CN109251509A - 一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法 - Google Patents

一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种填充抗菌微胶囊‑埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，将聚氨酯溶液和纳米丝素蛋白溶液混合，充分搅拌反应，滴加硝酸银溶液反应，将产物用大体积的水析出，过滤，用大量的水搅拌洗涤，干燥后，与五倍子‑海藻酸钠‑壳聚糖抗菌微胶囊、负载防污剂的埃洛石纳米管混合均匀，制得抗菌复合材料。以天然高分子抗菌性材料海藻酸钠和壳聚糖为壁材，以具有抗菌、解毒作用的中草药五倍子提取物为芯材，通过使用锐孔造粒法制备出外观形貌良好且包覆率高的抗菌微胶囊；抗菌微胶囊的表面粗糙度高，造成微胶囊表面较为粗糙的孔洞结构有利于芯材五倍子药物的对外释放。

Description

一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯 抗菌抗污复合材料的方法
技术领域
本发明属于医疗器械材料技术领域，具体涉及一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法。
背景技术
微生物与人类的活动密切相关，在有人类的地方就会有微生物的活动。它是一把双刃剑，在给人类活动带来利益的同时也带来严重的破坏。从古代的银铜器到近代人工合成的有机抗菌材料和无机抗菌材料，对于有害微生物-细菌的防治与灭杀一直是人类活动卫生保健方面的工作要点。目前我国抗菌制品涉及到家电、建材、纺织、轻工、医疗、航空等多个行业，具体产品有抗菌冰箱、抗菌涂料、抗菌涂层服装、抗菌导管等千余种。
院内感染是目前临床上急需解决的突出问题。目前，临床上使用的大多数医疗器械、导管等人工生物材料原料如聚氨酯、硅橡胶、天然胶乳等本身不具备抗菌性，微生物极易附着在其表面生长，成为院内感染的主要根源。研究表明，无论是长期留置或是短期接触人体的人工生物材料，都容易引起各种各样的细菌感染。研究和开发出具有优异抗菌性能的生物医用材料意义重大。
聚氨酯具有优异的物理机械性能和相对良好的血液相容性，因此被广泛应用
于医疗器械，如导管、心脏辅助装置、人工心脏、心血管生物材料、血液透析设备，中心静脉导管、静脉注射袋等等。但是在一些聚氨酯植入人体后发现微观血栓和微栓子，因此聚氨酯的血液相容性无法满足长期植入人体的要求。所以必须对聚氨酯生物医用设备进行表面修饰，来提高它们的血液相容性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，依照该方法制作的聚氨酯复合材料具有优异的抗菌抗污性能，可应用于医疗器械。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊的制备：
将6-8份海藻酸钠加入到去离子水中，磁力搅拌均匀，加入1-2份五倍子提取物，继续搅拌均匀，得到溶液A；向去离子水中加入冰醋酸溶液搅拌均匀，加入7-9份氯化钙搅拌溶解均匀，加入4-7份壳聚糖继续搅拌均匀，得到溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，继续搅拌，加入2-3份戊二醛溶液，待微胶囊成形，过滤，烘干得到五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊；
（2）埃洛石纳米管负载防污剂的制备：
向2-4份防污剂中加入去离子水，制成浓度为5%的防污剂水溶液，加入6-9份埃洛石纳米管混合均匀，抽真空30-35min，去真空保持10-15min，反复2-3次，离心分离，水洗后、在60-65℃下干燥，研磨得负载防污剂的埃洛石纳米管；
（3）聚氨酯抗菌复合材料的制备：
将聚氨酯溶液和纳米丝素蛋白溶液混合，在55-60℃充分搅拌反应2-4h，滴加硝酸银溶液反应3-5h，将产物用大体积的水析出，过滤，用大量的水搅拌洗涤，干燥后，与(1)、(2)中所得物料混合均匀，制得抗菌复合材料。
进一步的，步骤（1）中氯化钙质量分数为4-5%、海藻酸钠质量分数为1-2%、壳聚糖质量分数为0.1-0.2%。
进一步的，步骤（2）中防污剂为4,N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺。
进一步的，步骤（3）中将30-40份纳米丝素蛋白、70-90份聚氨酯、1-2份硝酸银分别溶解于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，制成浓度为2-4%的纳米丝素蛋白溶液、浓度为7-8%的聚氨酯溶液和浓度为0.1-0.2%的硝酸银溶液。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）以天然高分子抗菌性材料海藻酸钠和壳聚糖为壁材，以具有抗菌、解毒作用的中草药五倍子提取物为芯材，通过使用锐孔造粒法制备出外观形貌良好且包覆率高的抗菌微胶囊；抗菌微胶囊的表面粗糙度高，造成微胶囊表面较为粗糙的孔洞结构有利于芯材五倍子药物的对外释放。
（2）利用负载了防污剂4,N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺的埃洛石纳米管作为填料，与聚氨酯共混制备出具有抗污性能的复合材料；将防污剂负载到埃洛石管腔内可延长防污剂在聚合物基体中的释放时间，埃洛石纳米管负载可实现防污剂的可控缓释，延长复合材料的防污作用。
（3）在同一溶剂DMF中，将纳米丝素蛋白与聚氨酯按照配比共混，充分反应后，向其中滴加硝酸银，体系中的丝素能将Ag+还原成纳米银而固定于材料中，除去溶剂干燥后得载银丝素-聚氨酯复合材料；与五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊、负载防污剂的埃洛石纳米管混合均匀，得到聚氨酯抗菌抗污复合材料，可应用于医疗器械。
具体实施方式
实施例1
一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊的制备：
将6份海藻酸钠加入到去离子水中，磁力搅拌均匀，加入1份五倍子提取物，继续搅拌均匀，得到溶液A；向去离子水中加入冰醋酸溶液搅拌均匀，加入7份氯化钙搅拌溶解均匀，加入4份壳聚糖继续搅拌均匀，得到溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，继续搅拌，加入2份戊二醛溶液，待微胶囊成形，过滤，烘干得到五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊；
（2）埃洛石纳米管负载防污剂的制备：
向2份防污剂中加入去离子水，制成浓度为5%的防污剂水溶液，加入6份埃洛石纳米管混合均匀，抽真空30min，去真空保持10min，反复2次，离心分离，水洗后、在60-65℃下干燥，研磨得负载防污剂的埃洛石纳米管；
（3）聚氨酯抗菌复合材料的制备：
将聚氨酯溶液和纳米丝素蛋白溶液混合，在55-60℃充分搅拌反应2h，滴加硝酸银溶液反应3h，将产物用大体积的水析出，过滤，用大量的水搅拌洗涤，干燥后，与(1)、(2)中所得物料混合均匀，制得抗菌复合材料。
进一步的，步骤（1）中氯化钙质量分数为4%、海藻酸钠质量分数为1%、壳聚糖质量分数为0.1%。
进一步的，步骤（2）中防污剂为4,N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺。
进一步的，步骤（3）中将30份纳米丝素蛋白、70份聚氨酯、1份硝酸银分别溶解于溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，制成浓度为2%的纳米丝素蛋白溶液、浓度为7%的聚氨酯溶液和浓度为0.1%的硝酸银溶液。
实施例2
一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊的制备：
将8份海藻酸钠加入到去离子水中，磁力搅拌均匀，加入2份五倍子提取物，继续搅拌均匀，得到溶液A；向去离子水中加入冰醋酸溶液搅拌均匀，加入9份氯化钙搅拌溶解均匀，加入7份壳聚糖继续搅拌均匀，得到溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，继续搅拌，加入3份戊二醛溶液，待微胶囊成形，过滤，烘干得到五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊；
（2）埃洛石纳米管负载防污剂的制备：
向4份防污剂中加入去离子水，制成浓度为5%的防污剂水溶液，加入9份埃洛石纳米管混合均匀，抽真空35min，去真空保持15min，反复3次，离心分离，水洗后、在60-65℃下干燥，研磨得负载防污剂的埃洛石纳米管；
（3）聚氨酯抗菌复合材料的制备：
将聚氨酯溶液和纳米丝素蛋白溶液混合，在55-60℃充分搅拌反应4h，滴加硝酸银溶液反应5h，将产物用大体积的水析出，过滤，用大量的水搅拌洗涤，干燥后，与(1)、(2)中所得物料混合均匀，制得抗菌复合材料。
进一步的，步骤（1）中氯化钙质量分数为5%、海藻酸钠质量分数为2%、壳聚糖质量分数为0.2%。
进一步的，步骤（2）中防污剂为4,N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺。
进一步的，步骤（3）中将40份纳米丝素蛋白、90份聚氨酯、2份硝酸银分别溶解于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，制成浓度为4%的纳米丝素蛋白溶液、浓度为8%的聚氨酯溶液和浓度为0.2%的硝酸银溶液。
按照本发明方法制作的聚氨酯复合材料具有优异的抗菌抗污性能，可应用于医疗器械；将聚氨酯复合材料制成复合膜，该复合膜的溶血率低于5%，并且具备一定的抗凝血效果，血小板消耗率均低于40%，符合与生物医用材料的使用要求。

