CN109851844B - 一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法及应用。本发明将多醛基氧化海藻酸钠通过席夫碱反应，与氨基糖苷类抗生素药物进行固相原位接枝和交联，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。该改性抗菌海藻酸钙海绵具有良好的生物相容性、生物可降解性、高效抗菌和无毒等特性，且其柔韧性和吸湿性俱佳，可有效抑制伤口细菌感染，促进组织修复，加速伤口愈合。另外，该改性抗菌海藻酸钙海绵的原料来源丰富，制备工艺简单，生产成本低，使用方便。因此，该改性抗菌海藻酸钙海绵可作为一种新的创面抗菌消炎敷料，是市售创面敷料的理想替代品，在生物医用材料领域具有广泛的应用前景。

Description

一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法及应用

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，更具体地，涉及一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法及应用。

背景技术

创面敷料是用以覆盖疮、伤口或其他损害并起到暂时保护伤口、防止污染、促进愈合的一种医疗产品。传统敷料通常采用干纱布和油纱，干纱布和油纱虽有保湿和物理隔离细菌的作用，但其设计存在较多缺陷，例如：不能用于感染性伤口，对伤口愈合没有促进作用，渗液管理能力差，粘连伤口，且更换敷料后疼痛等。针对传统敷料的上述缺陷，英国Winter 教授于1962年首次提出了湿性疗法的理论，并证实了与暴露于空气中的干燥伤口环境相比，湿润且具有通透性的创伤敷料能够促进上皮的形成，加速伤口的愈合。此后，人们开始研究并逐渐开发了一系列湿性敷料。

海藻酸钠（SA）是一种天然可降解的生物材料，因其良好的生物相容性、成膜性、吸湿性和离子交联凝胶性能而广泛应用于生物医学领域。且由于海藻酸钠为水溶性多糖，在和受损皮肤接触时，可吸附大量的渗出液，保持创面干燥，从而促进受损组织的修复，将海藻酸钠制成海绵用于创面修复，有助于提高海藻酸钠材料的性能、扩展其应用领域。但是，受损皮肤往往伴随有炎症，而海藻酸钠本身不具有抗菌活性，因此，开发出一种本身具有抗菌性能的改性海藻酸钠海绵敷料极其重要。

现存的化学改性方法主要是液相反应，Emine Erdogan Ozseker与其合作者在液相反应基础上，通过酰胺偶联反应把广谱抗菌药四环素接枝到海藻酸钠分子链上，所得海藻酸钠衍生物具有良好的广谱抗菌活性。Guler等将海藻酸盐的游离羧酸基团激活后，与半合成青霉素羟氨苄青霉素在液相反应条件下发生酰胺偶联反应，从而实现其共价固定在海藻酸盐上，研究发现所得产物具有良好的广谱抗菌活性。另外，现有技术中申请号为CN201310165016.3的专利申请公开了：在液相反应条件下，将纳米银粒子、海藻酸钠和高分子互穿网络膜混合制备抗菌医用敷料的方法，此方法制备的含纳米银的海藻酸钠基抗菌医用敷料具有较好的抗菌性能。以上方法都获得了抗菌性能显著提高的海藻酸钠基衍生物，但其化学改性存在较多弊端，例如：溶剂（如水和丙酮等）消耗量大，后处理透析纯化过程缓慢，不利于实际生产，且液相化学改性具有反应效率低、纯化耗时等不经济性。因此，亟需一种经济性能良好、抗菌效果理想的创面敷料。

妥布霉素（Tobramycin）是一种广谱的氨基糖苷类抗生素，通过抑制细菌蛋白质合成达到抗菌效果，能用于治疗多种细菌感染，尤其是革兰氏阴性菌引起的感染，其主要给药途径为肌注或静脉滴注，但时有不良反应的报道，如出现耳中毒、肾中毒、血尿，甚至过敏性休克后导致死亡等。因此，怎样有效改善氨基糖苷类抗生素的副作用及毒性，同时提高其有效作用时间和抗菌功效，是当前抗生素应用中的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有海绵敷料抗菌效果不理想及液相化学改性不经济性等问题，提供一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法。

