玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/TiO2杂化材料及其制备方法和用途技术

一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/TiO2杂化材料的制备方法为：将十二烷基硫酸钠改性的纳米TiO2分散在1~3v/v%的醋酸溶液中，加入壳聚糖，得到壳聚糖/纳米TiO2乳浊液；或将十二烷基硫酸改性的纳米TiO2分散在蒸馏水中，加入羧甲基壳聚糖，得到羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液；在壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液中加入玉米芯直链性半纤维素，回流，热交联反应，得到玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/TiO2杂化材料。其优点为：制备方法绿色环保、工艺简便易工业化；其产品具有优异的抗菌止血功效，良好的生物相容性且对多种细菌有显著的抑制作用。

【技术实现步骤摘要】
玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖ΑΠ 〇2杂 化材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti〇2杂化材料 及其制备方法和用途，属于医用生物材料科学领域。
技术介绍
人体血管损伤后，控制血液的流动对维持生命活动是至关重要的。血液凝固的过 程以及损伤组织的修复过程称之为止血。止血机制如下：损伤组织部位的血管收缩，限制血 液的流动，随后血小板被凝血酶激活，聚集在损伤部位形成一个临时的、松散的血小板栓。 血小板的聚集是止血机制第一个过程。止血机制的第二个过程涉及诸多体液丝氨酸蛋白酶 等凝血因子的相互作用，这些因子与钙和磷脂表面相互作用产生牢固的纤维蛋白网，能增 强易碎的血小板栓进行止血，直到损失组织自身修复。止血机制的最后过程是纤溶，和凝血 因子一样，纤溶也是一种激活剂和抑制剂之间复杂的相互作用，使血纤维蛋白溶酶原转化 为纤维蛋白溶酶，继而纤维蛋白溶解酶会溶解纤维蛋白凝块的过程。 木质纤维素由纤维素、木质素和半纤维素组成，是自然界最丰富的生物资源。半纤 维素是介于纤维素和木质素的一类杂聚多糖，由于其分子的异质性、多分散性，分枝度高和 无定形结构，从而造成半纤维素基础理论研究的困难，限制了它的研究与开发。另一方面， 壳聚糖是第二大生物资源甲壳素的N-脱乙酰基的产物，是唯一大量存在的碱性多糖。壳聚 糖因其具有抗菌、无毒、生物相容性、可生物降解、高透气性、高亲水性和促进伤口愈合等优 点而成为止血材料的研究热点。然而，单一的壳聚糖止血时间较长，且杀菌和抑菌能力较 弱。 【
技术实现思路
】 本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种绿色环保、工艺简便 易工业化，可促进伤口愈合、持久抗菌效果的医用抗菌止血材料及其制备方法和用途。 本专利技术的目的通过下述技术方案实现： -种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化材料的制备方 法，包括如下步骤： (1)制备玉米芯直链性半纤维素； (2)制备十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02 ; (3)制备玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化材料： 将步骤（2)制备的十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02分散在1?3v/v%的醋酸溶 液中，加入壳聚糖，搅拌，每隔半小时超声分散10?15min，搅拌8?12h后，得到壳聚糖/ 纳米1102乳浊液；或 将步骤（2)制备的十二烷基硫酸改性的纳米Ti02分散在蒸馏水中，加入羧甲基壳 聚糖，搅拌，每隔半小时超声分散10?15min，搅拌8?ia后，得到羧甲基壳聚糖/纳米 Ti02乳浊液； 在壳聚糖/纳米Ti〇2乳浊液或羧甲基壳聚糖/纳米Ti〇2乳浊液中加入步骤（1) 制备的玉米芯直链性半纤维素，搅拌，每隔半小时超声分散10?15min，搅拌3?4h后得到 玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米Ti0 2乳浊液； 将玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米Ti02乳浊液在80? l〇〇°C回流40?50min，然后在常压40?50°C条件下热交联反应7?8h，冷冻干燥后得到 玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti0 2杂化材料。 所述壳聚糖脱乙酰度在90%以上。 所述步骤（1)中的玉米芯直链性半纤维素的制备方法，包括如下步骤： 将玉米芯粉碎，过1.0?3. 0mm的孔径筛后，用甲苯和乙醇的体积比为1 :1-2 :1的 混合溶剂提取5?7h，35?50°C鼓风干燥16?24h，得到脱蜡生物质； 所得的脱蜡生物质用蒸馏水在50?90°C提取2?3h，冷却后过滤，得残渣，将残 渣与亚硫酸钠加入到水中，调节pH为3. 0?4. 0,在50?100°C提取2?3h，洗涤至中性， 在40?50°C下干燥16?24h，得到综纤维素； 用6?10wt%碱性溶液在30?40°C提取综纤维素16?20h，过滤收集滤液，调节 滤液的pH为5. 0?7. 0,减压浓缩，得到浓缩液； 向浓缩液中加入无水乙醇，搅拌10?15min，静置，离心，得到沉淀，洗涤，冷冻，干 燥，得到玉米芯直链性半纤维素。 所述残渣与亚硫酸钠质量比为1 :1?1. 4 ;所述碱液为K0H溶液或NaOH溶液。 所述步骤（2)中十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02的制备方法为： 将纳米Ti02加入到0· 5?0· 7wt%十二烷基硫酸钠溶液中，调节pH为4. 0?6. 0， 搅拌5?8h，离心，洗涤，干燥，得到十二烷基硫酸钠改性纳米Ti02粉体。 所述纳米Ti02粒径为25?30nm。 所述羧甲基壳聚糖的制备方法为：在室温下，将壳聚糖在异丙醇中搅拌溶胀1? 2h，加入30?40wt %的氢氧化钠溶液，充分搅拌2?3h，滴加40?50%的氯乙酸的异丙醇 溶液，60?80°C水浴反应4?5h，用冰醋酸调节溶液的pH为中性，用无水乙醇反复洗涤析 出，干燥，即得羧甲基壳聚糖。 所述壳聚糖的加入量为0. 08-0. 13g/L ;所述半纤维素、壳聚糖或羧甲基壳聚糖与 十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02质量比为1?4 :1 :0. 04?0. 1。 -种上述方法制备的玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化 材料。 上述玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化材料在抗菌止血 材料中的应用。 本专利技术利用玉米芯直链性半纤维素改性壳聚糖，并引入纳米二氧化钛使得壳聚糖 敷料的止血效果更加理想，并为半纤维素的研发和利用开辟新途径。单糖分析结果表明玉 米芯半纤维素单糖组分及含量分别为：木糖，73.4% ;葡萄糖，17.2% ;半乳糖，4. 1% ;阿拉 伯糖，4. 0% ;葡萄糖醛酸，1. 2%。阿拉伯糖与木糖的比例为5. 4,葡萄糖醛酸与木糖的比例 为1. 6,在竹木、杨木及杉木等植物来源的半纤维素中其枝化度最低，直链性程度最高。研究 表明较低的分子量和较小的空间位阻使直链性玉米芯半纤维素能与壳聚糖或羧甲基壳聚 糖发生美拉德反应，而枝化度较高和侧链较多的竹木、杉木和杨木半纤维素却因其较高的 空间位阻而不能与壳聚糖或羧甲基壳聚糖发生美拉德反应。因伤口易被各种致病性微生物 感染，故止血材料的抗菌活性是其重要实用价值之一，而大量的文献报道美拉德反应产物 具有抗菌功能，故本专利技术制备的玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti〇 2杂 化材料具有良好的抗菌止血性能。 与现有技术相比，本专利技术的优点为： (1)采用本专利技术的方法制备得到的玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚 糖/Ti〇 2杂化材料具有优异的抗菌止血功效，良好的生物相容性，可应用于不同形式的医用 止血，与其他医用材料结合可制成止血粉、止血药以及止血纱布。 (2)本专利技术制备的玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化材 料对金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌、巨大芽孢杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌及变 形杆菌等具有显著的抑制作用。 (3)本专利技术的制备方法绿色环保、工艺简便易工业化。 【附图说明】 图1为在实施例3制备的玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖/Ti02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/TiO2杂化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）制备玉米芯直链性半纤维素；（2）制备十二烷基硫酸钠改性的纳米TiO­2；（3）制备玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/TiO2杂化材料：将步骤（2）制备的十二烷基硫酸钠改性的纳米TiO2分散在1~3 v/v%的醋酸溶液中，加入壳聚糖，搅拌，每隔半小时超声分散10~15 min，搅拌8~12 h后得到壳聚糖/纳米TiO2乳浊液；或将步骤（2）制备的十二烷基硫酸改性的纳米TiO2分散在蒸馏水中，加入羧甲基壳聚糖，搅拌，每隔半小时超声分散10~15 min，搅拌8~12 h后，得到羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液；在壳聚糖/纳米TiO2乳浊液或羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液中加入步骤（1）制备的玉米芯直链性半纤维素，搅拌，每隔半小时超声分散10~15 min，搅拌3~4 h后，得到玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液；将玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米TiO2乳浊液在80~100℃回流40~50 min，然后在常压40~50℃条件下热交联反应7~8 h，冷冻干燥后得到玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/ TiO2杂化材料。...

