CN114848890B

CN114848890B - 一种可按需溶解的抗菌敷料及其制备方法

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Publication number: CN114848890B
Application number: CN202210241591.6A
Authority: CN
Inventors: 冯健辉; 张辉; 张瑾; 成富; 刘盛全
Original assignee: Anhui Agricultural University AHAU
Current assignee: Anhui Agricultural University AHAU
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2042-03-11
Also published as: CN114848890A

Abstract

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种可按需溶解的抗菌敷料，该抗菌敷料是由第一组分和第二组分经过物理共混形成的凝胶物；第一组分是由端部带不饱和集团的聚乙二醇基衍生物与壳聚糖通过接枝反应合成的预聚体；第二组分为表面修饰的纳米氧化锌，第二组分作为抗菌剂以及抗菌敷料的交联剂。本发明中聚乙二醇基衍生物具有优异的物化和生物特性，通过合成壳聚糖/聚乙二醇基共聚物治疗深度烧伤、骨科损伤具有独特优势，通过耦合纳米氧化锌无机抗菌剂，可以构建稳定性好，生物相容性佳的氧化锌/壳聚糖/聚乙二醇基复合抗菌敷料，且能够通过调节外界的pH、离子强度方式实现敷料的按需溶解，从而避免敷料去除过程中造成的二次伤害。

Description

一种可按需溶解的抗菌敷料及其制备方法

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种可按需溶解的抗菌敷料及其制备方法。

背景技术

敷料，即伤口敷料，是包扎伤口的用品,用以覆盖疮、伤口或其他损害的材料。传统敷料主要是干纱布和油纱，而现代伤口敷料涵盖范围则更大，种类也更多，通常的种类有：1，被动型敷料(传统敷料)，被动覆盖创面和吸收渗出物，为创面提供有限的保护作用；2，相互作用型敷料，敷料与创面之间存在着多种形式的相互作用，如吸收渗出液以及有毒物质、允许气体交换，从而为愈合创造一个理想的环境；阻隔性外层结构，防止环境中微生物侵入，预防创面交叉感染等；3，生物活性敷料(密闭性敷料)等。现代伤口敷料的材料也包括交互式伤口敷料、藻酸钙敷料、银敷料、泡沫敷料、水胶体敷料和水凝胶敷料。当皮肤出现严重的损伤时，敷料对于促进伤口愈合至关重要，它可以实现伤口的快速闭合并加速伤口的愈合进程。

近年来，水凝胶作为伤口敷料受到了广泛关注，因为其具有以下优点：可以为伤口处提供湿润的环境、吸收伤口的分泌物、阻挡微生物的入侵等，从而促进伤口的愈合。尤其是可注射水凝胶被认为是促进伤口愈合的很有潜力的材料，该水凝胶不仅可以在生理的条件下原位形成，而且可以有效覆盖具有不规则形状或深层伤口，并避免深腔伤口中可能出现的感染。然而大部分可注射水凝胶有一定的局限性，比如他们通常需要相对较长的成胶时间，这将会导致聚合物从伤口部位流出，损害水凝胶的性能并进一步引发伤口的感染。在伤口处理的过程中，除了快速闭合伤口防止血液流出，伤口敷料的及时更换对于伤口的愈合也至关重要。然而，传统的切割或者通过机械的方式清除敷料的方式可能会导致新生表皮的剥离，进一步导致伤口尺寸的增大并最终延迟伤口的愈合。传统的敷料大多缺乏抗菌性，或者抗菌性能不稳定，生物相容性不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种可按需溶解的抗菌敷料及其制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种可按需溶解的抗菌敷料，该抗菌敷料是由第一组分和第二组分经过物理共混形成的凝胶物；