本发明的另一目的是提供所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法，将多醛基氧化海藻酸钠通过席夫碱反应，与氨基糖苷类抗生素药物进行固相原位接枝和交联，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

本发明通过固相原位接枝和交联，可以成功制备得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵，该海绵具有优异的柔韧性、吸水性、生物相容性、生物可降解性以及高效抗菌性能，克服了现有液相反应中溶剂消耗量大、反应效率低、纯化耗时等不足，可作为一种新的创面抗菌消炎敷料，抑制细菌感染，促进组织修复，加速伤口愈合。

优选地，所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法，包括如下步骤：

S1. 向多醛基氧化海藻酸钠溶液中加入塑化剂，混合均匀后，冷冻干燥，得到成形的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S2. 将初级海绵浸泡于氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中，进行席夫碱反应，得到原位接枝改性海绵；

S3. 将原位接枝改性海绵浸泡于固化剂溶液中，振荡反应，冷冻干燥，即可得到所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

优选地，所述多醛基氧化海藻酸钠溶液中氧化海藻酸钠的质量百分含量为4%～8%。

所述多醛基氧化海藻酸钠溶液用蒸馏水配制，以使用的蒸馏水的质量计算，氧化海藻酸钠的质量百分含量为4%～8%。

更优选地，所述多醛基氧化海藻酸钠溶液中氧化海藻酸钠的质量百分含量为6%。

优选地，步骤S1所述塑化剂为甘油、三甘醇、聚乙二醇或丙二醇。

更优选地，步骤S1所述塑化剂为甘油。

优选地，步骤S1所述塑化剂的质量百分含量为0.5%～2%。

所述塑化剂用蒸馏水配制，以使用的蒸馏水的质量计算，塑化剂的质量百分含量为0.5%～2%。

更优选地，步骤S1所述塑化剂的质量百分含量为1%。

优选地，步骤S2所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或丙酮。

更优选地，步骤S2所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中的有机溶剂为乙醇。

优选地，步骤S2所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液用80%有机溶剂-水混合液配制，以使用的有机溶剂-水混合液的质量计算，氨基糖苷类抗生素药物的质量百分含量为0.5%～2%。

更优选地，氨基糖苷类抗生素药物的质量百分含量为1%。

优选地，步骤S3所述固化剂的的质量百分含量为3%～6%。

所述固化剂用无水乙醇配制，以使用的无水乙醇的质量计算，固化剂的质量百分含量为3%～6%。

更优选地，步骤S3所述固化剂的质量百分含量为5%。

更优选地，步骤S3所述固化剂为氯化钙。

优选地，所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中的氨基糖苷类抗生素药物选自妥布霉素、庆大霉素、卡那霉素、奈替米星、阿米卡星、异帕米星、小诺米星或依替米星中的一种或多种。

