CN110407982A - 一种抗菌水凝胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌水凝胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种抗菌水凝胶材料及其制备方法。所述抗菌水凝胶材料的制备方法包括：A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。本发明先制备功能化的聚乙烯醇，然后，在引发剂的作用下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，从而制得抗菌水凝胶材料。采用本发明的制备方法制备的抗菌水凝胶材料无抗菌剂掺杂，但抗菌效果较优，且抗菌水凝胶材料非常稳定不易降解。

Description

一种抗菌水凝胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种抗菌水凝胶材料及其制备方法。
背景技术
水凝胶是一种三维网状并可以保持一定水量的聚合物材料，具有粘弹性、亲水性、生物相容性以及响应性等特点，可作为药物传递、伤口敷料、组织修复及体内植入材料等广泛应用。
聚乙烯醇(PVA)是一种合成高分子材料，具有水溶性好、毒性低以及生物相容性优良等特点，可用于隐形眼镜、膜材料、软骨修复等方面。然而，作为生物医用材料，单纯的聚乙烯醇没有抗菌、抗粘附、促进细胞增殖等功能。
目前常见的以聚乙烯醇为原料的水凝胶材料大多是将具有特定功能的材料与PVA共混，并通过物理或者化学交联制备。例如，M-Khorasani等人(M.T-Khorasani,A.Joorabloo,A.Moghaddam,H.Shamsi,Z.M.Moghadam.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,114,1203-1215(2018).)利用肝素化的聚乙烯醇和壳聚糖共混并掺杂氧化锌纳米粒子，通过冻融循环制备了水凝胶医用敷料，该水凝胶材料具有良好的生物相容性和机械力学性能，同时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可以达到70％以上。Yang等人(W.Yang,E.Fortunati,F.Bertoglio,J.S.Owczarek,G.Bruni,M.Kozanecki,J.M.Kenny,L.Torre,L.Visai,D.Puglia.Carbohydrate Polymers 181(2018)275-284.)利用聚乙烯醇和壳聚糖共混，并掺杂木质素纳米粒子，通过冻融循环，制备水凝胶材料，该材料可有效减少95％的大肠杆菌和85％的金黄色葡萄球菌，在药物传递、食品包装和伤口敷料等领域有潜在应用。Zhang等人(J.Zhang,W.Xu,Y.Zhang,W.Li,J.Hu,F.zheng,Y.T.Wu.Carbohydrate Polymers 180,175-181(2018).)利用液化甲壳素和聚乙烯醇共混制备水凝胶薄膜，研究发现，当液化甲壳素的含量为25wt％时，膜的力学性能和热稳定性大大提高，同时具有良好的吸水和保水能力，与单纯的聚乙烯醇膜相比，其抗菌能力大大提高，并且掺杂的甲壳素越多，显示的抑菌圈越大。Bhowmick等人(S.Bhowmick,V.Koul.Materials Science and Engineering C 59,109-119(2016))通过冻融循环制备了一种聚乙烯醇/银纳米粒子复合水凝胶贴剂，抑菌圈实验表明，该水凝胶材料可以持久地释放银纳米粒子，从而有效杀灭大肠杆菌和绿脓杆菌，即使材料浸泡在PBS缓冲溶液中96小时后，仍具有明显的抑菌效果。
上述的水凝胶材料均是通过共混掺杂具有抗菌功能的物质从而赋予了材料抗菌特性，这种方法制备的材料属于释放型抗菌材料，一般具有抗菌剂容易泄露、抗菌效果不稳定，以及抗菌有效期短的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抗菌水凝胶材料及其制备方法，采用本发明的制备方法制备的抗菌水凝胶材料无抗菌剂掺杂，但抗菌效果较优，且抗菌水凝胶材料非常稳定不易降解。
本发明提供了一种抗菌水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；
B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。
优选的，所述催化剂包括三乙醇胺。
优选的，所述聚乙烯醇溶液的溶剂包括二甲基亚砜；
所述聚乙烯醇溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。
优选的，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇与甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为0.5～1g：50～100μL；
所述催化剂与所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积比为50～100：50～100。
优选的，步骤A)中，所述反应的温度为85～95℃，所述反应的时间为2～6h。
优选的，所述引发剂包括过硫酸铵和/或四甲基乙二胺。
优选的，所述功能化的聚乙烯醇的水溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。
优选的，所述功能化的聚乙烯醇与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为0.5：0.25～1.5；
所述引发剂与所述功能化的聚乙烯醇的质量比为0.02～0.04：0.5～1。
优选的，步骤A)中，所述共聚交联的温度为-12～-16℃，所述反应的时间为6～12h。
本发明还提供了一种上文所述制备方法制备的抗菌水凝胶材料。
本发明提供了一种抗菌水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。本发明先制备功能化的聚乙烯醇，然后，在引发剂的作用下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，从而制得抗菌水凝胶材料。采用本发明的制备方法制备的抗菌水凝胶材料无抗菌剂掺杂，但抗菌效果较优，且抗菌水凝胶材料非常稳定不易降解。
实验结果表明，本发明制备的抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率不低于90％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率不低于92％。将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在80％以上。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种抗菌水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；
B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。
本发明先在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇。具体的，可以为：在聚乙烯醇溶液中加入催化剂搅拌混合，然后再加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，进行反应，得到功能化的聚乙烯醇。
在本发明的实施例中，所述催化剂包括三乙醇胺。
