CN107281541A - 一种医用温敏性水凝胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医用温敏性水凝胶的制备方法，以羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠和硝酸银为原料，经溶解，混合，加入抗坏血酸水溶液、戊二醛，采用微波辐射的方法得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。本发明所得医用温敏性水凝胶具有较好的抑菌作用，抗菌谱广、无细胞毒性，高效低毒；均匀喷洒后可在创伤表面形成一层凝胶薄膜，抑菌作用持久、透气性和吸湿性良好，具有促进创面愈合、止血、止痛、抗炎杀菌的作用，可用于烧伤、烫伤、创伤等大面积不规则创伤，也可用于褥疮、皮肤溃疡、手足癣、女性阴道炎、宫颈炎、宫颈糜烂等其他皮肤炎症。
Description
技术领域
本发明涉及医药材料领域，特别是涉及一种医用温敏性水凝胶的制备方法。
背景技术
羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，有许多特性，如抗菌性强，具有保鲜作用，是一种两性聚电解质等。在化妆品、保鲜、医药等方面有多种应用，也是近年来研究得较多的壳聚糖衍生物之一。银离子在早期就由于其优异的抗菌杀菌性能被人们所广泛关注，其在医药材料和抗菌材料等领域具有广阔的应用前景。用低浓度银离子处理后的细胞没有明显的细胞聚集、细胞变形、细胞溶解等的变化，由此可见少量的银离子对人体没有明显的伤害作用，同时银具有很好的杀菌作用。纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型抗菌产品，比Ag+具有更稳定的物理化学特性，纳米银由于量子效应、小尺寸效应，不易产生耐药性，纳米银抗菌作用机制：剂量依赖性促进细菌凋亡，加速伤口的愈合，在医药材料和抗菌材料等领域具有广阔的应用前景。
温度敏感型水凝胶是指随着外界温度的变化而产生刺激响应性的智能材料。温度敏感型水凝胶结构中具有一定比例的亲水和疏水基团，温度的变化可以影响这些基团的疏水作用和大分子链间的氢键作用，从而影响其形态变化。最常见的温敏性水凝胶是聚Ｎ－异丙基丙烯酰胺水凝胶，这种水凝胶的体系内既有疏水基团又有亲水基团，这些基团可以在分子内与水分子作用，在分子外也与水分子发生作用。与合成高分子相比，天然高分子凝胶具有低毒性、生物相容性和可降解性等优点。
申请公布号CN 105037820 A（申请号201510412714.8）的中国专利文献公开了一种可在低于37℃条件下形成凝胶的壳聚糖/氧化石墨烯/R-甘油磷酸二钠温敏水凝胶，通过流变测试研究了壳聚糖浓度、R-甘油磷酸二钠浓度以及氧化石墨烯浓度对壳聚糖水凝胶成胶温度和成胶时间的影响。申请公布号CN 105288700 A（申请号201510847097.4）的中国专利文献公开了一种医用温敏性水凝胶敷料及其制备方法，医用温敏性水凝胶敷料，包括以下重量百分数的原料组分：2-3%壳聚糖，6-9%羟丙基甲基纤维素、50-60%甘油、1-2%醋酸、0.5-1%碳酸钠、余量为水。申请公布号CN 104984401 A（申请号201510434128.3）的中国专利文献公开了一种温敏水凝胶/磷酸三钙材料的制备方法，该方法步骤流程包括将温敏水凝胶在低温下溶解、按一定比例加入磷酸三钙粉体、混合材料随意塑形成任何想要的形状。
目前，以羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和海藻酸钠等为原料，制备含有纳米银的医用温敏性水凝胶的制备方法及应用未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种医用温敏性水凝胶的制备方法。本发明所得医用温敏性水凝胶具有较好的抑菌作用，抗菌谱广、无细胞毒性，高效低毒；均匀喷洒后可在创伤表面形成一层凝胶薄膜，抑菌作用持久、透气性和吸湿性良好，具有促进创面愈合、止血、止痛、抗炎杀菌的作用，可用于烧伤、烫伤、创伤等大面积不规则创伤，迅速止血、止痛，且预防感染，促进创面愈合，也可用于褥疮、皮肤溃疡、手足癣、女性阴道炎、宫颈炎、宫颈糜烂等其他皮肤炎症。
上述医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/6-1/2，加水，配制成质量分数为4-8%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置3-5小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/10-1/5，加水溶解，配制成质量分数为2%-5%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/50-1/40，加水，配制成质量浓度为0.01%-0.8%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应2-4小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2%-5%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射40-60s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
优选在于步骤（1），羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/5-1/3。
优选在于步骤（1），配制成质量分数为5-7%的聚乙烯醇溶液。
优选在于步骤（2），静置3.5-4.5小时。
优选在于步骤（2），海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/9-1/6。
优选在于步骤（3），硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/48-1/44。
优选在于步骤（3），配制成质量浓度为0.05%-0.4%的硝酸银水溶液。
优选在于步骤（4），继续搅拌反应2.5-3.5小时。
优选在于步骤（6），戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2.5%-4.5%。
优选在于步骤（6），辐射45-55s。
更加优选的，步骤（1）羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/4。