更优选地，所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中的氨基糖苷类抗生素药物为妥布霉素。

优选地，步骤S2所述席夫碱反应的温度为60～80℃。

更优选地，步骤S2所述席夫碱反应的温度为70℃。

优选地，步骤S2所述席夫碱反应的时间为2～6 h。

优选地，步骤S2所述席夫碱反应的时间为4 h。

优选地，步骤S3所述振荡反应的温度为40～60℃。

更优选地，步骤S3所述振荡反应的温度为50℃。

优选地，步骤S3所述振荡反应的时间为1～4 h。

更优选地，步骤S3所述振荡反应的时间为2 h。

优选地，所述多醛基氧化海藻酸钠是将氧化剂与海藻酸钠溶液混合，避光进行可控氧化反应，加入终止反应剂后，继续避光反应而得到。

优选地，所述可控氧化反应的温度为20～40℃。

更优选地，所述可控氧化反应的温度为30℃。

优选地，所述可控氧化反应的时间为1～4 h。

更优选地，所述可控氧化反应的时间为2 h。

优选地，所述终止反应剂的浓度为0.014～0.028 mol/L。

更优选地，所述终止反应剂的浓度为0.021 mol/L。

优选地，所述终止反应剂为乙二醇、甘油或维生素C。

更优选地，所述终止反应剂为乙二醇。

优选地，所述继续避光反应的时间为5～30 min。

更优选地，所述继续避光反应的时间为15 min。

优选地，所述氧化剂的浓度为0.014～0.028 mol/L。

更优选地，所述氧化剂的浓度为0.021 mol/L。

优选地，所述氧化剂为高碘酸钠或过氧化氢。

更优选地，所述氧化剂为高碘酸钠。

优选地，所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的质量百分含量为1%～2%。

所述海藻酸钠溶液用蒸馏水配制，以使用的蒸馏水的质量计算，海藻酸钠的质量百分含量为1%～2%。

更优选地，所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的质量百分含量为1.5%。

另外，本发明上述方法制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵，及其在作为或制备抗菌、消炎材料中的应用，也在本发明的保护范围之内。

本发明所述多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的厚度大概为1～2 mm，柔韧性良好；该海绵的内部呈片层结构，层层叠叠，且孔洞丰富，呈不规则的多面体形态，孔壁上有孔洞可相互联通，具有较大的比表面积，为后续原位接枝改性提供足够的接枝位点。

本发明所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵外观颜色呈淡黄色，柔韧性和吸湿性俱佳；该海绵的内部呈片层结构，层层叠叠，孔洞丰富，能最大程度地保持多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的完整结构；且具有良好的生物相容性、生物可降解性、高效抗菌和无毒等特性，可作为抗菌、消炎材料。

优选地，所述材料为敷料。

更优选地，所述敷料为创面敷料。所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵作为创面敷料使用时，具有显著的抗菌消炎活性，可抑制细菌感染，促进组织修复和加速伤口愈合。

本发明分别以甘油、三甘醇、聚乙二醇或丙二醇为塑化剂，以氯化钙为固化剂，并以有机溶剂（乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或丙酮）-水混合液为反应溶剂，可以在有效促进氨基糖苷类抗生素药物扩散进入初级海绵孔洞结构的同时，能最大程度地维持海绵的原始结构，阻止海绵孔洞结构的塌陷、黏连和封闭，从而得到柔韧性、硬度和吸湿性俱佳的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供了一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法，采用的是天然高分子材料海藻酸钠，其具有良好的生物相容性、生物可降解性、高效抗菌和无毒等特性，可保证制备的海绵敷料的安全可靠性。

（2）本发明在海洋多糖传统生产工艺基础上实现了对原料的可控氧化改性，提高了原料利用率（降低溶剂如水的消耗）并实现了绿色生产。

（3）本发明采用冷冻干燥技术制备的初级海绵拥有丰富孔隙孔洞结构，比表面积大，在原位（固相）化学反应的过程中，能实现氨基糖苷类抗生素药物与多醛基氧化海藻酸钠的充分接触。

（4）本发明针对液相反应的低效率（浓度低和纯化耗时），通过探索原位（固相）化学改性的方法来提高海洋多糖基海绵敷料的抗菌活性。

（5）本发明将具有高效抗菌性能的氨基糖苷类抗生素药物原位（固相）接枝到海藻酸钠分子链上，对多醛基氧化海藻酸钠初级海绵进行改性，能够有效提高其抗菌性能，从而抑制伤口细菌感染，防止细菌接触创面。

（6）本发明采用一次冷冻干燥成形的技术制备海绵，原料来源丰富，制备工艺简单且耗能低，降低了生产成本，便于海藻酸钙海绵创伤敷料的大规模推广使用。

附图说明

图1是实施例1制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的宏观图。

图2是实施例1制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的扫描电镜（SEM）图。

图3是实施例1制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的宏观图。

图4是实施例1制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的扫描电镜（SEM）图。

图5是原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的元素含量分析图。

图6是原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵中妥布霉素接枝率分析图。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备

S1.取4.5 g海藻酸钠溶解于400 g蒸馏水中制备海藻酸钠溶液，加入2.43 g高碘酸钠混合均匀，避光条件下，于30℃下进行可控氧化反应2 h，然后加入7 g乙二醇，继续避光反应15 min终止氧化反应，将上述混合溶液透析纯化4d后，进行冷冻干燥，得到多醛基氧化海藻酸钠；