所述第一组分是由端部带不饱和基团的聚乙二醇衍生物与壳聚糖通过接枝反应合成的预聚体；

所述第二组分为表面修饰的纳米氧化锌，所述第二组分作为抗菌剂以及抗菌敷料的交联剂。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述的聚乙二醇衍生物为乙二醇二丙烯酸酯。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述表面修饰的纳米氧化锌是以SDS为表面活性剂，乙酸锌为前驱体，水-乙醇混合溶剂为反应介质，通过溶剂化学方法制得氧化锌纳米粒子。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述SDS、乙酸锌的物质的量比为1～2:1，反应温度为60～70℃。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述抗菌敷料呈三维网状多孔结构，孔隙大小为1～3um。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述抗菌敷料与能够调节外界pH、离子强度的有机溶剂接触后，其三维网状多孔结构被破坏，由凝胶半固态转变为液态。

进一步地，上述可按需溶解的抗菌敷料中，所述有机溶剂为稀醋酸。

进一步地，所述的抗菌敷料的制备方法，包括如下步骤：

1)将壳聚糖加入含有醋酸、水的溶液中，在40℃温度下回流0.5～2h后，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，在40℃温度下继续回流12～48h，水洗醇洗，得到高度透明的淡黄色预聚体溶液；

2)称取表面修饰的氧化锌粉体，配制质量分数为20％的氧化锌悬浮液，将该悬浮液滴入步骤1)得到的预聚体溶液，即可得到半固态凝胶状产品；

3)将得到的半固态凝胶状产品置于稀醋酸溶液，半固态凝胶状产品在1～2min即完成溶解，具有较好的按需溶解性能。

进一步地，步骤1)中，所述壳聚糖、醋酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、水的质量配比为0.5～2:0.5～2:10～30:100。

进一步地，步骤2)中，所述氧化锌粉体的粒径为30～100nm。

本发明的有益效果是：

本发明中聚乙二醇基衍生物具有优异的物化和生物特性，通过合成壳聚糖/聚乙二醇基共聚物治疗深度烧伤、骨科损伤具有独特优势，通过耦合纳米氧化锌无机抗菌剂，可以构建稳定性好，生物相容性佳的氧化锌/壳聚糖/聚乙二醇基复合抗菌敷料，且能够通过调节外界的pH、离子强度方式实现敷料的按需溶解，从而避免敷料去除过程中造成的二次伤害。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中产品未降解前的扫描电镜图；

图2为本发明实施例中产品降解后的扫描电镜图；

图3为本发明实施例中产品降解的光学照片图；

图4为本发明实施例中产品对大肠杆菌的抗菌效果图；

图5为本发明实施例中产品对金黄葡萄球菌的抗菌效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

所述第一组分是由乙二醇二丙烯酸酯与壳聚糖通过接枝反应合成的预聚体；

所述第二组分为表面修饰的纳米氧化锌，所述第二组分作为抗菌剂以及抗菌敷料的交联剂。表面修饰的纳米氧化锌是以SDS为表面活性剂，乙酸锌为前驱体，水-乙醇混合溶剂为反应介质，通过溶剂化学方法制得氧化锌纳米粒子。SDS、乙酸锌的物质的量比为1～2:1，反应温度为60～70℃。

抗菌敷料呈三维网状多孔结构，孔隙大小为1～3um。抗菌敷料与稀醋酸接触后，其三维网状多孔结构被破坏，由凝胶半固态转变为液态。

上述抗菌敷料的制备方法，包括如下步骤：

1)将壳聚糖加入含有醋酸、水的溶液中，在40℃温度下回流0.5～2h后，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，在40℃温度下继续回流12～48h，水洗醇洗，得到高度透明的淡黄色预聚体溶液；壳聚糖、醋酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、水的质量配比为0.5～2:0.5～2:10～30:100。

2)称取表面修饰的氧化锌粉体，氧化锌粉体的粒径为30～100nm。配制质量分数为20％的氧化锌悬浮液，将该悬浮液滴入步骤1)得到的预聚体溶液，即可得到半固态凝胶状产品；

