枝率细菌纤维素衍生物（BC-MA 1）进行检测，结果如图2所示。与未改性的细菌纤维素（BC-0）比较可以看出，BC-MA 1在1600-1710 cm^-1之间出现新的吸收峰，但峰形不明显。采用TGA对所得的低接枝率低负载量细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO1）进行分析，结果如图3所示。与BC-0相比（无机盐含量1.97%），BC-MA/ZnO 1中的无机盐含量增加到6.82%。采用原子吸收光谱（AAS）检测Zn元素折算后ZnO含量为6.68%，证实无机盐含量主要为ZnO。采用SEM对低接枝率低负载量的细菌纤维素敷料进行形貌观察，结果如图4所示。相同放大倍数下，可见BC-MA/ZnO 1中的细菌纤维素表面有少量纳米颗粒聚集。

实施例2

按以下步骤制备中接枝率中负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料：

（1）称取0.2 g厚度为0.1mm左右的细菌纤维素干膜（约1.23 mmol）加入到100ml含8% LiCl的LiCl/DMAc溶液中，室温条件下缓慢搅拌3小时，使细菌纤维素膜有明显的均匀溶胀，厚度达到1.5mm左右；

（2）将上述细菌纤维素体系升温至65℃后，于搅拌条件下加入0.85g顺丁烯二酸酐，添加0.01g DMAP催化剂，持续搅拌反应3h；

（3）反应完成后，将细菌纤维素膜在足量无水乙醇里充分清洗；

（4）将清洗后的细菌纤维素膜转移到50ml含有0.01mol/L乙酸锌的乙醇溶液中，50℃条件下连续搅拌1.5h；

（5）向上述溶液中加入50ml含有0.02 mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，50℃条件下连续搅拌反应3h；

（6）上述反应完成后，将细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥后再在120℃烘箱中干燥1h，获得中接枝率中负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

采用TGA对所得的中接枝率中负载量细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 2）进行分析，结果如图3所示，其无机盐含量达到15.55%。采用原子吸收光谱（AAS）检测Zn元素折算后ZnO含量为15.37%。

在上述实施例中分别将顺丁烯二酸酐换成柠康酸酐、顺-3-羧基戊烯二酸酐（顺式乌头酸酐）等不饱和酸酐或丁二酸酐、戊二酸酐等饱和酸酐同样成功制备了接枝率基本相当的细菌纤维素敷料。且所得敷料的抗菌抑菌和促进伤口愈合作用与上述中负载量细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 2）基本相同。

实施例3

按以下步骤制备高接枝率中负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料：

（1）称取0.2 g厚度为0.2mm左右的细菌纤维素干膜（约1.23 mmol）加入到100ml含10% LiCl的LiCl/DMAc溶液中，室温条件下缓慢搅拌3小时，使细菌纤维素膜有明显的均匀溶胀，厚度达到2.0mm左右；

（2）将上述细菌纤维素体系升温至60℃后，于搅拌条件下加入1.2g顺丁烯二酸酐，添加0.015g DMAP催化剂，持续搅拌反应3h；

（3）反应完成后，将细菌纤维素膜在足量无水乙醇里充分清洗；

（4）将清洗后的细菌纤维素膜转移到50ml含有0.02mol/L乙酸锌的乙醇溶液中，50℃条件下连续搅拌1.5h；

（5）向上述溶液中加入50ml含有0.04 mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，50℃条件下连续搅拌反应3h；

（6）上述反应完成后，将细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥后再在120℃烘箱中干燥1h，获得高接枝率中负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

采用TGA对所得的高接枝率中负载量细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 3）进行分析，结果如图3所示，其无机盐含量达到44.87%。采用原子吸收光谱（AAS）检测Zn元素折算后ZnO含量为45.06%。

实施例4

按以下步骤制备高接枝率高负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料：

（1）称取0.2 g厚度为0.1mm左右的细菌纤维素干膜（约1.23 mmol）加入到100ml含10% LiCl的LiCl/DMAc溶液中，室温条件下缓慢搅拌3小时，使细菌纤维素膜有明显的均匀溶胀，厚度达到2.0mm左右；

（2）将上述细菌纤维素体系升温至65℃后，于搅拌条件下加入1.2g顺丁烯二酸酐，添加0.015g DMAP催化剂，持续搅拌反应4h；

（3）反应完成后，将细菌纤维素膜在足量无水乙醇里充分清洗；

（4）将清洗后的细菌纤维素膜转移到50ml含有0.05mol/L乙酸锌的乙醇溶液中，50℃条件下连续搅拌2h；

（5）向上述溶液中加入50ml含有0.10 mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，50℃条件下连续搅拌反应3h；