S2.取0.6 g多醛基氧化海藻酸钠溶解于10 g蒸馏水中，加入0.1 g甘油混合均匀，置于4℃冰箱中冷却除泡后，分装至模具中，将模具置于-20℃冰箱中预冻6 h，然后置于冷冻干燥机中-40℃下干燥12 h，脱模，得到成形的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S3.将多醛基氧化海藻酸钠初级海绵浸泡于40 g 1%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），于70℃温度条件下进行席夫碱反应4 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵；

S4.将原位接枝改性海绵浸泡于25g 5%的氯化钙溶液中（用无水乙醇溶解），于50℃温度条件下120 rpm振荡反应2 h后，浸泡于无水乙醇中2次（10min/次）以除去未反应的钙离子，冷冻干燥，紫外灯辐射灭菌处理，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

实施例2 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备

S1.取4.5 g海藻酸钠溶解于400 g蒸馏水中制备海藻酸钠溶液，加入1.215 g高碘酸钠混合均匀，避光条件下，于20℃下进行可控氧化反应1 h，然后加入3.5 g乙二醇，继续避光反应5 min终止氧化反应，将上述混合溶液透析纯化4d后，进行冷冻干燥，得到多醛基氧化海藻酸钠；

S2.取0.4 g多醛基氧化海藻酸钠溶解于10 g蒸馏水中，加入0.1 g甘油混合均匀，置于4℃冰箱中冷却除泡后，分装至模具中，将模具置于-20℃冰箱中预冻6 h，然后置于冷冻干燥机中-40℃下干燥12 h，脱模，得到成形的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S3.将多醛基氧化海藻酸钠初级海绵浸泡于40 g 0.5%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），于60℃温度条件下进行席夫碱反应4 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵；

S4.将原位接枝改性海绵浸泡于25 g 3%的氯化钙溶液中（用无水乙醇溶解），于40℃温度条件下120 rpm振荡反应3 h后，浸泡于无水乙醇中2次（10min/次）以除去未反应的钙离子，冷冻干燥，紫外灯辐射灭菌处理，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

实施例3 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备

S1.取6 g海藻酸钠溶解于400 g蒸馏水中制备海藻酸钠溶液，加入1.62 g高碘酸钠混合均匀，避光条件下，于40℃下进行可控氧化反应4 h，然后加入5.25 g乙二醇，继续避光反应30 min终止氧化反应，将上述混合溶液透析纯化4d后，进行冷冻干燥，得到多醛基氧化海藻酸钠；

S2.取0.6 g多醛基氧化海藻酸钠溶解于10 g蒸馏水中，加入0.2g甘油混合均匀，置于4℃冰箱中冷却除泡后，分装至模具中，将模具置于-20℃冰箱中预冻9 h，然后置于冷冻干燥机中-40℃下干燥24 h，脱模，得到成形的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S3.将多醛基氧化海藻酸钠初级海绵浸泡于40 g 1%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），于80℃温度条件下进行席夫碱反应6 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵；

S4.将改性海藻酸钠海绵浸泡于25 g 5%的氯化钙溶液中（用无水乙醇溶解），于60℃温度条件下120 rpm振荡反应1 h后，浸泡于无水乙醇中2次（10min/次）以除去未反应的钙离子，冷冻干燥，紫外灯辐射灭菌处理，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

实施例4 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备

S1.取8 g海藻酸钠溶解于400 g蒸馏水中制备海藻酸钠溶液，加入2.43 g高碘酸钠混合均匀，避光条件下，于40℃下进行可控氧化反应1 h，然后加入7 g乙二醇，继续避光反应20 min终止氧化反应，将上述混合溶液透析纯化4d后，进行冷冻干燥，得到多醛基氧化海藻酸钠；

S2.取0.8 g多醛基氧化海藻酸钠溶解于10 g蒸馏水中，加入0.05 g甘油混合均匀，置于4℃冰箱中冷却除泡后，分装至模具中，将模具置于-20℃冰箱中预冻12 h，然后置于冷冻干燥机中-40℃下干燥36 h，脱模，得到多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S3.将多醛基氧化海藻酸钠初级海绵浸泡于40 g 2%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），于75℃温度条件下进行席夫碱反应5 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵；

