[發(fā)明專利]一種二維或三維纖維素基多孔抗菌材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111146115.8
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113845691A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李澧;李彬;顧俊;范寶超;張帥鋒;張雪寒;夏學(xué)峰;周俊明;祝昊丹;汪偉;王丹丹
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08B15/06;A61K31/7036;A61K47/61;A61P31/04;C08L1/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 邢賢冬

本發(fā)明公開了一種二維或三維纖維素基多孔抗菌材料，是以纖維素為主體材料，以酸為催化劑，以烷基二醛為交聯(lián)劑，通過化學(xué)方法接枝抗生素，再將樣品溶解在低溫堿/尿素溶液或者離子液體中，采用溶膠?凝膠法制備成的二維纖維素基多孔抗菌材料或纖維素基多孔抗菌微球。本發(fā)明纖維素基抗菌材料不溶于水和常規(guī)的有機溶劑，有效的減少了抗生素因為易溶產(chǎn)生的水污染問題。本發(fā)明纖維素基抗菌材料對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌均有明顯的抑制作用，是一種穩(wěn)定、高效、廣譜、可食的抗菌劑，且具有極低的細(xì)胞毒性。本發(fā)明二維纖維素基抗菌多孔材料、三維纖維素基抗菌微球均具有良好的耐胃酸性，可以作為口服型抑菌材料，過胃酸后直接抑菌腸道細(xì)菌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，涉及一種二維或三維纖維素基多孔抗菌材料及其制備方法，具體涉及一種接枝改性的纖維素基抗菌材料及其制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，常規(guī)醫(yī)療程序(例如手術(shù)、重癥監(jiān)護醫(yī)學(xué)和感染治療)離不開抗生素。然而，抗生素的濫用導(dǎo)致大量致病菌產(chǎn)生耐藥性，嚴(yán)重危害人類的生命健康。研究人員預(yù)測，到2050年，抗菌素耐藥性將導(dǎo)致超過1000萬人死亡，超過癌癥的死亡率。因此，研制一種不同于傳統(tǒng)抗生素的新型、高效、安全的抗菌材料極具市場價值。

殼聚糖基抗菌劑(CAMs)，特別是殼聚糖微米和納米顆粒，被認(rèn)為是具有應(yīng)用前景的抗生素替代品之一。CAMs對各種病原體顯示出強大的廣譜抗菌活性，在體外和細(xì)胞系中不會引起毒性，并且在很長一段時間內(nèi)幾乎不會產(chǎn)生抗菌素耐藥性。然而，與抗生素相比，CAMs對各種病原體的抗菌活性相對較低。

纖維素是取之不盡用之不竭的天然高分子，具有大量可修飾的羥基位點、無毒、良好的生物相容性，在大多數(shù)溶劑中穩(wěn)定。因此，纖維素被認(rèn)為是新型抗菌材料的優(yōu)良主體材料。近年來，人們研究了多種新型纖維素類抗菌材料，如季銨化纖維素抗菌材料、金屬氧化物/纖維素抗菌材料、殼聚糖/纖維素抗菌材料等。這些纖維素基抗菌材料通過修飾功能性抗菌分子或與抗菌材料混合，對許多病原菌顯示出顯著的抑制作用。然而，因為季銨化功能分子和金屬氧化物的存在，大部分的纖維素抗菌劑主要用于環(huán)境殺菌上。而殼聚糖/纖維素抗菌材料中，抑菌性主要來源于殼聚糖。殼聚糖對病原體抗菌活性較低的問題也限制了殼聚糖/纖維素材料的應(yīng)用。

因此，若能研發(fā)一種環(huán)保、穩(wěn)定、廣譜抑菌性高且廉價的纖維素基抗菌材料，將極具市場價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保、穩(wěn)定、廣譜抑菌性高且廉價的纖維素基抗菌材料。該纖維素基抗菌材料以纖維素為主體材料，通過縮醛反應(yīng)在親水不溶于水的纖維素上接枝硫酸卡那霉素、鹽酸卡那霉素等抑菌成分，制得粉末狀纖維基抑菌材料；隨后，為進一步提高了纖維素基抑菌材料的比表面積，在堿/尿素水溶液或者離子液體中溶解粉末狀纖維素基抑菌材料，通過溶膠-凝膠法制得二維多孔的纖維素基抑菌材料和三維多孔的纖維素基抑菌微球。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種二維或三維纖維素基多孔抗菌材料，所述的纖維素基抗菌材料是以纖維素為主體材料，以酸為催化劑，以烷基二醛為交聯(lián)劑，通過化學(xué)方法接枝抗生素，再將樣品溶解在低溫堿/尿素溶液或者離子液體中，采用溶膠-凝膠法制備成的二維纖維素基多孔抗菌材料或纖維素基多孔抗菌微球。

所述的纖維素為α-纖維素、棉纖維素、紙漿中的一種或多種。所述的紙漿中纖維素的純度85％。

所述的抗生素為鹽酸卡那霉素、硫酸卡那霉素。

所述的纖維素與抗生素的質(zhì)量比為1:0.001～1:1。

所述的烷基二醛為戊二醛、乙二醛、己二醛、壬二醛中的一種或多種。

所述的纖維素和烷基二醛的質(zhì)量比為1:0.01～1:1。

所述的酸為濃度為0.1～1M的鹽酸、硫酸、醋酸溶液、磷酸溶液；纖維素和酸的質(zhì)量體積比1:1～500g/μL。