一种壳聚糖修饰膨胀石墨及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种壳聚糖修饰膨胀石墨的制备和应用，在膨胀石墨上修饰壳聚糖，采用特大鳞片石墨制备膨胀石墨并进行壳聚糖修饰得到，具体方法为脱水缩合，用强氧化剂对膨胀石墨进行二次氧化引入含氧官能团，通过脱水缩合反应，将壳聚糖中的氨基和膨胀石墨表面的羧基结合，从而将壳聚糖修饰在膨胀石墨表面，得到的壳聚糖修饰膨胀石墨具有优异蛋白吸附、凝血性能，方法简单，易操作，成本低廉，便于推广使用，该壳聚糖修饰的膨胀石墨用于创面敷料，对蛋白质具有极强的吸附能力，并且具有促进凝血性能，同时又具有较好的透气性，与创面不发生粘连，适合于慢性伤口的护理和加速愈合。

Chitosan modified expanded graphite and preparation and application thereof

The invention discloses a preparation and application of chitosan modified expanded graphite, expanded graphite in the modified chitosan, with large flake graphite preparation of expanded graphite and chitosan modified by specific methods for dehydration and condensation, the expanded graphite introducing oxygen-containing functional groups two oxidation by strong oxidation agent, through dehydration the condensation reaction of chitosan in amino and carboxyl groups with expanded graphite, and the chitosan modified on the surface of expanded graphite, the chitosan modified expanded graphite has excellent protein adsorption, coagulation performance, simple method, easy operation, low cost, convenient use, wound dressing for modification of the expanded graphite shell chitosan, with strong adsorption ability of protein, and can promote the coagulation performance, but also has good permeability, and the wound does not occur Adhesions are suitable for chronic wound care and accelerated healing.

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖修饰膨胀石墨及其制备和应用
本专利技术属于材料
，特别涉及一种壳聚糖修饰膨胀石墨及其制备和应用。
技术介绍