更加优选的，步骤（1）配制成质量分数为6%的聚乙烯醇溶液。
更加优选的，步骤（2）静置4小时。
更加优选的，步骤（2）海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/8。
更加优选的，步骤（3）硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/46。
更加优选的，步骤（3）配制成质量浓度为0.12%的硝酸银水溶液。
更加优选的，步骤（4）继续搅拌反应3小时。
更加优选的，步骤（6）戊二醛的量为聚乙烯醇质量的4%。
更加优选的，步骤（6）辐射50s。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
实施例1一种医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/6，加水，配制成质量分数为4%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置3小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/10，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/50，加水，配制成质量浓度为0.01%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应2小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射40s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
实施例2一种医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/2，加水，配制成质量分数为8%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置5小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/5，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/40，加水，配制成质量浓度为0.8%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应4小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的5%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射60s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
实施例3一种医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/5，加水，配制成质量分数为5%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置3.5小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/9，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/48，加水，配制成质量浓度为0.05%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应2.5小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2.5%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射45s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
实施例4一种医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/3，加水，配制成质量分数为7%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置4.5小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/6，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/44，加水，配制成质量浓度为0.4%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应3.5小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的4.5%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射55s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
实施例5一种医用温敏性水凝胶的制备方法是：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/4，加水，配制成质量分数为6%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置4小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/8，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/46，加水，配制成质量浓度为0.12%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的4%，放入微波功率150W的微波炉中，辐射50s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
试验例1 本发明所得医用温敏性水凝胶的抑菌作用研究
细菌：革兰氏染色阳性菌（G+）：金黄色葡萄球菌临床菌（聊城市中医医院提供）、金黄色葡萄球菌标准菌株ATCC25923（聊城市人民医院提供）。
革兰氏染色阴性菌（Ｇ－）：大肠杆菌临床菌株、肺炎克雷伯菌临床菌株、阴沟肠杆菌临床菌株、肺炎链球菌临床菌株、铜绿假单胞菌临床菌株（均由聊城市中医医院提供）；大肠杆菌标准菌株ATCC25922、铜绿假单胞菌标准菌株ATCC27853、流感嗜血杆菌临床菌株（均由聊城市人民医院提供）。
