[發明專利]一種醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310483276.5
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103483617A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳宇岳;焦晨璐;熊佳慶;林紅
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J3/24;C08L89/00;C08L5/04;C08K9/02;C08K3/04;C08K3/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;郭曉敏

技術領域

本發明涉及一種醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料的制備方法，屬于功能性材料科學領域。

背景技術

多孔材料具備開放連通的孔道結構、超高的比表面積，結構特點決定了它具備出色的吸附能力。同時，作為醫用材料使用，多孔材料因其開放的連通孔道結構有利水分、養料的傳輸和代謝物的排放，可促進組織再生與重建，且獨特的多孔結構可改善其自身的生物相容性。而作為藥物載體，多孔材料不僅具有藥物裝載量高、分散均勻、材料降解周期短等優勢，同時起到藥物緩釋效果，可延長藥效、減少服藥次數、緩和病人情緒(Adv?Drug?Deliv?Rev,?2007,?59,?187-206)。所以多孔材料用于藥物載體、醫用敷料或醫用吸附劑，其優勢明顯，正受到日益重視。而作為醫用材料，其使用過程都具有易感染、周期長的特點，所以對材料的抑菌性能提出了較高要求。單一組分的多孔材料，往往孔道雜亂無規，孔徑分布不均，機械強度不足，降解性能不佳，生物相容性差，其結構特點決定了它的性能缺陷，并嚴重限制了該類材料的應用。而利用不同性質的原材料復合制備多孔材料，可集中各組分的優勢，制備得到綜合性能更優越的復合材料，以滿足醫用和藥用材料的各類性能要求。

石墨烯是由單層碳原子緊密堆積構成的二維蜂窩狀結構的新型碳基材料，具有較高的比表面積(理論值高達2600m²/g)及優越的力學性能(1060GPa)，它是目前世界上最薄且強度最高的材料。氧化石墨烯是石墨烯的一種重要派生物。本方法中的氧化石墨烯是采用改進型Hummers法制備，即在強酸等強氧化劑作用下，氧原子插層進入石墨層間，通過超聲剝離，得到含有-C=O、-C-OH、-COOH等含氧官能團的氧化石墨烯，這些豐富的氧基官能團為氧化石墨烯醫用材料的制備提供了充足的反應位點。此外，研究表明，氧化石墨烯具有良好的抑菌性和生物相容性(ACS?Nano,?2011,?6971-6980)，這使得其可以作為一個理想的載體構建新型的抑菌體系，同時，有望作為醫用吸附材料及組織工程支架材料。天然高分子材料海藻酸鈉和明膠，生物相容性良好、本身無毒、可降解成無毒小分子并被排出體外、力學性能好、容易成型，已在醫療行業作為醫用敷料、生物支架等得到廣泛應用。中國發明專利(CN100457989C)“高強度海藻酸/明膠共混纖維的制備方法”中，即公開了一種高強度海藻酸/明膠共混纖維的制備方法。具體步驟是先將海藻酸鈉溶液和明膠溶液以一定體積比混合，攪拌均勻，然后采用濕法紡絲經過金屬凝固浴和酸凝固浴，制得共混纖維，此方法制備的纖維的交聯度和斷裂強度得到提高，物理機械性能有所改善。采用此纖維制備的無紡布可作為醫用紗布、敷料等醫用材料。

本發明將氧化石墨烯、海藻酸鈉和明膠復合制備醫用多孔材料，該材料可將各組分優勢組合優化，實現無機和有機材料的理想結合，賦予該復合材料良好的機械強度，優異的吸附性、抑菌性、生物相容性和生物可降解性。

發明內容

本發明的技術目的在于提供一種制備方法簡單，所得產物性能優越的醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料的制備方法。

為實現上述技術目的，本發明所提供的技術方案為：

?一種醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備氧化石墨烯/海藻酸鈉/明膠共混溶膠：將濃度為0.5～10wt%的明膠溶液加入濃度為0.5～6wt%的海藻酸鈉溶液中，攪拌均勻，再加入濃度為0.25～5wt%的氧化石墨烯溶液，再次攪拌，之后將攪拌后的溶液調節pH值至4.5～7.0，得到氧化石墨烯/海藻酸鈉/明膠共混溶膠；

(2)對共混溶膠進行鈣離子交聯：向共混溶膠中加入濃度為0.2～5wt%的碳酸鈣均勻分散液，混合攪拌后，向攪拌后的復合溶膠中滴加酸溶液，再次攪拌均勻即轉入模具靜置交聯；

(3)制備醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料：將步驟(2)交聯反應后的共混溶膠轉變成凝膠后，再進行冷凍干燥，制得醫用抑菌型氧化石墨烯多孔復合材料。

進一步，上述組分按照重量比，氧化石墨烯占0.5-4份，海藻酸鈉占2-8份，明膠占2-8份。

而在步驟(2)交聯反應中，所述酸溶液與碳酸鈣的摩爾比為1?:?1～3?:?1。所述酸溶液為醋酸溶液。且鈣離子為海藻酸鈉質量的0.5%～20%。

此外，在所述步驟(1)中采用稀鹽酸、醋酸、乳酸和檸檬酸中的一種或多種調節溶液的pH值。