（6）上述反应完成后，将细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥后再在120℃烘箱中干燥1h，获得高接枝率高负载量的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

采用FTIR对所得的高接枝率细菌纤维素衍生物（BC-MA 2）进行检测，结果如图2所示。与未改性的细菌纤维素（BC-0）与低接枝率细菌纤维素衍生物（BC-MA 1）比较可以看出，BC-MA 4在1511、1611、1712 cm^-1位置出现明显的吸收峰，峰形尖锐。采用TGA对所得的高接枝率高负载量细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 4）进行分析，结果如图3所示，其无机盐含量达到61.50%。采用原子吸收光谱（AAS）检测Zn元素折算后ZnO含量为61.76%，证实无机盐含量主要为ZnO。采用SEM对高接枝率高负载量的细菌纤维素敷料进行形貌观察，结果如图4-6所示。相同放大倍数下，可见BC-MA/ZnO 2中的细菌纤维素表面有大量颗粒聚集，且颗粒为纳米尺寸。

实施例5

按以下步骤制备共混负载纳米氧化锌的细菌纤维素敷料：

（1）称取15 g厚度为2.0mm左右的细菌纤维素湿膜，在足量无水乙醇里充分清洗；

（2）将溶剂置换后的细菌纤维素膜转移到50ml含有0.025mol/L乙酸锌的乙醇溶液中，50℃条件下连续搅拌2.5h；

（3）向上述溶液中加入50ml含有0.05 mol/L氢氧化钠的乙醇溶液，50℃条件下连续搅拌反应3h；

（4）上述反应完成后，将细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥后再在120℃烘箱中干燥1h，获得共混负载纳米氧化锌的具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料。

采用TGA对所得的高接枝率中负载量细菌纤维素敷料（BC/ZnO）进行分析，结果如图3所示，其无机盐含量达到45.46%。采用原子吸收光谱（AAS）检测Zn元素折算后ZnO含量为45.71%。

实施例6抗菌抑菌对比实验-抑菌圈法

分别取未改性的细菌纤维素膜（BC-0）、低纳米氧化锌负载量的细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 1，负载量为5.31%）和高纳米氧化锌负载量的细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 2，负载量为61.76%）依据GB/T 21510-2008规定的抑菌圈方法进行抗菌抑菌实验，对金黄葡萄球菌的抑菌实验结果如图7所示。从图中可以看出，BC-0没有出现抑菌圈，没有抑菌效果；BC-MA/ZnO 1出现直径稍大于样品直径的抑菌圈，抑菌效果一般；BC-MA/ZnO 2出现明显的抑菌圈，抑菌圈直径达到样品直径的一倍以上，抑菌效果明显。

另外,参照实施例1所述方法,通过对乙酸锌溶液的浓度、细菌纤维素的浸泡时间以及原位反应时间等参数进行调节，分别制作了纳米氧化锌负载量为：6%、9%、12%、30%、65%、70%的一系列敷料，并分别采用抑菌圈法进行抑菌实验，结果显示，当纳米氧化锌负载量超过9%即表现出良好的抑菌效果。同时，通过在SD大鼠上构建外伤模型，然后将不同纳米氧化锌负载量的敷料施用于伤口处，未经改性的细菌纤维素膜作为对照。结果显示：与未经改性的细菌纤维素膜相比，负载了纳米氧化锌的敷料具有明显促进伤口愈合作用，各实验组的伤口愈合时间均显著短于对照组，且随着纳米氧化锌负载量的增加，伤口愈合逐渐加快，促进伤口愈合作用更加明显。

实施例7抗菌抑菌对比实验-振荡法

分别取未改性的细菌纤维素膜（BC-0）、共混负载纳米氧化锌的细菌纤维素敷料（BC/ZnO，负载量为45.71%）和改性负载纳米氧化锌的细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 1，负载量为45.06%）依据GB/T 21510-2008规定的振荡法进行抗菌抑菌实验，大肠杆菌的密度为1×10⁴ CFU/mL，金黄葡萄球菌的密度为0.4×10⁴ CFU/mL，两者的抑菌率如图8所示。从图中可以看出，未改性的细菌纤维素膜不具有抑菌作用，而负载了相近含量纳米氧化锌的细菌纤维素表现出良好的抑菌率，而细菌纤维素是否经过改性对促进伤口愈合作用没有明显影响。