本发明的具体实施例为：

实施例1

1)将1份壳聚糖加入含有1份醋酸和100份水的溶液中，在40℃下回流1h后，加入20份聚乙二醇二丙烯酸酯，在40℃继续回流24h，水洗醇洗，得到高度透明的淡黄色预聚体溶液。

2)称取粒径30nm的表面修饰的氧化锌粉体，配制质量分数为20％的氧化锌悬浮液，将该悬浮液滴入上述溶液，等待数秒即可得到半固态凝胶状产品。

3)将该凝胶状产物置于稀醋酸溶液，在1-2min内凝胶即完成溶解，说明该产物具有较好的按需溶解性能。

实施例2

以实施例1制备的凝胶状产品作为样品，进行相关性能测试：

图1为氧化锌溶液(粒径为30nm)与预聚体作用形成的产品的扫描电镜图，由图可知，产物呈现三维网状多孔结构，孔隙大小约为2.0um，发达的多孔结构赋予产物优良的吸水性能，从而在敷料等领域具有良好的应用前景。

图2为该产物在滴加数滴稀醋酸后的扫描电镜图，可见三维网状结构已经破坏，产品大部分已降解，说明产物具有按需溶解性能。

图3为凝胶状产品降解的光学照片。

图4为产品对大肠杆菌的抗菌效果图，图5为产品对金黄葡萄球菌的抗菌效果图。

本实施例中聚乙二醇基衍生物具有优异的物化和生物特性，通过合成壳聚糖/聚乙二醇基共聚物治疗深度烧伤、骨科损伤具有独特优势，通过耦合纳米氧化锌无机抗菌剂，可以构建稳定性好，生物相容性佳的氧化锌/壳聚糖/聚乙二醇基复合抗菌敷料，且能够通过调节外界的pH、离子强度方式实现敷料的按需溶解，从而避免敷料去除过程中造成的二次伤害。

以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种按需溶解的抗菌敷料，其特征在于，该抗菌敷料是由第一组分和第二组分经过物理共混形成的凝胶物；

所述第一组分是由端部带不饱和基团的聚乙二醇基衍生物与壳聚糖通过接枝反应合成的预聚体；预聚体的制备方法为：将壳聚糖加入含有醋酸、水的溶液中，在40℃温度下回流0.5～2h后，加入聚乙二醇二丙烯酸酯，在40℃温度下继续回流12～48h，水洗醇洗，得到高度透明的淡黄色预聚体溶液；壳聚糖、醋酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、水的质量配比为0.5～2:0.5～2:10～30:100；

所述第二组分为表面修饰的纳米氧化锌，所述第二组分作为抗菌剂以及抗菌敷料的交联剂；

所述的聚乙二醇基衍生物为聚乙二醇二丙烯酸酯；

所述表面修饰的纳米氧化锌是以SDS为表面活性剂，乙酸锌为前驱体，水-乙醇混合溶剂为反应介质，通过溶剂化学方法制得氧化锌纳米粒子；所述SDS、乙酸锌的物质的量比为1～2:1，反应温度为60～70℃；

所述抗菌敷料呈三维网状多孔结构，孔隙大小为1～3um；所述抗菌敷料与能够调节外界pH、离子强度的有机溶剂接触后，其三维网状多孔结构被破坏，由凝胶半固态转变为液态。

2.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其特征在于：所述有机溶剂为稀醋酸。

3.如权利要求1或2所述的抗菌敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2)称取表面修饰的氧化锌粉体，配制质量分数为20％的氧化锌悬浮液，将该悬浮液滴入步骤1)得到的预聚体溶液，即得到半固态凝胶状产品；

3)将得到的半固态凝胶状产品置于稀醋酸溶液，半固态凝胶状产品在1～2min即完成溶解。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述壳聚糖、醋酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、水的质量配比为0.5～2:0.5～2:10～30:100。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述氧化锌粉体的粒径为30～100nm。