[发明专利]一种抗菌纤维素水凝胶的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种抗菌纤维素水凝胶的制备方法。首先配制抗菌剂溶液，将混合纤维素原料充分混合均匀，溶解于抗菌剂溶液中，制成纤维素溶液；在上述溶液中加入胶态二氧化硅CSPs稀释液，得到混合溶液；搅拌，于25～45℃下加热3～10min，经物理交联作用制成抗菌纤维素水凝胶。本发明抗菌纤维素水凝胶的制备工艺简单，纤维素衍生物通过动态和多价的选择性吸附作用连接至二氧化硅纳米颗粒上，同时加载抗菌剂药物，经物理交联作用即可成胶，适合于大规模工业生产。本发明制备的水凝胶能够应用于伤口辅料医疗卫生领域，对革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌具有抑菌作用。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种抗菌纤维素水凝胶的制备方法与应用。

背景技术

近年来，细菌等有害微生物在医疗领域中给人类带来极大的威胁。大量的抗生素被应用于治疗细菌感染性疾病，这导致了细菌对大部分抗生素药物产生了耐药性。目前延缓细菌耐药性主要有两种方法：一种是最大限度减少抗生素的使用，另一种是使用可以替代抗生素的新型抗菌剂。因此，开发新的抗菌材料已成为当前的研究热点。

根据制备水凝胶原料的来源不同，可以将其分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。合成高分子水凝胶易于工业化生产合成、但存在难以降解、生物安全性低等缺点。天然高分子水凝胶具有可降解、生物安全性高、亲水性等特点，广泛应用于组织工程、生物材料和药物传递等领域。因此，选用天然高分子原料也成为一种趋势。

天然高分子纤维素水凝胶的生物安全性很高，对人体无毒副作用，适合用作与人体有亲密接触的医用材料，其为抗菌材料的开发提供了一个新的有用的起点。本发明将抗菌剂负载到凝胶网络中，它们一旦被水凝胶负载，可以在伤口附近局部使用，并且是减少用药剂量和抵抗耐药性的好方法。本发明制备的材料可广泛应用于生物医药领域，具有广阔的应用市场和极其高的产业附加值。

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种抗菌纤维素水凝胶的制备方法。

技术方案：本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种抗菌纤维素水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制浓度为200～1000μg/ml的抗菌剂溶液；

(2)将混合纤维素原料室温充分混合均匀后，溶解于所述抗菌剂溶液中，制成浓度2～4wt％的纤维素溶液；

(3)在步骤(2)的纤维素溶液中加入浓度为10～20wt％的胶态二氧化硅CSPs稀释液，得到混合溶液；此时抗菌剂在混合溶液中的浓度为100～500μg/ml；

(4)混合搅拌，于25～45℃下加热3～10min，经物理交联作用制成抗菌纤维素水凝胶。

本发明中，步骤(3)中的胶态二氧化硅CSPs稀释液的制备方法是：向浓度为50wt％的胶态二氧化硅CSPs(购自sigma公司)中加入蒸馏水，配制成浓度为10～20wt％胶态二氧化硅CSPs稀释液。

本发明的抗菌纤维素水凝胶的制备采取的是物理交联的方法，混合纤维素通过动态和多价的选择性吸附作用连接至二氧化硅纳米颗粒上，用这种方法制备的凝胶材料有很多优点，如不需添加交联剂，因此该水凝胶具有生物相容性更佳，低毒甚至无毒，同时易降解等优点。这类凝胶材料更适合用作与人体有亲密接触的医用材料或食品包装材料。本发明利用上述水凝胶作为载体，加载抗菌剂药物，制得的复合型水凝胶可以用于细菌性感染的局部治疗。

本发明中所述混合纤维素选自羟乙基纤维素HEC和甲基纤维素MC。

所述羟乙基纤维素和甲基纤维素的用量比为3：1～5：1。

所述抗菌剂选自环丙沙星。