实施例8 纳米氧化锌负载稳定性对比实验

分别取共混负载纳米氧化锌的细菌纤维素敷料（BC/ZnO，负载量为45.71%）和不同接枝率的改性负载纳米氧化锌的细菌纤维素敷料（BC-MA/ZnO 1，中接枝率，负载量为45.06%；BC-MA/ZnO 2，高接枝率，负载量为61.76%），按照GB 16886.12-2005规定的比例加入到PBS缓冲液中，进行高压蒸汽灭菌（121℃，30min）；灭菌后取少量液体溶液进行Zn的元素含量测定，并折算出高压蒸汽灭菌过程中细菌纤维素膜中氧化锌的释放比例，评价其负载稳定性，结果如图9所示。从图中可以看出，经过化学改性以后，从细菌纤维素膜中释放的纳米氧化锌比例大幅度降低，仅为共混负载方式的1.2%-30%，可见化学改性方法大幅提高了负载的纳米氧化锌的结合稳定性。

随后，将灭菌后的各细菌纤维素样品浸泡于新鲜的PBS缓冲液中，于37℃条件下保持振荡，分别于12h和36h取样测定Zn元素含量，并以此推算出浸提过程中细菌纤维素膜中氧化锌的释放比例，评价其负载稳定性，结果如图10所示。从图中可以看出，经化学改性后的细菌纤维素负载的纳米氧化锌在浸提条件下更不容易释放，中度接枝率的样品中释放的ZnO约为未改性的样品中释放的50%，而高度接枝率的样品中释放仅为15%左右；浸提时间从12h延长至36h，共混负载的样品中ZnO释放增加了60%左右，而经中度和高度改性的样品中，随着浸提时间的延长，样品中释放的ZnO仅稍有增加，也进一步说明了改性对负载氧化锌的结合稳定性有明显帮助。

以上所述仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料的制备方法，其特征在于，所述具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料包括细菌纤维素和纳米氧化锌，所述纳米氧化锌通过原位反应的方式负载到所述细菌纤维素上，所述制备方法具体为：将细菌纤维素经适度溶胀、化学改性及负载纳米氧化锌原位反应后，产物经清洗、干燥后获得具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料；

所述的适度溶胀具体包括：

将干燥的细菌纤维素或细菌纤维素膜置于溶胀体系中，并在室温~80℃下浸泡或搅拌2~12小时至适度均匀溶胀；所述溶胀体系是含7-11wt% LiCl的LiCl/DMAc（氯化锂/二甲基乙酰胺）溶液体系或DMSO/TEAC（二甲基亚砜/四乙基氯化铵）溶液体系或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（[AMIM]Cl）或1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）中的一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素和纳米氧化锌之间通过羧酸基团进行连接。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述敷料呈薄膜状。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述敷料中纳米氧化锌的含量可控。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述细菌纤维素敷料中，纳米氧化锌的质量百分含量为5~70%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的化学改性具体包括以下步骤：

1）将酸酐于搅拌条件下加入到溶胀的细菌纤维素体系中，酸酐的摩尔数是细菌纤维素中可反应羟基摩尔数的0.5-50倍，所述的酸酐是顺丁烯二酸酐或柠康酸酐或顺-3-羧基戊烯二酸酐、丁二酸酐或戊二酸酐中的至少一种；

2）向上述步骤1）所得的反应液中加入摩尔数占细菌纤维素中可反应羟基摩尔数0-20%的催化剂，所述的催化剂是吡啶、2-氨基吡啶、4-(二甲氨基)吡啶（DMAP）中的一种；

3）在30-100℃下反应2-8 h后，将反应后的细菌纤维素或细菌纤维素膜转移至清洗剂中充分清洗，所述的清洗剂是乙醇、甲醇、异丙醇中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的负载纳米氧化锌原位反应具体包括以下步骤：

1）将化学改性后的细菌纤维素或细菌纤维素膜加入到适量含有0.005 mol/L - 0.20mol/L乙酸锌的甲醇或乙醇溶液中进行负载纳米氧化锌的原位反应，在30-80℃下充分搅拌0.5-3 h；

2）向上述步骤1）的溶液中加入含有0.01mol/L -0.40 mol/L氢氧化钠的等体积甲醇或乙醇溶液中，在30-80℃下充分搅拌反应1-5 h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述清洗干燥步骤具体为：将原位反应后的细菌纤维素或细菌纤维素膜取出，用去离子水充分清洗，经冷冻干燥获得海绵状敷料或海绵状薄膜后，再在80-120℃烘箱中干燥1-4 h，经灭菌处理后获得具有抗菌抑菌作用的细菌纤维素敷料。