在本发明的某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液的溶剂包括二甲基亚砜。在本发明的某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。在某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为0.1g/mL。本发明对所述聚乙烯醇溶液的制备方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的溶液的制备方法即可。在本发明的某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液按照以下方法进行制备：
将聚乙烯醇与二甲基亚砜混合，在100℃下加热3h，得到聚乙烯醇溶液。
在本发明的某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇与甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为0.5～1g：50～100μL。在某些实施例中，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇与甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为1g：100μL。
在本发明的某些实施例中，所述催化剂与所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积比为50～100：50～100。在某些实施例中，所述催化剂与所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积比为50：100。
在本发明的某些实施例中，加入催化剂搅拌混合的时间为0.5～1.5h。在某些实施例中，加入催化剂搅拌混合的时间为1h。
在本发明的某些实施例中，所述反应的温度为85～95℃。在某些实施例中，所述反应的温度为90℃。所述反应的时间为2～6h。在某些实施例中，所述反应的时间为2h。
在本发明的某些实施例中，所述反应后，还包括降温。在某些实施例中，所述降温后的温度为室温。
在本发明的某些实施例中，所述降温后，还包括：将所述反应后的产物置于丙酮中沉淀，干燥后，得到功能化的聚乙烯醇。
本发明对所述干燥的方法和参数并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥的方法和参数即可。
得到功能化的聚乙烯醇后，在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。具体的，可以为：将功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵混合，得到的混合物在氮气气氛下、在冰浴中溶解后，加入引发剂，进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。
在本发明的某些实施例中，所述引发剂包括过硫酸铵和/或四甲基乙二胺。
在本发明的某些实施例中，所述功能化的聚乙烯醇的水溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。在某些实施例中，所述功能化的聚乙烯醇的水溶液的浓度为0.05g/mL。本发明对所述功能化的聚乙烯醇的水溶液的制备方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水溶液的制备方法即可。在本发明的某些实施例中，所述功能化的聚乙烯醇的水溶液按照以下方法进行制备：
将去离子水与功能化的聚乙烯醇混合，在100℃下加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液。
在本发明的某些实施例中，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液后，在所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵混合前，还包括：将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液进行透析。
在某些实施例中，所述透析具体为：将功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h。
在本发明的某些实施例中，所述共聚交联的温度为-12～-16℃。在某些实施例中，所述共聚交联的温度为-12℃。在本发明的某些实施例中，所述反应的时间为6～12h。在某些实施例中，所述反应的时间为6h、8h或10h。
在本发明的某些实施例中，所述功能化的聚乙烯醇与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为0.5：0.25～1.5。在某些实施例中，所述功能化的聚乙烯醇与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为0.5：0.25、0.5：0.5、0.5：0.75、0.5：1、0.5：1.25或0.5：1.5。
在本发明的某些实施例中，所述引发剂与所述功能化的聚乙烯醇的质量比为0.02～0.04：0.5～1。在某些实施例中，所述引发剂与所述功能化的聚乙烯醇的质量比为0.04：0.5。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明还提供了一种上文所述的制备方法制备的抗菌水凝胶材料。本发明提供的抗菌水凝胶材料无抗菌剂掺杂，抗菌效果较优，且抗菌水凝胶材料非常稳定不易降解。
本发明提供了一种抗菌水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。本发明先制备功能化的聚乙烯醇，然后，在引发剂的作用下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，从而制得抗菌水凝胶材料。采用本发明的制备方法制备的抗菌水凝胶材料无抗菌剂掺杂，但抗菌效果较优，且抗菌水凝胶材料非常稳定不易降解。
实验结果表明，本发明制备的抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率不低于90％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率不低于92％。将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在80％以上。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种抗菌水凝胶材料及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为一般市售。
实施例1
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入0.25g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应6h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知,所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为90％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为92％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在80％以上。
实施例2
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入0.5g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应6h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知,所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为98％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为93.5％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在85％以上。
