[發明專利]一種自修復抗菌殼聚糖水凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201910903513.6
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN112625264A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李征征;候冰娜
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08B37/08;C08L5/08
• 代理公司: 暫無信息
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一種自修復抗菌殼聚糖水凝膠及其制備方法，其特征在于該水凝膠是自修復抗菌水凝膠，所述自修復抗菌水凝膠的制備方法包括：(1)羧甲基殼聚糖與沒食子酸反應，得到一種可溶性羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物，沒食子酸與羧甲基殼聚糖上羧基的摩爾比為1∶1～10∶1；(2)將羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物的水溶液與FeCl₃溶液混合，混合溶液pH為5～10，得到自修復殼聚糖水凝膠，羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物水溶液與FeCl₃溶液的濃度比為5∶1～20∶1。本發明通過動態金屬?配體相互作用在較短的時間內合成了具有自修復性能的智能水凝膠。此外，水凝膠同時表現出優異的抗菌性能，隨著羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物含量的增加，抗菌率增加。

技術領域

本發明屬于生物醫學領域，涉及一種自修復抗菌水凝膠及其制備方法。

背景技術

水凝膠是一種能夠保持大量水分和生物流體的高分子凝膠，是由親水性高分子通過化學或物理交聯作用而形成的具有三維網絡結構的軟材料。水凝膠具有優異的韌性、彈性和柔軟性，有良好的生物相容性，被廣泛應用于生物醫藥、形狀記憶材料等領域。物理水凝膠是指通過氫鍵作用、金屬配位作用、靜電相互作用、主客體作用、疏水作用等物理作用交聯形成的水凝膠。具有空軌道(d、f)的過渡金屬離子，如Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺，可以與有孤對電子的基團，如-COOH、-NH₂、-OH，產生很強的配位作用。金屬配位相互作用中的金屬離子與配體的選擇范圍很廣，在外界刺激下可以很快產生響應，并且具有一定的可調控性，被廣泛用于合成自愈性材料。因此提出以羧甲基殼聚糖和金屬離子為原料合成具有自修復性的抗菌水凝膠。

發明內容

本發明的目的是解決傳統水凝膠機械強度低、使用壽命短的問題，提供一種自修復抗菌水凝膠及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種自修復抗菌殼聚糖水凝膠及其制備方法，其特征在于該水凝膠是自修復抗菌水凝膠，所述自修復抗菌水凝膠的制備方法包括：(1)以羧甲基殼聚糖與沒食子酸為原料進行反應，得到一種可溶性羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物，反應物沒食子酸與羧甲基殼聚糖上羧基的摩爾比為1∶1～10∶1；(2)將羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物的水溶液與FeCl₃溶液混合，調節混合溶液的pH至5～10，得到自修復殼聚糖水凝膠，羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物水溶液與FeCl₃溶液的濃度比為5∶1～20∶1。

一種上述自修復抗菌水凝膠的制備方法，該方法的具體步驟為：

將羧甲基殼聚糖粉末分散于100毫升去離子水中，室溫條件下置于磁力攪拌器上攪拌至完全溶解得到羧甲基殼聚糖溶液。將沒食子酸溶于20毫升乙醇中，加入等摩爾量的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽，室溫條件下攪拌5-15分鐘，再加入等摩爾量的N-羥基琥珀酰亞胺，在冰水浴中攪拌1小時，得到混合溶液。然后將上述混合溶液逐漸加入到羧甲基殼聚糖溶液中，冰水浴攪拌30分鐘，在室溫條件下繼續攪拌24小時。將最終得到的反應液離心，乙醇溶液反復洗滌，倒入透析袋中用去離子水透析24～48小時，真空干燥箱中干燥至恒重即可得到水溶性的羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物(GA-CMCS)。將GA-CMCS溶于10毫升去離子水中，然后加入5毫升FeCl₃溶液，調節混合溶液的pH至6～10，在室溫條件下得到具有自修復性能的水凝膠。

本發明的優點和有益效果

本發明通過簡單混合制備羧甲基殼聚糖基水凝膠，反應條件溫和，操作簡單，產物性能優異。合成水凝膠中羧甲基殼聚糖沒食子酸衍生物起到抗菌劑的作用，具有優異的抗菌能力，可以保護水凝膠免受自然環境中的微生物攻擊，延長其壽命；鐵離子與羧基和羥基之間的配位結合，使水凝膠保持了良好的自愈性。本發明所涉及的水凝膠具有優異的自愈合性合抗菌性等特性，擴大了水凝膠在生物醫學領域的應用，擴充了智能水凝膠的種類。

附圖說明