由于慢性伤口的持续时间长，而且通常伴随着渗血和严重的炎症反应，因此慢性伤口敷料在满足透气、保湿等敷料基本要求之外，还需要具备优良的渗出液(脓液)吸附性能和止血能力。传统敷料如纱布、棉垫等是临床上常用的敷料，此类敷料对创面伤口渗出液的吸附能力有限，需要频繁更换；而且，由于纱布易于伤口发生粘连，在更换的过程中往往会造成二次伤害，延迟创面愈合。因此急需一种新型的创面敷料来代替传统敷料。膨胀石墨(EG)具有极大的比表面积和发达的网络孔隙，在吸附领域有较强的应用潜力。专利CN951155437.0采用普通大鳞片石墨(粒径≤0.5mm)制备敷料，由于颗粒小，片状敷料使用时，膨胀石墨颗粒易于脱落；而且由于膨胀石墨自身对血液的促凝效果一般，也限制了其在伤口敷料领域的应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种壳聚糖修饰膨胀石墨的制备和应用，可用于慢性伤口创面敷料，采用特大鳞片石墨制备膨胀石墨，其蠕虫颗粒大，在片状敷料使用中不会脱落，利用膨胀石墨优异的吸附性，不与创面粘连；且经过二次氧化后的氧化膨胀石墨具有大量的含氧官能团，为壳聚糖的接枝提供了活性位点，利用脱水缩合法制备壳聚糖修饰膨胀石墨，使创面敷料具备促进凝血的功能。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种壳聚糖修饰膨胀石墨，在膨胀石墨上接枝有壳聚糖分子，壳聚糖的质量百分比不低于10％。所述膨胀石墨采用氧化法制备，膨胀体积大于200mL/g，蠕虫长度为1-5cm。所述膨胀石墨采用特大鳞片石墨制备，所述特大鳞片石墨的粒度≥0.7mm，固定碳含量≥99％。所述膨胀石墨也可采用小鳞片石墨制备，所述小鳞片石墨的粒度≥0.7mm，固定碳含量≥99％。所述壳聚糖修饰膨胀石墨中，所接枝的壳聚糖分子量为50-100万。所述壳聚糖修饰膨胀石墨为片状壳聚糖修饰膨胀石墨，其密度≤0.1g/cm3。本专利技术还提供了所述壳聚糖修饰膨胀石墨的制备方法——脱水缩合法，包括以下步骤：步骤一，以特大鳞片石墨或小鳞片石墨为原料，采用化学氧化法获得可膨胀石墨；将可膨胀石墨于600-1050℃1分钟内快速膨化，得到膨胀石墨。步骤二，用强氧化剂对步骤一制备的膨胀石墨进行二次氧化，得到氧化膨胀石墨。步骤三，配置浓度为0.1mol/L的MES缓冲溶液，取0.5g制备的可膨胀石墨放入MES缓冲溶液中，加入5～10g的壳聚糖，室温搅拌30min～1h。将1gEDC溶解在20mL去离子水中，然后将其迅速加入上述MES溶液中，继续室温搅拌12～24h，放入80℃以下烘箱中烘干2～4h，得到壳聚糖修饰的可膨胀石墨所述步骤二中，使用的氧化剂为浓硫酸、浓硝酸或者高锰酸钾。本专利技术壳聚糖修饰膨胀石墨可用于创面敷料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)对伤口渗出液有极强的吸附能力，是普通脱脂棉纱布的6-7倍，尤其是对伤口渗出液中蛋白质的吸附能力更强。2)经过实验验证，膨胀石墨对伤口渗血具有促凝效果，凝血时间和出血量大概是普通纱布的一半左右。3)化学氧化法制备膨胀石墨工艺简单，成本低，而且在二次氧化过程中增加了膨胀石墨表面的含氧官能团，这些含氧官能团为壳聚糖的接枝提供了活性位点，在EDC的作用下，石墨的羧基和壳聚糖的氨基发生脱水缩合，使壳聚糖分子通过化学键稳定的固定于膨胀石墨上。4)采用特大鳞片石墨制备膨胀石墨用于创面敷料，由于其蠕虫颗粒大，易于制作敷料，敷料使用中蠕虫不会掉粉和脱落，操作便利，使用效果好。具体实施方式下面结合实施例详细说明本专利技术的实施方式。实施例一步骤一，以特大鳞片石墨为原料，采用化学氧化法获得可膨胀石墨；将可膨胀石墨于600-1050℃1分钟内快速膨化，得到膨胀石墨。步骤二，用浓硫酸对步骤一制备的膨胀石墨进行二次氧化，得到氧化膨胀石墨。步骤三，配置浓度为0.1mol/L的MES缓冲溶液，取0.5g制备的可膨胀石墨放入MES缓冲溶液中，加入10g的壳聚糖，室温搅拌1h。将1gEDC溶解在20mL去离子水中，然后将其迅速加入上述MES溶液中，继续室温搅拌12h，放入80℃以下烘箱中烘2h，得到壳聚糖修饰的可膨胀石墨。将上述制备的壳聚糖修饰膨胀石墨在SEM下观察，可以观察到膨胀石墨表面孔隙减少，对其进行XPS测试的结果表明，和膨胀石墨相比氧含量增高2-3倍。取壳聚糖修饰膨胀石墨3mg放在一个模具中进行轻微的挤压，压成一个直径为6mm的圆形片，密度约为0.08g/cm3。壳聚糖修饰膨胀石墨的吸附性能试验证明，壳聚糖修饰膨胀石墨对蛋白质溶液的吸附能力达到35ml/g，为纱布的6～7倍；对溶液中蛋白质的吸附量达到0.35g/g，为纱布的8～10倍；壳聚糖修饰膨胀石墨的止血性能试验表明，壳聚糖修饰膨胀石墨具有促进血液凝固的效果，凝血时间和失血量为普通纱布的一半左右。