实施例3
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入0.75g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应8h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知，所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为98.6％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为96.1％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在87％以上。
实施例4
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入1g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应8h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知，所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为99％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在88％以上。
实施例5
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入1.25g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应10h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知，所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为99％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在90％以上。
实施例6
在100mL两口烧瓶中加入10mL二甲基亚砜和1g聚乙烯醇，100℃加热3h，然后加入50μL三乙醇胺并降温至90℃，继续搅拌1h，然后加入100μL甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应2h后降温至室温，产物在丙酮中沉淀，产物为功能化的聚乙烯醇。
在100mL两口烧瓶中加入10mL去离子水，加入0.5g功能化的聚乙烯醇，100℃加热3h，得到功能化的聚乙烯醇的水溶液；
将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液转移至截留分子量为3000的透析袋中，在去离子水中透析24h，然后在烧杯中加入1.5g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、10mL透析后的功能化的聚乙烯醇的水溶液，在冰浴中氮气氛围下充分溶解后，加入0.02g过硫酸铵、0.02g四甲基乙二胺，搅拌均匀后用注射器吸取置于-12℃下反应10h，得到抗菌水凝胶材料。
采用活细胞计数法检测可知,所述抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率为99％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99％。
稳定性测试：
将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中(抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝1，为实验组1；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝7.2，为实验组2；抗菌水凝胶材料浸泡在包括硝酸溶液、PBS缓冲溶液和氢氧化钠水溶液的混合溶液中，所述混合溶液的pH值＝13，为实验组3)，浸泡两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，计算质量保持率。结果表明，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在90％以上。
实验结果表明，本发明制备的抗菌水凝胶材料对大肠杆菌的抑菌率不低于90％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率不低于92％。将所述抗菌水凝胶材料浸泡在不同的溶液中两周后，冷冻干燥，和最初的质量相比，浸泡后的抗菌水凝胶材料的质量保持率均在80％以上。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种抗菌水凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在催化剂的作用下，聚乙烯醇溶液与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应后，得到功能化的聚乙烯醇；
B)在引发剂的条件下，将所述功能化的聚乙烯醇的水溶液与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行共聚交联，得到抗菌水凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括三乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的溶剂包括二甲基亚砜；
所述聚乙烯醇溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。
4.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液中的聚乙烯醇与甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比为0.5～1g：50～100μL；
所述催化剂与所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的体积比为50～100：50～100。
5.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述反应的温度为85～95℃，所述反应的时间为2～6h。
6.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵和/或四甲基乙二胺。
7.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述功能化的聚乙烯醇的水溶液的浓度为0.05～0.1g/mL。
8.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述功能化的聚乙烯醇与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为0.5：0.25～1.5；
所述引发剂与所述功能化的聚乙烯醇的质量比为0.02～0.04：0.5～1。
9.根据权利要求1所述的抗菌水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述共聚交联的温度为-12～-16℃，所述反应的时间为6～12h。
10.权利要求1～9任意一项制备方法制备的抗菌水凝胶材料。
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