S4.将原位接枝改性海绵浸泡于25 g 6%的氯化钙溶液中（用无水乙醇溶解），于55℃温度条件下120 rpm振荡反应4 h后，浸泡于无水乙醇中2次（10min/次）以除去未反应的钙离子，冷冻干燥，紫外灯辐射灭菌处理，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

实施例5 氨基糖苷类抗生素类药物的质量百分含量的优化

将实施例1～4中的任一步骤S2制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵分别浸泡于40 g 0.5%、1%、1.5%和2%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），于70℃温度条件下进行席夫碱反应4 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵。

通过测定原位接枝改性海绵的接枝率，得到妥布霉素的最优质量百分含量为1%。

实施例6 席夫碱反应的温度优化

将实施例1～4任一步骤S2制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵浸泡于40 g1%的妥布霉素溶液中（用80%的乙醇-水混合液溶解），分别于60℃、65℃、70℃、75℃、80℃温度条件下进行席夫碱反应4 h，然后浸泡于无水乙醇中2次（10 min/次），以除去未反应的妥布霉素，得到原位接枝改性海绵。

通过测定原位接枝改性海绵的接枝率，得到席夫碱反应的最优化的反应温度为70℃。

实施例7 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的样品表征

1、以本发明实施例1制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵为例，对多醛基氧化海藻酸钠初级海绵和改性抗菌海藻酸钙海绵进行样品表征。

2、结果

（1）实施例1制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的宏观图如图1所示，可以看出，冷冻干燥成形技术制备的海绵呈白色，其厚度大概为1～2 mm，且柔韧性良好。

（2）实施例1制备得到的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的SEM图如图2所示，可以看出，冷冻干燥成形技术制备的海绵内部呈片层结构，层层叠叠，且孔洞丰富，呈不规则的多面体形态，孔壁上有孔洞可相互联通，具有较大的比表面积，为后续原位接枝改性提供足够的接枝位点。

（3）实施例1制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的宏观图如图3所示，可以看出，改性抗菌海藻酸钙海绵外观颜色呈淡黄色，具有优异的柔韧性，能保持多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的完整结构。

（4）实施例1制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的SEM图如图4所示，可以看出，改性抗菌海藻酸钙海绵内部呈片层结构，层层叠叠，且孔洞丰富，当反应溶剂分别为乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、丙酮时，均能最大程度地保持多醛基氧化海藻酸钠初级海绵的完整结构。

（5）实施例1～4制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的元素分析结果如图5所示，可以看出，经过原位接枝改性的抗菌海藻酸钙海绵中加入了氮元素，改性抗菌海藻酸钙海绵中氮元素的存在证明了妥布霉素的成功接枝，其含量的多少可以反应接枝率的大小。与实施例2、3和4相比，实施例1制备得到的改性抗菌海藻酸钙海绵氮元素含量最大，接枝率最高。

实施例8 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的抑菌性能测试

1、抑菌性能测试试验

采用抑菌圈试验法对以上实施例1～4制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵进行抑菌性能测试。步骤如下：

（1）平板制备：

将琼脂培养基高压灭菌后，冷却至45℃左右，倒入直径为90 mm的无菌玻璃培养皿中，制备成约4 mm厚的平板，放置冷却凝固，备用；

（2）试验接种：

将铜绿假单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别接种到肉汤培养基中，37℃下培养18 h后，取1 mL细菌悬浮液，用无菌生理盐水稀释至 5×10⁵～5×10⁶ CFU/mL，得到细菌混悬液；取100 μL细菌混悬液滴加到平板培养基上，用涂布棒均匀涂布后；以1%的妥布霉素溶液为阳性对照，分别将直径为6 mm的圆形改性抗菌海藻酸钙海绵、未改性的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵敷料轻轻贴附在培养基表面，在37℃恒温培养箱中培养24 h，观察抑菌圈大小。

2、抑菌性能测试实验结果

实施例1～4制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的抑菌性能测试结果如表1所示，未改性的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵对铜绿假单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都没有抑制效果，而对比发现，本发明的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵可有效地抑制铜绿假单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。