Claims (4)

1.一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊的制备：
将6-8份海藻酸钠加入到去离子水中，磁力搅拌均匀，加入1-2份五倍子提取物，继续搅拌均匀，得到溶液A；向去离子水中加入冰醋酸溶液搅拌均匀，加入7-9份氯化钙搅拌溶解均匀，加入4-7份壳聚糖继续搅拌均匀，得到溶液B；
将溶液A滴加到溶液B中，继续搅拌，加入2-3份戊二醛溶液，待微胶囊成形，过滤，烘干得到五倍子-海藻酸钠-壳聚糖抗菌微胶囊；
（2）埃洛石纳米管负载防污剂的制备：
向2-4份防污剂中加入去离子水，制成浓度为5%的防污剂水溶液，加入6-9份埃洛石纳米管混合均匀，抽真空30-35min，去真空保持10-15min，反复2-3次，离心分离，水洗后、在60-65℃下干燥，研磨得负载防污剂的埃洛石纳米管；
（3）聚氨酯抗菌复合材料的制备：
将聚氨酯溶液和纳米丝素蛋白溶液混合，在55-60℃充分搅拌反应2-4h，滴加硝酸银溶液反应3-5h，将产物用大体积的水析出，过滤，用大量的水搅拌洗涤，干燥后，与(1)、(2)中所得物料混合均匀，制得抗菌复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，步骤（1）中氯化钙质量分数为4-5%、海藻酸钠质量分数为1-2%、壳聚糖质量分数为0.1-0.2%。
3.根据权利要求1所述的一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，步骤（2）中防污剂为4,N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的一种填充抗菌微胶囊-埃洛石纳米管负载防污剂制备聚氨酯抗菌抗污复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中将30-40份纳米丝素蛋白、70-90份聚氨酯、1-2份硝酸银分别溶解于溶剂N，N-二甲基甲酰胺中，制成浓度为2-4%的纳米丝素蛋白溶液、浓度为7-8%的聚氨酯溶液和浓度为0.1-0.2%的硝酸银溶液。
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