[發明專利]一種有機硅?膠原多肽抗菌材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410521621.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104262634B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李俊英;楊鵬飛;崔曉;王世杰;石磊;郝傳明
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08G77/388
• 分類號: C08G77/388;C08G77/26;A01P1/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發明屬于天然高分子領域，涉及膠原多肽材料的制備方法，尤其涉及一種有機硅-膠原多肽抗菌材料制備方法。

背景技術

膠原多肽(collagen)是哺乳動物體內含量最多的蛋白質生物大分子,在體內起支持、保護、連接等多種作用。膠原多肽具有優良的可生物降解性、低抗原性、超生物相容性等特點,而且親水性強、抗張強度高、無毒、安全性好,因此已被認為是較好的天然生物材料之一，在醫藥、化工、食品、化妝品、生物工程等眾多領域被廣泛應用。然而天然的膠原多肽分子也存在著一些缺陷，如分子量大不易被吸收，機械性能差，易變質等，需要通過化學改進的方法來克服其缺點。膠原多肽水解后的低分子產物具有與其相同的化學組成，故仍保持著其所固有的絕大部分優良的物化性能(如膠體保護性、表面活性、保水性、粘結性、乳化和起泡性等)，并且還由于分子量的降低和溶解度的增大，使其更易被人體、皮膚等所吸收。因而，首先對膠原多肽進行水解，能更有效地利用和擴大其分子中的活性基團；其次，通過化學方法對其水解物進行化學接枝改性后，能更有效地用于制作美容化妝品、生物醫學材料、保健品、食品涂層包裝材料、皮革復鞣填充劑、涂飾劑等。

目前很多研究者對膠原多肽都進行不同方式的改性探索，以克服膠原多肽本身的缺陷，提高其應用性。選擇戊二醛做改性試劑對膠原蛋白進行改性，由于戊二醛的醛基與膠原蛋白的氨基發生特異性交聯后，可增加膠原蛋白的醛基、封閉氨基，并且改變蛋白質的分子質量，從而使蛋白質的某些功能特性發生改變，并且其毒性小，與蛋白質反應時具有活性高、反應快、結合量高、交聯性能好、產品穩定等優點。這樣可以通過對其進行改性，形成一種新的物質來擴大其應用范圍(曹健.廢鉻革屑中提取膠原蛋白的戊二醛改性研究[J]中國皮革2005,34(5)：21-26)。此外，中國專利文獻CN103319729A公開了一種功能明膠改性的方法；使用3,4-二羥基苯甲酰氯改性劑改性后的明膠，其等電點下降至pH 1.7-2.1，在人工胃液中成沉淀狀，不崩解，聚丙烯酰胺凝膠電泳定量分析得出水解副反應程度可控。明膠水解程度可控，水解后的小分子多肽易被人體吸收，并具有保健功能。

中國專利文獻CN1640913A公開了一種交聯殼聚糖-季銨化水解膠原蛋白的制備方法，涉及抗菌生物材料的制備；以蠶蛹殼聚糖和水解膠原蛋白為原料，加入交聯劑進行交聯反應，制備出呈溶液或凝膠狀的產品，后進行添加各種功能性因子，進而使其制備的生物敷料具有抗菌性及透氣好等特性，可廣泛用于傷口修復，殺菌等方面。將甲基丙烯酰氧乙基-十四烷基-二甲基溴化銨通過其雙鍵接枝到膠原多肽表面，給天然高分子表面接枝上抗菌基團,合成了高分子抗菌材料,為擴大膠原的應用范圍開辟了新的途徑。但是高分子化后的季銨鹽型抗菌材料的滅菌機理目前尚不十分清楚(雷萬學.季銨鹽型膠原衍生物的合成、表征及生物學活性[J]河南工業大學學報，2008,29(2)：55-58)

中國專利文獻CN101831723A公開了一種三價鈰改性的明膠抑菌纖維的制備方法。采用三價鈰溶液與明膠溶液共混，經過溶液紡絲，制備出的明膠纖維具有抗菌，抗凝血抗水性等特點，使其在醫學，紡織等領域具有廣泛的應用前景。

雖然很多文獻都對明膠做改性探究，以期達到優化性質，擴大應用范圍的目的，但是改性明膠還是存在很多問題，如抗菌性能差，易霉變，產品儲存不穩定，抗老化等方面不足。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種有機硅-膠原多肽抗菌材料的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種有機硅-膠原多肽抗菌材料的制備方法，步驟如下：

(1)環氧聚硅氧烷季銨鹽的合成

將叔氨基硅油溶于無水乙醇中，在40～60℃下，緩慢滴加環氧氯丙烷的無水乙醇溶液，保持溫度反應6～8h；反應結束后，降至室溫，旋轉蒸發掉無水乙醇溶劑，用無水乙醚洗脫6～8次，真空干燥20～30h，得環氧聚硅氧烷季銨鹽；

(2)膠原多肽的水解

配置濃度為2～12wt％的膠原多肽水溶液，在堿性條件下進行水解，調節溶液的pH值在7.0～13，緩慢升溫至30～65℃，水解5～9h，得膠原多肽水解液；

(3)有機硅-膠原多肽抗菌材料的合成

按環氧聚硅氧烷季銨鹽與膠原多肽水解液中伯氨基的摩爾比為(1～2):1，將環氧聚硅氧烷季銨鹽滴加到膠原多肽水解液中，攪拌條件下，保持溫度30～65℃，反應2～8h；將反應后的溶液pH調至中性；減壓蒸餾去除50～80％的水，經-60～-40℃冷凍干燥20～50h，即得有機硅-膠原多肽抗菌材料。