[發明專利]一種彈性聚氨酯抗菌材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010800716.5
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111909343B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 楊明華;許媛歡;趙錦;聶瓊芳;葉如蘭
• 申請（專利權）人: 麗水學院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/38;C08G18/32;A61K47/34
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 陳向群

本發明公開了一種彈性聚氨酯抗菌材料及其制備方法，首先將酒石酸和聚多元醇催化反應得到改性聚多元醇，再向改性聚多元醇中加入抗菌藥物和乳化劑，高溫反應一段時間后通入氮氣降溫，向反應物中加入多元異氰酸酯和擴鏈劑，并用天麻素封端，得到彈性聚氨酯抗菌材料。本發明的抗菌材料在細菌存在時能產生ROS刺激響應，有效地提高藥物利用率；本發明提供酒石酸自身帶有大量活性官能團，可以形成交聯的網絡結構，且可以通過合成原料比例的調整改變網絡結構的交聯密度，對抗菌材料響應時藥物釋放速率進行調控。加入的天麻素能夠提高聚氨酯抗菌材料的機械性和抗變形性，使聚氨酯抗菌材料在ROS響應釋藥過程中產生化學鍵斷裂后仍具有良好的物理機械性能。

技術領域

本發明屬高分子材料領域，涉及一種彈性聚氨酯抗菌材料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯是一種具有優異耐磨性、耐化學腐蝕性以及易加工等特點的材料，它可以應用于工業制品涂裝、食品包裝、醫用輔助材料等領域。此外，聚氨酯還可通過化學修飾或者改變原料組成來獲得各種功能。

傳統的聚氨酯材料在日常使用中容易受到周圍環境的細菌污染，研究工作者通過在材料內包載抗菌劑來避免這個問題。但是這種傳統的材料會將抗菌劑持續釋放到環境中，這樣帶來的問題是，當環境中細菌不多的時候，過量持續釋放的抗菌劑不僅存在著浪費情況，且未被利用的抗菌劑會隨著循環系統進入周邊環境中引起環境污染；而當環境存在較多細菌的時候則可能存在抗菌劑劑量不夠，無法實現理想的殺菌效果。響應型藥物釋放體系作為一種能夠根據外界環境中的物理或化學因素(如溫度、pH、物質種類、磁場、電場和光等)的變化來改變聚合物功能的載體材料，可以實現藥物的定位、定量釋放，既可以實現高效殺菌，又能減少抗菌劑不必要的浪費。有研究表明，活性氧(ROS)作為有氧呼吸的代謝副產物，可以在細菌生長和增殖的過程中表達，由于活性氧具有較高的反應活性，它們可以與許多不同的化合物發生化學反應，由此可以通過環境中的細菌生長增殖產生ROS時，刺激材料產生反應變化來響應釋放抗菌劑。

此外，有研究表明以石油基為原料的聚氨酯材料在性能方面還存在有著較大欠缺，而且原料選擇上全部為石油基類的聚氨酯還不利于環境保護及可持續發展。我們在開發聚氨酯應用過程中發現，通過在聚氨酯合成原料中加入天然化合物，既可以提高聚氨酯材料的可降解性和生物相容性，又能根據加入的天然化合物提高相應的性能。由于天然化合物酒石酸自身帶有大量活性官能團，以其為原料制備得到的聚合物具有交聯的網絡結構，且通過合成原料比例的調整，可以改變網絡結構的交聯密度，但目前用其合成抗菌材料的研究報道很少。因此，我們可以能將其應用于制備聚氨酯抗菌材料，并通過改變網絡結構的交聯密度對載體響應時的釋藥速率進行調控。除此之外，傳統的聚合物在發生ROS響應釋藥時一般通過聚合物鏈段的斷裂實現，這嚴重影響聚合物材料的物理機械性能，如果聚合物原來的物理機械性能較為普通，那么響應后的材料會失去使用價值。因此，具有這種響應型的材料需要具有較為優異的物理機械性能，特別是抗變形性能。

發明內容

本發明的目的是針對傳統抗菌材料所存在的系列問題，開發了一種全新的響應型抗菌的聚氨酯材料。本發明提供的聚氨酯抗菌材料是由天然化合物改性的聚多元醇、多異氰酸酯和擴鏈劑反應后，用天麻素封端制得的。具有良好的可降解性和生物相容性。本發明提供的抗菌材料在細菌存在時能刺激ROS產生響應，有效地提高藥物利用率。本發明提供的酒石酸帶有大量活性官能團，可以形成交聯的網絡結構，且可以通過合成原料比例的調整改變網絡結構的交聯密度，對載體材料響應時藥物釋放速率進行調控；本發明提供的天麻素能夠提高聚氨酯抗菌材料的機械性和抗變形性，使聚氨酯抗菌材料在ROS響應釋藥過程中產生化學鍵斷裂后仍具有滿足使用的物理機械性能。

以為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:

本發明開發了一種彈性聚氨酯抗菌材料的制備方法，包括如下步驟：

1)改性聚多元醇的制備：