表1 改性抗菌海藻酸钙海绵对铜绿假单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用

实施例9 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的元素含量分析

1、元素含量分析试验

采用元素分析仪对以上实施例1～4制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵进行元素含量分析试验。步骤如下：

（1）利用垂直式燃烧管，将待测物质用锡/银舟包裹，置于自动样品供给器上；

（2）利用重力原理，定期加入 1000 ℃左右燃烧管，注入氧气，利用氧化铜等氧化催化剂和锡的助燃使样品燃烧温度高达 1800 ℃，促使样品完全燃烧；

（3）经过铜还原处理后，生成的 CO₂、和N₂混合气体在载气氦气的传送下，经过特殊分离管利用气相色谱原理分离后，再利用热导检测器（TCD）分别测定其含量；

（4）经资料处理机运算，即可自动列记碳、氮的重量百分比。

2、元素含量分析试验结果

本发明制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的元素含量分析结果如图5所示，与未改性的氧化海藻酸钠初级海绵相比，本发明改性抗菌海藻酸钙海绵中加入了氮元素，氮元素来源于妥布霉素，改性抗菌海藻酸钙海绵中氮元素的存在证明了妥布霉素的成功接枝，且其含量的多少可以间接反应接枝率的大小。

另外发现，与实施例2、3和4相比，实施例1制备得到的改性抗菌海藻酸钙海绵氮元素含量最大，接枝率最高；如表1所示，该海绵在抗菌试验中，对铜绿假单胞菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌的抑制效果最好。

实施例10 原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵中妥布霉素接枝率的测定

1、妥布霉素接枝率试验

根据元素分析结果，对原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵妥布霉素的接枝率进行计算，以实施例1制备得到的改性抗菌海藻酸钙海绵为例进行接枝率计算，具体如下：

（1）假设1g改性抗菌海藻酸钙海绵中有Xg妥布霉素，则

其中，14.98%表示妥布霉素中N的含量，2.37%表示改性抗菌海藻酸钙海绵中N的含量；

计算得出X=0.1582 g；

（2）根据上述计算得到实施例1所得改性抗菌海藻酸钙海绵妥布霉素的接枝率为15.82%。

2、妥布霉素接枝率试验结果

根据实施例1～4得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的元素分析结果，计算改性抗菌海藻酸钙海绵中妥布霉素的接枝率，其结果如图6所示。结果对比发现，实施例1制备得到的改性抗菌海藻酸钙海绵的接枝率最高，这与抑菌圈试验结果相符合，因此，实施例1制备的改性抗菌海藻酸钙海绵中妥布霉素含量最高，其抑制铜绿假单胞菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的效果最好。

以上具体实施方式为便于理解本发明而说明的较佳实施例，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵的制备方法，其特征在于，将多醛基氧化海藻酸钠通过席夫碱反应，与氨基糖苷类抗生素药物进行固相原位接枝和交联，得到原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵；

所述的制备方法包括如下步骤：S1.向多醛基氧化海藻酸钠溶液中加入塑化剂，混合均匀后，冷冻干燥，得到成形的多醛基氧化海藻酸钠初级海绵；

S2.将初级海绵浸泡于氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中，进行席夫碱反应，得到原位接枝改性海绵；

S3.将原位接枝改性海绵浸泡于固化剂溶液中，振荡反应，冷冻干燥，即可得到所述原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多醛基氧化海藻酸钠溶液中氧化海藻酸钠的质量百分含量为4％～8％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述塑化剂的质量百分含量为0.5％～2％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述氨基糖苷类抗生素药物-有机溶剂-水混合液中氨基糖苷类抗生素药物的质量百分含量为0.5％～2％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述固化剂的质量百分含量为3％～6％；所述固化剂为氯化钙。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨基糖苷类抗生素药物选自妥布霉素、庆大霉素、卡那霉素、奈替米星、阿米卡星、异帕米星、小诺米星或依替米星中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多醛基氧化海藻酸钠是将氧化剂与海藻酸钠溶液混合，避光进行可控氧化反应，加入终止反应剂后，继续避光反应而得到。

8.权利要求1所述方法制备得到的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵。

9.权利要求8所述的原位接枝改性抗菌海藻酸钙海绵在制备抗菌、消炎材料中的应用。

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