[发明专利]一种制备季铵化壳聚糖络合碘的抗菌膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然高分子材料壳聚糖的季铵化改性，制备相应络合碘的抗菌、消炎医用膜。属于生物医药材料领域，尤其是涉及一种制备季铵化壳聚糖络合碘的抗菌膜的方法。

背景技术

壳聚糖具有抗菌消炎、止血、镇痛和促进机体组织生长等功能，用壳聚糖类聚合物制成的薄膜可用作良好的伤口被覆材料。同时它还可以做成人工皮肤，用于烧伤、植皮、切皮部位的创面保护，效果优于纤维素制成的无伤布。目前我国医用敷料生产技术较低，产品附加值不高，尤其是高科技医用敷料产品急需开发。

本发明是利用壳聚糖具有良好的生物相容性、止血性及促进伤口愈合以及单质碘对绝大多数细菌和病毒均具有极强的杀灭性能。所研制的这类医用抗菌膜既体现壳聚糖基良好的生物活性，又能充分展现碘的广谱抗菌效果。这种双重功效为创面提供理想的治愈环境。

碘作为杀菌和抗病毒材料具有高效低毒、作用时效长、细菌对其没有耐药性等优点。碘在临床上常见的剂型有溶液剂和乳膏剂。但溶液剂不稳定，在贮存和使用过程中因碘易分解、升华使有效碘的含量降低、作用时效短，达不到质量标准。乳膏剂存在药量控制困难，对创面刺激性较大。因此在生物医学上如何更好利用碘存在两个主要问题：一是碘与各种基材复配物中碘的稳定性问题；二是如何控制释放碘的量。

虽有大量文献报道壳聚糖有抗菌性，但实际这种抗菌作用不明显。碘分子为非极性分子，与壳聚糖基络合主要是分子间作用力。研究发现，无论在非极性溶剂中(碘以I₂分子形式存在)和水中(碘溶于碘化钾生成I₃^-离子)碘与壳聚糖均不能生成稳定的络合物，说明它们之间分子间作用力较小。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种季铵化壳聚糖络合碘的医用抗菌膜的制备方法，所制备的产品具有一定的机械强度、柔软性、吸水性好，同时碘能均匀分散、稳定性好，壳聚糖基能使碘控释缓慢释放，起到保护创面减少单质碘的刺激作用。同时释放出的单质碘处于纳米级水平上，提高其抑菌和抗病毒功效。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种制备季铵化壳聚糖络合碘的抗菌膜的方法，包括以下步骤：

(1)在壳聚糖结构单元的羟基或氨基上分别接入季铵盐，制备得到季铵化壳聚糖衍生物；

(2)将季铵化壳聚糖衍生物、明胶或聚乙烯醇共混膜浸泡于单质碘溶液中，浸泡时间为4～6h，得到季铵化壳聚糖/明胶或聚乙烯醇吸附或络合碘的抗菌膜。

步骤(1)采用以下步骤：将壳聚糖溶于醋酸溶液，加入占总体积50％的无水乙醇稀释，搅拌下加入醛，反应温度控制在35～45℃，反应3～4h，得到均匀乳白色液体，滴加NaOH溶液于上述乳液中，搅拌直至产生白色絮状沉淀，过滤得到白色固体于索氏提取器无水乙醇提取24h，30～60℃真空干燥得壳聚糖醛希夫碱，将壳聚糖醛希夫碱在有机溶剂中溶胀8～12h，加入季铵盐单体，反应温度为40～60℃，反应3～6h，用盐酸/乙醇溶液悬浮处理后，用NaOH溶液调节pH＝7.0，滤出的固体用乙醇、丙酮洗涤，40～60℃真空干燥后制备得到C6羟基季铵化壳聚糖衍生物。

所述的壳聚糖的粘均相对分子质量为3万～30万；所述的醛为戊二醛或苯甲醛，壳聚糖与醛的摩尔比为1∶(2～4)；所述的有机溶剂为环己烷、叔丁醇、吡啶或氯仿；所述的季铵盐单体为二乙氨基氯乙烷盐酸盐或三氯二羟丙基三甲基氯化铵，壳聚糖醛希夫碱与季铵盐单体的摩尔比为1∶(2～6)。

步骤(1)还可以采用以下步骤：将壳聚糖加入有机溶剂中溶胀2～4h，加入NaOH溶液碱化2～4h后升温50～70℃，加入季铵盐单体，反应3～6h后用盐酸调pH＝7.0，过滤，固体用无水乙醇于索氏提取器提取10～12h，40～60℃真空干燥后制备得到壳聚糖羟基和氨基上分别接枝的季铵化壳聚糖衍生物。

所述的壳聚糖的粘均相对分子质量为3万～30万；所述的有机溶剂为丙醇、异丙醇或吡啶；所述的季铵盐单体为二乙氨基氯乙烷盐酸盐或三氯二羟丙基三甲基氯化铵，壳聚糖与季铵盐单体的摩尔比为1∶(2～6)。

所制备的季铵化壳聚糖衍生物在弱酸性条件下极易形成季铵盐，增加其自身的生物活性，同时较易和单质碘形成稳定的络合物，可进一步加工为抗菌膜的核心材料。同时由于在壳聚糖上接枝铵盐，进一步增强了其水溶性，易制备具有一定黏性的水溶胶，与其他可溶性高分子材料共混可制备聚合物凝胶络合碘的网络体系。

步骤(2)采用以下步骤：