实施例二步骤一，以特大鳞片石墨为原料，采用化学氧化法获得可膨胀石墨；将可膨胀石墨于600-1050℃1分钟内快速膨化，得到膨胀石墨。步骤二，用浓硫酸对步骤一制备的膨胀石墨进行二次氧化，得到氧化膨胀石墨。步骤三，配置浓度为0.1mol/L的MES缓冲溶液，取0.5g制备的可膨胀石墨放入MES缓冲溶液中，加入5g的壳聚糖，室温搅拌1h。将1gEDC溶解在20mL去离子水中，然后将其迅速加入上述MES溶液中，继续室温搅拌24h，放入80℃以下烘箱中烘4h，得到壳聚糖修饰的可膨胀石墨。将上述制备的壳聚糖修饰膨胀石墨在SEM下观察，可以观察到膨胀石墨表面孔隙减少，对其进行XPS测试的结果表明，和膨胀石墨相比氧含量增高3-4倍。取壳聚糖修饰膨胀石墨3mg放在一个模具中进行轻微的挤压，压成一个直径为6mm的圆形片，密度约为0.08g/cm3。壳聚糖修饰膨胀石墨的吸附性能试验证明，壳聚糖修饰膨胀石墨对蛋白质溶液的吸附能力达到35ml/g，为纱布的6～7倍；对溶液中蛋白质的吸附量达到0.35g/g，为纱布的8～10倍；壳聚糖修饰膨胀石墨的止血性能试验表明，壳聚糖修饰膨胀石墨具有促进血液凝固的效果，凝血时间和失血量为普通纱布的一半左右。实施例三步骤一，以特大鳞片石墨为原料，采用化学氧化法获得可膨胀石墨；将可膨胀石墨于600-1050℃1分钟内快速膨化，得到膨胀石墨。步骤二，用浓硫酸对步骤一制备的膨胀石墨进行二次氧化，得到氧化膨胀石墨。步骤三，配置浓度为0.1mol/L的MES缓冲溶液，取0.5g制备的可膨胀石墨放入MES缓冲溶液中，加入7g的壳聚糖，室温搅拌1h。将1gEDC溶解在20mL去离子水中，然后将其迅速加入上述MES溶液中，继续室温搅拌24h，放入80℃以下烘箱中烘4h，得到壳聚糖修饰的可膨胀石墨。将上述制备的壳聚糖修饰膨胀石墨在SEM下观察，可以观察到膨胀石墨表面孔隙减少，对其进行XPS测试的结果表明，和膨胀石墨相比氧含量增高2-3倍。取壳聚糖修饰膨胀石墨3mg放在一个模具中进行轻微的挤压，压成一个直径为6mm的圆形片，密度约为0.08g/cm3。壳聚糖修饰膨胀石墨的吸附性能试验证明，壳聚糖修饰膨胀石墨对蛋白质溶液的吸附能力达到35ml/g，为纱布的6～7倍；对溶液中蛋白质的吸附量达到0.35g/g，为纱布的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，在膨胀石墨上接枝有壳聚糖分子，壳聚糖的质量百分比不低于10％。

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，在膨胀石墨上接枝有壳聚糖分子，壳聚糖的质量百分比不低于10％。2.根据权利要求1所述壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，所述膨胀石墨采用氧化法制备，膨胀体积大于200mL/g，蠕虫长度为1-5cm。3.根据权利要求1或2所述壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，所述膨胀石墨采用特大鳞片石墨制备，所述特大鳞片石墨的粒度≥0.7mm，固定碳含量≥99％。4.根据权利要求1或2所述壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，所述膨胀石墨采用小鳞片石墨制备，所述小鳞片石墨的粒度≥0.7mm，固定碳含量≥99％。5.根据权利要求1所述壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，所述壳聚糖修饰膨胀石墨中，所接枝的壳聚糖分子量为50-100万。6.根据权利要求1所述壳聚糖修饰膨胀石墨，其特征在于，所述壳聚糖修饰膨胀石墨为片状壳聚糖修饰膨胀石墨，其密度≤0.1g/cm3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中群，孙晓丹，沈万慈，黄正宏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11