CN107722302A - 一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶由含醛基脂肪族聚酯、重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺和适量的溶剂组成。本发明所述的抗菌水凝胶所制备的抗菌组织工程支架具有较好的弹性模量和溶胀性能，细胞毒性低，生物相容性好，细胞亲和性高，抗菌效果好的优点。

Description

一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机高分子化合物，具体涉及含醛基的脂肪族聚酯，该脂肪族聚酯适用于制备医用的抗菌水凝胶。
背景技术
脂肪族聚酯其主链由脂肪族结构单元通过易水解的酯键连接而成，且主链柔顺，很容易在微生物的作用下,通过酶的催化而发生降解。因此，脂肪族聚酯因其具有良好的生物相容性及生物可降解性，是一类重要的生物医用材料，广泛应用于生物医药领域，如药物缓释、手术缝合线、骨固定材料、组织工程材料等。常用的脂肪族聚酯有聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)、乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)等。目前脂肪族聚酯的合成方法有两种。第一是使用双官能团单体通过缩合制备得到的，例如用二元酸和二元醇缩合聚合得到。第二是采用其酯化合物或内酯化合物为单体，进行开环共聚得到。但是，脂肪族聚酯存在几个较大的缺陷，第一，脂肪族聚酯的亲水性差、生物活性低，对细胞的亲和力和粘附力弱。第二脂肪族聚酯的主链缺乏反应活性位点，限制脂肪族聚酯的应用。
因此，在脂肪族聚酯的主链上引入不饱和双键，将其和含不饱和双键的单体或者预聚物进行UV固化可以得到UV固化聚酯。目前，主要采用缩聚法在脂肪族聚酯中引入不饱和双键，即由不饱和的二元脂肪族酸或二元脂肪族酸酐与不饱和的二元醇缩聚得到。该方法制备的不饱和脂肪族聚酯主链含有不饱和双键，可以和含不饱和双键的单体或者预聚物进行交联固化。邵芬娟等以1,4-反丁烯二酸和一缩二乙二醇(DEG)为原料，采用缩聚法合成端羟基不饱和聚酯，发现该不饱和脂肪族聚酯具有良好的生物降解性能(粘接，2009,12,048)。但是，上述文献所报导的不饱和脂肪族聚酯必须与含不饱和双键的单体在光引发剂作用下才能进行UV固化，并且固化后得到的聚酯pH稳定，酸碱生物降解性能差；此外，其亲水性和抗菌性能都差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶具有良好的亲水性和抗菌性能，而且生物降解性能好。
本发明解决上述问题的技术方案是：
一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶由含醛基脂肪族聚酯、重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺和适量的溶剂组成；其中，
所述的含醛基脂肪族聚酯是化学式(I)所示的结构单元和化学式(II)所示的结构单元按等摩尔比线性无规排列的聚酯，其数均分子量(简称Mn)为1000～5000，分散性指数(简称PDI)为1.82～2.77，
所述的含醛基脂肪族聚酯是将对醛基苯甲酸缩水甘油酯，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和丁二酸酐进行开环共聚得到；其中所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯的化学结构如下式(III)所示：
所述的溶剂是水，或者是体积浓度为10％～60％的乙醇、丙酮或四氢呋喃水溶液。
上述抗菌水凝胶，其中所述的含醛基脂肪族聚酯由以下方法制得：
取丁二酸酐，加入对醛基苯甲酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和邻叔丁基对苯二酚，溶解到适量的混合溶液中，在氮气保护下，90～120℃开环共聚反应3～8h，除去溶剂得到所述的含醛基脂肪族聚酯；其中，
所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的加入量分别为所取丁二酸酐的摩尔量的50％；
所述的邻叔丁基对苯二酚的加入量为所取丁二酸酐的摩尔量的5％；
所述的混合溶液由等体积比的乙酸乙酯和乙酸丁酯组成。
上述抗菌水凝胶中，所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯可以将缩水甘油和4-醛基苯甲酸通过酯化反应得到；其中所述酯化反应是本领域常用的酯化反应，可以采用EDC.HCl/NHS，EDC.HCl/DMAP，DCC/DMAP等酯化反应体系。上述酯化反应的反应式如下式(Ⅳ)所示：
上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备方法是：取含醛基脂肪族聚酯和重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺，加入适量的溶剂溶解并混合合均匀，即得。
本发明所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶的使用方法是，取所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶在37℃下反应30～60min，固化即可得到所需要的医用材料，如组织工程支架等。
本发明所述的抗菌水凝胶是由含有季铵盐的醛基脂肪族聚酯和胱胺组成，其中聚酯侧链上的醛基和胱胺的胺基进行反应形成schiff碱，因此具有较好的弹性模量和溶胀性能的优点。同时，组成抗菌水凝胶的含醛基脂肪族聚酯侧链还含有季铵盐，可获得良好的亲水性和抗菌性能。此外，由于所述的胱胺上有双硫键，可以和半胱氨酸或高半胱氨酸反应而导致双硫键断开，使所得到的抗菌水凝胶具有良好的生物降解性能。本发明所述的抗菌水凝胶具有上述优越的生物性能，显然适用于制备组织工程支架。
具体实施方式
下面用具体实施例来进一步详细描述本发明的制备方法及其效果。
实施例1
(1)对醛基苯甲酸缩水甘油酯的制备
取100mmol4-醛基苯甲酸，100mmol缩水甘油和10mmolN,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)溶解在500mL二氯甲烷中，室温搅拌30min。在0℃下，缓慢加入100mmol1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)，然后在室温下反应过夜。依次用1M盐酸、饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤，除去二氯甲烷得到初产品。初成品利用硅胶柱层析纯化得到淡黄色固体18g(87mmol)。
化合物的表征
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):9.74～9.75(s,1H),7.93～8.04(t,4H)，4.51～4.53(m,1H),4.27～4.28(m,1H),3.22～3.23(m,1H),2.61～2.63(m,1H),2.33～2.34(m,1H)。
13C NMR(200MHz,CDCl3)δ(ppm):189.3,163.6,143.8,138.4,131.5,129.1,67.8,52.5,44.3。