真菌：白色念珠菌、光滑念珠菌、克柔念珠菌（均由聊城市中医医院提供）。
将保存的各菌种分别进行活化培养，长出单菌落后，用接种环挑取少许菌体于装有9mL无菌生理盐水的试管内，振荡均匀，分别制备107 cfu/mL的悬浮液。在无菌条件下，在90mm的培养皿中加适量的培养基，凝固后加100微升菌液，涂布均匀，静置20-30min。将制备的温敏水凝胶样品分别做成直径为0.4cm的圆形，放置在固体培养基上，同一培养皿上依次放置本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5，重复6次，在37℃的恒温培养箱中培养24h；观察样品与培养基的接触面有无细菌生长，并测量抑菌圈的大小，采用SPSSv11.5软件统计分析，数据以均数±标准差（x±S）表示。
各样品对3种真菌的抑菌作用
将保存的各菌种分别进行活化培养，分别制备浓度为1×106cfu/mL的菌液，其它操作同上，37℃的恒温培养箱中培养48h，观察样品与培养基的接触面有无细菌生长，测量抑菌圈的大小。采用SPSS软件统计分析，计量资料以均数±标准差（x±S）表示。
含纳米银温敏水凝胶对对10种细菌：大肠杆菌临床菌株及其标准菌株ATCC25922、金黄色葡萄球菌临床菌株及其标准菌株ATCC25923、铜绿假单胞菌临床菌株及其标准菌株ATCC27853、阴沟肠杆菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、产酸克雷伯菌抑菌圈直径见表1。
表1：本发明所得产品对10种细菌的接触抑菌抑菌圈直径（单位：cm；样品直径0.4cm）
由表1可以看出，本发明所得产品对实验所用10种细菌的接触抑菌实验结果表明：本发明所得产品具有较好的接触抑菌作用，样品与培养基的接触面均无细菌生长。
本发明所得产品对三种真菌：白色念珠菌、光滑念珠菌、克柔念珠菌的接触抑菌抑菌圈直径见表2。
表2：各样品对三种真菌的接触抑菌抑菌圈直径（单位：cm；样品直径0.4cm）
由表2可以看出，本发明所得产品对实验所用三种真菌均具有较好的接触抑菌作用，凝胶样品与培养基的接触面均无真菌生长。本发明所得产品对白色念珠菌的的抑菌作用最明显，其次是光滑念珠菌，对克柔念珠菌的抑菌作用明显弱于前两种真菌。
实验结果显示：本发明所得产品对以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌，对以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌，对以白色念珠菌为代表的真菌，均具有较好的接触抑菌作用。金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌是外科、皮肤、及妇科感染(如阴道炎、宫颈炎、宫颈糜烂、褥疮、皮肤溃疡、烧伤、烫伤、创伤、皮肤炎症、手足癣)常见致病菌种。
最后应说明的是，实施例只是本发明最优的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇混合，羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/6-1/2，加水，配制成质量分数为4-8%的聚乙烯醇溶液，完全溶解后，静置3-5小时；
（2）取海藻酸钠，海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/10-1/5，加水溶解，配制成质量分数为3%的海藻酸钠溶液；
（3）取硝酸银，硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/50-1/40，加水，配制成质量浓度为0.01%-0.8%的硝酸银水溶液；
（4）将步骤（1）和步骤（2）所得混合，在剧烈搅拌下，向混合溶液中逐滴缓慢加入步骤（3）所得硝酸银水溶液，滴加完成后，继续搅拌反应2-4小时；
（5）在剧烈搅拌下，向步骤（4）所得物中逐滴加入质量分数为0.005%的抗坏血酸水溶液，抗坏血酸的质量与硝酸银的质量相同，滴加完成后，继续搅拌反应3小时；
（6）向步骤（5）所得物中加入戊二醛，戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2%-5%,放入微波功率150W的微波炉中，辐射40-60s，得粗凝胶，将粗凝胶用稀醋酸和水洗涤，40℃下真空干燥至恒重，即得。
2.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/5-1/3（优选羧甲基壳聚糖的量为聚乙烯醇质量的1/4）。
3.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）配制成质量分数为5-7%的聚乙烯醇溶液（优选配制成质量分数为6%的聚乙烯醇溶液）。
4.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）静置3.5-4.5小时（优选静置4小时）。
5.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/9-1/6（优选海藻酸钠的量为聚乙烯醇质量的1/8）。
6.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/48-1/44（优选硝酸银的量为聚乙烯醇质量的1/46）。
7.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）配制成质量浓度为0.05%-0.4%的硝酸银水溶液（优选配制成质量浓度为0.12%的硝酸银水溶液）。
8.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（4）继续搅拌反应2.5-3.5小时（优选继续搅拌反应3小时）。
9.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（6）戊二醛的量为聚乙烯醇质量的2.5%-4.5%（优选戊二醛的量为聚乙烯醇质量的4%）。
10.如权利要求1所述的医用温敏性水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（6）辐射45-55s（优选辐射50s）。
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