[发明专利]一种抗菌细菌纤维素及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌细菌纤维素及其制备方法与应用，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

细菌纤维素(bacterial cellulose，简称BC)作为一种新型的“湿性”敷料，其具有独特的物理、化学和机械性质，例如：超细网状结构、高抗张强度和弹性模量、高亲水性、良好的透气吸水及透水性能、优异的持水性和高湿强度、良好的体内体外生物相容性，并且使用后产生的医用废料经生物酶处理后可完全降解。大量研究表明细菌纤维素水凝胶敷料能够起到保温保湿的作用，同时能够有效促进伤口愈合；并且敷料可以任意裁剪，与皮肤有极好的伏贴性，具有一定的镇痛效果；其超细网状结构、优异的机械性能和抗张强度使得辅料有一定的可缝性，便于固定。但是，细菌纤维素本身不具备抗菌性能，而且在使用过程中很容易受到空气或水中有害微生物的污染，从而引发一系列的感染问题，因此有效提高和改善其抗菌能力尤为重要。采用细菌纤维素作为抗菌材料的基材具有以往其它生物材料、织物等无可比拟的优点，有望成为一种较理想的医用敷料。国外采用单纯的细菌纤维素作为敷料已有报道，并且已经产业化用于临床，如Xylos公司推出细菌纤维素创伤敷料和抗菌创伤敷料也已在临床上得到了广泛的应用。而国内关于细菌纤维素的研究仍处于起步阶段，有关细菌纤维素敷料的研究鲜有报道。综上所述，赋予细菌纤维素的较强抗菌性能对其在生物医用材料领域的应用至关重要。

为了使细菌纤维素具备抗菌的功能，现有技术多采用物理复合的方式，其是在细菌纤维素的培养过程中加入抗菌材料，这种方式使细菌纤维素合成微生物的活性被部分抑制，导致了细菌纤维素合成缓慢，产率大大降低。另一种方式是将细菌纤维素置于杀菌剂溶液中通过浸泡吸附的方式得到抗菌细菌纤维素，但这种方式中杀菌剂的吸附效率及稳定性都不高，并且在治疗中另外添加抗菌剂的方式也增加了操作的繁复性。CN101708341 B采用细菌纤维素水凝胶与含银离子溶液共浸泡的方法制备了载纳米银抗菌细菌纤维素水凝胶，虽然该材料具有良好的抗菌性能，但是纳米银主要是通过物理吸附的方式沉积在细菌纤维素网络中，其使用过程中或多或少会存在纳米银的释放，而纳米银的体内生物安全性在学术界一直存在着争议，目前SFDA对此类医用材料的批复较为谨慎。CN101905031 B同样也是采用物理吸附抗菌剂磺酸嘧啶银的方法，其工艺稳定性难以保证，因而其抗菌性会受到一定的影响。因此，无论是通过物理复合的方式还是浸泡吸附的方式均不能高效、简单得得到抗菌细菌纤维素，并且难以保障所得抗菌细菌纤维素的稳定性、防止抗菌剂进入人体。

CN103724569 A公开了一种抗菌细菌纤维素及其制备方法，该制备方法主要包括：先在细菌纤维素主链上通过酯化反应引入含双键的不饱和有机酸或酸酐，然后再通过酯化反应引入的不饱和双键与不饱和季铵盐单体发生聚合反应从而得到抗菌细菌纤维素。尽管通过上述方法可以得到了一种接枝的抗菌细菌纤维素，但该方法的比较繁琐，工艺相对复杂，不利于工业生产。尤其是得到含有双键的酯化细菌纤维素的工艺，该步反应是在油溶反应体系下进行，反应需要大量的有机溶剂，例如甲苯，不可避免的会产生有机溶剂的污染，生物安全性低，且提高了整个工艺的生产成本；该方案中接枝抗菌细菌纤维素的总体收率及接枝率受制于酯化反应，从该案图1中可以看出，尽管酯化前后红外图谱存在一定的差别，但差别不是很大，说明细菌纤维素上酯化效率不太高，因此后续的聚合反应接枝率较低并且不可控。

因此，如何通过简单、接枝成功率高并且接枝率可控、后处理简单的合成方法来制备稳定性高、抗菌效果好、生物安全性高的抗菌细菌纤维素是本领域的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌细菌纤维素的制备方法，该方法在工艺的简便性、接枝成功率、接枝率的可控性以及后处理的方便性至少一方面优于现有技术。

本发明的另一目的在于提供一种抗菌细菌纤维素，该抗菌细菌纤维素在稳定性、抗菌效果、生物安全性至少一方面优于现有技术。

本发明的再一目的在于提供一种抗菌细菌纤维素的应用。

为此，一方面本发明提供一种抗菌细菌纤维素的制备方法，所述方法包括如下步骤：将1～10重量份的细菌纤维素以及0.5～10重量份的四价铈盐加入100～500重量份的酸性水溶液中，在惰性环境下，加入10～100重量份的不饱和季铵盐单体，在30～80℃反应4～24h，加入阻聚剂终止反应，即得所述抗菌细菌纤维素。

本发明抗菌细菌纤维素的制备方法中，优选地，所述四价铈盐为1～5重量份。