由上述数据可以见，所制备的淡黄色固体为化学式(III)所示的对醛基苯甲酸缩水甘油酯。
(2)含醛基脂肪族聚酯的制备
取丁二酸酐2g(20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯2.06g(10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵1.51g(10mmol)、邻叔丁基对苯二酚66.4mg(0.4mmol)和四丁基溴化铵128mg(0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，110℃开环共聚反应8h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
所得到的含醛基脂肪族聚酯的重均分子量和数均分子量使用Jasco Gulliversystem(PU-980,CO-965,RI-930,and UV-1570)凝胶渗透色谱仪进行测定。配备聚苯乙烯凝胶柱(Shodex columns K804,K805,and J806)，用THF作为洗脱剂，聚苯乙烯作为标准校正，30℃下测定。检测结果为：Mw＝7877，Mn＝3255，PDI＝2.42。
(3)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.5g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到10mL水中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
将制备的抗菌组织工程支架样品(直径d＝10mm，厚度h＝1mm)置于60℃的烘箱中干燥24h，使其充分脱水干燥，测定其重量，然后室温下将其浸泡于去离子水中，待其达到溶胀平衡，用滤纸擦去抗菌组织工程支架表面多余的水分，再次测定其重量，最后计算溶胀率。
采用上述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为226％。
2.弹性模量
将制备的抗菌组织工程支架样品(直径d＝10mm，厚度h＝1mm)在Zwick/Roell2202万能材料试验机(德国Zwick公司)上进行检测，其弹性模量为3209Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
将制备的抗菌组织工程支架放入半胱氨酸浓度为10mM的水溶液中，溶胀12h后取出，室温干燥恒重，称量，溶蚀率按下式计算。以抗菌组织工程支架放入纯水中，溶胀12h后的样品作为对照。
溶蚀率％＝(W0-Wf))/W0*100；其中：W0为溶胀前干燥恒重的凝胶质量(g)，Wf为溶胀实验结束后干燥恒重的凝胶质量(g)。检测结果如下表所示：
半胱氨酸浓度 0 10mM
溶蚀率％ 0 96
由上表可见，所得到的抗菌组织工程支架对氧化还原敏感，具有良好的生物降解性能。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.87mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为13.64mm，显示抗菌组织工程支架具有良好的抗菌效果。
实施例2
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，120℃开环共聚反应8h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝13875,Mn＝5009,PDI＝2.77。
(2)pH和氧化还原敏感抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.25g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到9mL水和1mL四氢呋喃中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为356％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为4932Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测所制备的抗菌组织工程支架在10mM半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.56mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为14.21mm。
实施例3
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，90℃开环共聚反应3h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝1816,Mn＝998,PDI＝1.82。
(2)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.3g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到4mL水和6mL丙酮中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为116％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为1376Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.42mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为16.78mm。
实施例4
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，95℃开环共聚反应5h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝3520,Mn＝1787,PDI＝1.97。
(2)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺1.0g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到5mL水和5mL乙醇中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为267％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为3013Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.99mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为17.34mm。
实施例5
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，115℃开环共聚反应7h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝10048,Mn＝4068,PDI＝2.47。
