[發(fā)明專利]一種具有抗菌性的復(fù)合水凝膠及其制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010239200.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN111286046A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓佳穎;吳達(dá);費(fèi)婷;張乾;劉百戰(zhàn);盛科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08L33/24;C08L5/04;C08L87/00;A61K9/06;A61K33/38;A61K47/32;A61K47/36;A61L27/16;A61L27/20;A61L27/52;A61L27/54;A61P31/04
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 沈攀攀;許亦琳

本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有抗菌性的復(fù)合水凝膠及其制備方法及應(yīng)用。所述復(fù)合水凝膠包括由單體異丙基丙烯酰胺聚合和海藻酸鈉形成的水凝膠，所述抗菌材料負(fù)載于所述水凝膠上，所述水凝膠為半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。發(fā)明中海藻酸鈉具有低毒性、良好的生物相容性，能與異丙基丙烯酰胺聚合成生物友好型水凝膠，對(duì)生物體的活性的影響減小；具有相轉(zhuǎn)變的水凝膠能根據(jù)溫度的不同吸收或釋放水凝膠中的水分子；同時(shí)Ag?MOFs作為抗菌因子，對(duì)于大腸桿菌與金黃色葡萄球菌具有顯著的抑制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有抗菌性的復(fù)合水凝膠及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

海藻酸鈉海藻酸鈉為白色或淡黃色粉末，幾乎無(wú)臭無(wú)味。海藻酸鈉溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。溶于水成粘稠狀液體，1％水溶液pH值為6-8。當(dāng)pH＝6-9時(shí)粘性穩(wěn)定，加熱至80℃以上時(shí)則粘性降低。海藻酸鈉無(wú)毒，LD505000mg/kg。螯合劑對(duì)海藻酸鈉溶液性質(zhì)的影響螯合劑可以絡(luò)合體系中的二價(jià)離子，使得海藻酸鈉能穩(wěn)定于體系中。海藻酸鈉是天然高分子，由甘露糖醛酸(M)和古洛糖醛酸(G)有規(guī)律地連結(jié)而成的。它的結(jié)構(gòu)中含有大量的-COO－，是一種線形聚電解質(zhì)，電荷密度較高，在水溶液中表現(xiàn)為聚陰離子行為。由于海藻酸鈉無(wú)毒、無(wú)刺激性，所以它已經(jīng)被收入在美國(guó)藥典中，常用作食品的添加劑、醫(yī)藥載體等。此外，海藻酸鈉容易形成凝膠，而且制備條件相對(duì)緩和，極大地確保了細(xì)胞和酶等物質(zhì)的生物活性，這也是它的優(yōu)勢(shì)之處。

Ag-MOFs在使用過程中，銀離子從金屬框架內(nèi)釋放，而發(fā)揮抗菌作用。銀離子的殺菌過程均是通過與細(xì)胞膜作用，而使其失去正常傳輸介質(zhì)的能力，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。銀離子可在細(xì)胞壁的外部形成不規(guī)則的凹陷，進(jìn)而影響細(xì)胞膜的通透性,致使銀離子在細(xì)胞內(nèi)堆積而使細(xì)菌死亡。金屬框架內(nèi)的銀離子可以破壞細(xì)胞膜或使細(xì)菌發(fā)生質(zhì)壁分離，阻礙細(xì)胞壁的正常合成，而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。

如何構(gòu)建具有多重敏感性水凝膠，同時(shí)具有一定抗菌性能的材料且在微環(huán)境中應(yīng)用仍屬空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中水凝膠包含有毒化學(xué)交聯(lián)劑、不具有可逆的溶膠和凝膠轉(zhuǎn)變與抗菌性的問題，提供了一種具有抗菌性的復(fù)合水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明一方面提供一種復(fù)合水凝膠，所述復(fù)合水凝膠包括由異丙基丙烯酰胺單體聚合和海藻酸鈉形成的水凝膠，所述抗菌材料負(fù)載于所述水凝膠上，所述水凝膠為半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述抗菌材料選自Ag-MOFs材料。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述單體異丙基丙烯酰胺聚合和海藻酸鈉在交聯(lián)劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑存在的條件下形成所述半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑選自N、N-亞甲基雙丙烯酰胺；

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述引發(fā)劑選自過硫酸銨；

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述促進(jìn)劑選自四甲基乙二胺。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述復(fù)合水凝膠的相轉(zhuǎn)變溫度為32℃～40℃。

本發(fā)明另一方面提供本發(fā)明所述的復(fù)合水凝膠的制備方法，包括：將異丙基丙烯酰胺、抗菌材料、交聯(lián)劑和海藻酸鈉，在引發(fā)劑和促進(jìn)劑存在的條件下反應(yīng)，制備獲得復(fù)合水凝膠。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，反應(yīng)在溶劑存在的條件下進(jìn)行，所述溶劑選自水。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，反應(yīng)溫度0～4℃。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述異丙基丙烯酰胺、海藻酸鈉和抗菌材料的投料質(zhì)量比為200～400：25～75：1。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑為異丙基丙烯酰胺質(zhì)量的0.4％-0.6％。