[發明專利]一種具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410143120.7
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103937174A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張雯;李成濤;陳晶;李仁敏
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04;A01N63/02;A01P1/00;A01P3/00;C12N1/20;C12R1/465
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及一種可生物降解性復合材料，具體涉及一種具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學研究的深入開展及人們生活水平的不斷提高，復合材料已日益受到人們的重視。其中，功能性復合材料因其能夠滿足人們對材料的基本要求的基礎上，兼具各種特殊功能而具有良好的應用前景。同時全球經濟的發展所引起的資源枯竭及生態環境問題已日益受到人們的重視，發展可再生資源，減輕生態環境污染是目前科學研究及實踐應用的重要方向。功能性可降解材料的研制及使用是發展這一方向的重要途徑。目前，日本和歐美等國家投入了大量的人力和物力開展功能性可降解材料的研究，并且已經形成了比較成熟的技術和產品。我國對于該類產品的研究尚處于試驗和探索階段，研制低成本的功能性可降解材料是我國目前復合材料發展的重點方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料及其制備方法，該復合材料無毒無害，廢棄后易于降解，可再生利用，綠色環保；該方法周期短、成本低、工藝簡單、穩定性及重現性都較好，便于工業化生。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料的制備方法，將可生物降解基質加熱至完全熔融，然后摻入抗菌性生物活性物質、分散劑和偶聯劑，在60～180℃下混煉5～20min，自然冷卻，制得具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料；其中，加入的抗菌性生物活性物質、分散劑和偶聯劑的質量分別為可生物降解基質質量1～10%、0.01～10%和0.01～10%。

所述可生物降解基質為PBS基共聚物、PLA基共聚物或PCL基共聚物。

所述抗菌性生物活性物質由涇陽鏈霉菌發酵制得，具體制備包括以下步驟：

1）將涇陽鏈霉菌活化，得到活化的涇陽鏈霉菌，將活化的涇陽鏈霉菌擴大培養，得到涇陽鏈霉菌種子液，將涇陽鏈霉菌種子液發酵培養，得到涇陽鏈霉菌發酵液；

2）取涇陽鏈霉菌發酵液，離心，得到發酵清液和沉淀菌絲；將發酵清液冷凍干燥，得到一級抗菌性生物活性物質；將沉淀菌絲用80～100%乙醇浸提20～24h，離心，上清液即為菌絲浸提液，將菌絲浸提液冷凍干燥，得到二級抗菌性生物活性物質，將一級抗菌性生物活性物質與二級抗菌性生物活性物質混合，得到抗菌性生物活性物質。

步驟1）所述的活化是將涇陽鏈霉菌接種于活化培養基中，在28～32℃下，一次培養40～50h，得到涇陽鏈霉菌一次培養菌種，將該涇陽鏈霉菌一次培養菌種再次接種于活化培養基中，在28～32℃下，二次培養40～50h，得到活化的涇陽鏈霉菌；

其中，所述的活化培養基中包括可溶性淀粉15～20g/L，硝酸鉀0.5～1.0g/L，磷酸二氫鉀0.2～0.6g/L，氯化鈉0.2～0.6g/L，硫酸亞鐵0.005～0.015g/L，硫酸鎂0.2～0.6g/L，瓊脂15～20g/L，pH值為6.5～7.5。

步驟1）所述的擴大培養是將活化的涇陽鏈霉菌接種于擴培培養基中，在溫度為28～32℃，轉速為150～250r/min的條件下，振蕩培養30～40h，得到涇陽鏈霉菌種子液；

其中，所述的擴培培養基中包括可溶性淀粉15～20g/L，硝酸鉀0.5～1.0g/L，磷酸二氫鉀0.2～0.6g/L，氯化鈉0.2～0.6g/L，硫酸亞鐵0.005～0.015g/L，硫酸鎂0.2～0.6g/L，pH值為6.5～7.5。

步驟1）所述的發酵培養，是按照100mL培養基接種3～6mL種子液的接種量將涇陽鏈霉菌種子液接種于發酵培養基中，在100～150r/min，25～30℃下，發酵4～7d，得到涇陽鏈霉菌發酵液；

其中，所述發酵培養基中包括豆餅粉15～20g/L，葡萄糖15～20g/L，氯化鈉2.5～3.5g/L，碳酸鈣0.5～1.5g/L，pH值為6.5～7.5。

步驟2）所述的離心是在轉速為3000～4000r/min的條件下，離心15～25min。

所述分散劑為低分子蠟、離子聚合物、硬脂酸鹽類或高分子超分散劑。

所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或鋁鋯酸酯偶聯劑。

一種具有抗菌性及生物活性的可生物降解性復合材料，該復合材料的抗細菌率達到91%以上、抗霉菌能力達到1級以上，降解率達到90%以上。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：