(2)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.8g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到8mL水和2mL乙醇中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为225％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为4370Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.27mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为14.98mm。
实施例6
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，110℃开环共聚反应8h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝9915,Mn＝3799,PDI＝2.61。
(2)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.7g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到6mL水和6mL丙酮中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为231％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为2368Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为9.19mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为17.88mm。
实施例7
(1)含醛基脂肪族聚酯
取丁二酸酐(2g，20mmol)、对醛基苯甲酸缩水甘油酯(2.06g，10mmol)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(1.51，10mmol)、邻叔丁基对苯二酚(66.4mg，0.4mmol)和四丁基溴化铵(128mg，0.4mmol)，加入到20mL乙酸乙酯：乙酸丁酯＝1:1体积比的混合溶液中，在氮气保护下，110℃开环共聚反应4h，除去溶剂得到含醛基脂肪族聚酯。
采用实施例1同样的方法对所制得的含醛基脂肪族聚酯进行检测，结果为：Mw＝8392,M n＝3780,PDI＝2.22。
(2)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
步骤1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.6g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到6mL水和5mL乙醇中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为239％。
2.弹性模量
依据实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为4570Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌水凝胶在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为9.59mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为16.87mm。
实施例8
(1)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备及其性能
(a)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的配方
实施例1制备的含醛基脂肪族聚酯5g，胱胺0.6g。
(b)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶的制备
将含醛基脂肪族聚酯和胱胺加入到8mL水和4mL四氢呋喃中混合均匀，即得所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶。
(c)pH和氧化还原敏感型抗菌水凝胶性能
为验证本发明所述氧化还原敏感型抗菌水凝胶的性能，首先将上述氧化还原敏感型抗菌水凝胶灌注到组织工程支架的模具中，然后将该模具在37℃下加热30min，脱模后即得到抗菌组织工程支架。
1.溶胀性能
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的溶胀率为261％。
2.弹性模量
按实施例1所述方法进行检测，所制备的抗菌组织工程支架的弹性模量为3986Pa。
3.抗菌组织工程支架的氧化还原敏感性
按实施例1所述方法检测抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中的溶蚀率。结果表明抗菌组织工程支架在10mM高半胱胺酸溶液中，显示较高的溶蚀率。
4.抗菌实验
按照QB/T2591-2003标准，对抗菌组织工程支架进行革兰氏阳性菌-金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌-大肠杆菌的抑菌性能测试。抑菌结果显示大肠杆菌的抑菌直径为8.08mm，金黄色葡萄球菌的抑菌直径为17.01mm。

Claims (3)

1.一种氧化还原敏感型抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶由含醛基脂肪族聚酯、重量为含醛基脂肪族聚酯重量5～20％的胱胺和适量的溶剂组成；其中，
所述的含醛基脂肪族聚酯是由化学式(I)所示的结构单元和化学式(II)所示的结构单元按等摩尔比线性无规排列的聚酯，其数均分子量为1000～5000，分散性指数为1.82～2.77，
所述的含醛基脂肪族聚酯是将对醛基苯甲酸缩水甘油酯，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和丁二酸酐进行开环共聚得到；其中所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯的化学结构如下式(III)所示：
所述的溶剂是水，或者是体积浓度为10％～60％的乙醇、丙酮或四氢呋喃水溶液。
2.权利要求1所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶，其特征在于，所述的含醛基脂肪族聚酯由以下方法制得：
取丁二酸酐，加入对醛基苯甲酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和邻叔丁基对苯二酚，溶解到适量的混合溶液中，在氮气保护下，90～110℃开环共聚反应8h，除去溶剂得到所述的含醛基脂肪族聚酯；其中，
所述的对醛基苯甲酸缩水甘油酯与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的加入量分别为所取丁二酸酐的摩尔量的50％；
所述的邻叔丁基对苯二酚的加入量为所取丁二酸酐的摩尔量的5％；
所述的混合溶液由等体积比的乙酸乙酯和乙酸丁酯组成。
3.权利要求1或2所述的氧化还原敏感型抗菌水凝胶在制备抗菌组织工程支架中的应用。
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