[发明专利]一种聚乙烯醇基抗菌水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯醇基抗菌水凝胶及其制备方法，属于生物抗菌材料技术领域。本发明利用共混方法，在特定条件下，将壳聚糖季铵盐加入PVA‑SbQ并光照从而获得了具有抗菌性能的水凝胶。相较于已有的加入其它光交联剂的PVA水凝胶，其生产更加环保，且抗菌效果十分优异，对比壳聚糖，壳聚糖季铵盐溶解性更优异；还能够改善材料的力学性能和粘附性能。本发明加工方法简单，并且使用PVA‑SbQ可以直接通过光照形成水凝胶，相较于在PVA中加入戊二醛等交联剂来说，更加环保安全，具有更加广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇基抗菌水凝胶及其制备方法,属于生物抗菌材料技术领域。

背景技术

病毒、细菌和真菌等病原体引起的传染病是威胁健康的主要因素之一，随人们对于生活质量和健康品质的要求不断提升，抗菌产品越来越受到重视。传统的抗菌材料是通过化学或者物理的方法在材料表面或本体引入一些抗菌剂来赋予这些生物医用材料一定的抗菌能力。但是由于抗生素类的小分子抗菌剂通常具有特异性并且容易导致细菌产生抗药性。因此，开发具有广谱抗菌能力的抗菌材料就显得极为的迫切。

水凝胶是由亲水聚合物通过物理或化学交联形成的具有三维(3D)网状结构的新型高分子功能材料，能够在聚合物网络中保留大量的水。由于水凝胶具有优异的生物相容性，因此被广泛应用于药物输送、组织工程、伤口愈合和抗菌等各种生物医用材料领域中。因此，开发一种抗菌水凝胶具有非常广阔的应用前景。

聚乙烯醇(PVA)是一种常见的水溶性良好的高分子聚合物，可以从聚醋酸乙烯酯(PVAc)水解脱去乙酸酯基团得到。PVA分子链有严格的线性结构，它们之间容易发生氢键作用，由于链上具有很多羟基这一亲水集团，使其具备优良的粘结性、优异的耐溶剂性和耐油性，以及良好的成膜性，性质易受醇解度和聚合度影响。除此之外，PVA可从非石油资源中获得，并具有优异的生物可降解性。纯的PVA水凝胶存在着水分流失快，达不到特定情况下的力学强度而容易变形，没有功能性等缺点，限制了其在实际生活和工业生产上的应用。

聚乙烯醇(PVA)带有光敏基团(SbQ)形成的一种衍生物，聚乙烯醇-苯乙烯吡啶盐聚合物，即PVA-SbQ，可由SbQ与PVA溶液混合，在微酸性条件下搅拌得到，是一种新型的光敏高分子材料。在SbQ基团含量很低的情况下也可以表现出很高的交联效率，由于它具有高光敏性、良好的生物相容性和储存性能，己被广泛用作光交联材料。通过光交联形成的PVA-SbQ生物材料基质可以在不利实验条件下，表现出稳定性、定向固定性。

壳聚糖(Chitosan，CS)可由N-乙酰-D-葡糖胺共聚而成，具有黏附性和良好的透气性等理化特性，还具有低毒性、低免疫原性、抗菌活性以及良好的生物降解性等优异性能，常被用于伤口敷料.但是由于它的亲水性较差，且吸水溶胀导致它在湿环境中表现出的机械性能差、并且存在易降解等问题，极大地限制了壳聚糖的应用。将季铵基团引入壳聚糖的氨基，或者将在氨基上接枝低分子的季铵盐而得到的壳聚糖的一类衍生物。由于季铵化壳聚糖比甲壳素和壳聚糖更易溶于水，这样才能更好地发挥壳聚糖的功效。改性壳聚糖季铵盐不仅具备如抗菌抑菌性和吸湿保湿性一类典型的季铵盐的特性，还具有良好的絮凝性、成膜性、生物降解性和生物相容性等壳聚糖原有性能。

本发明利用PVA-SbQ作为水凝胶基底，与季铵化壳聚糖在特定条件下进行配合，得到具有优异抗菌性能、且改善力学性能的复合水凝胶材料。

发明内容

为了实现有效且高效的抗菌效果，本发明经过大量条件优化，利用共混方法，在特定条件下，将壳聚糖季铵盐加入PVA-SbQ并光照从而获得了具有抗菌性能的水凝胶。相较于已有的加入其它光交联剂的PVA水凝胶，其生产更加环保，且抗菌效果十分优异，对比壳聚糖，壳聚糖季铵盐溶解性更优异；还能够改善材料的力学性能和粘附性能。