【技术特征摘要】
1. 一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti〇2杂化材料的制备方法， 其特征在于包括如下步骤： (1) 制备玉米芯直链性半纤维素； (2) 制备十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02 ; (3) 制备玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂化材料： 将步骤（2)制备的十二烷基硫酸钠改性的纳米Ti02分散在1~3 v/v%的醋酸溶液中，力口 入壳聚糖，搅拌，每隔半小时超声分散ΚΓ15 min，搅拌8~12 h后得到壳聚糖/纳米1102乳 浊液；或 将步骤（2)制备的十二烷基硫酸改性的纳米1102分散在蒸馏水中，加入羧甲基壳聚糖， 搅拌，每隔半小时超声分散ΚΓ15 min，搅拌8~12 h后，得到羧甲基壳聚糖/纳米Ti02乳浊 液； 在壳聚糖/纳米Ti〇2乳浊液或羧甲基壳聚糖/纳米Ti〇2乳浊液中加入步骤（1)制备 的玉米芯直链性半纤维素，搅拌，每隔半小时超声分散1〇~15 min,搅拌3~4 h后，得到玉米 芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米Ti02乳浊液； 将玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/纳米Ti02乳浊液在8(n〇0°C回 流4(T50 min，然后在常压4(T50°C条件下热交联反应疒8 h，冷冻干燥后得到玉米芯直链性 半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/ Ti02杂化材料。2. 根据权利要求1所述一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/Ti02杂 化材料的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖脱乙酰度在90%以上。3. 根据权利要求1或2所述一种玉米芯直链性半纤维素/壳聚糖或羧甲基壳聚糖/ Ti02杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)中的玉米芯直链性半纤维素的制备方 法，包括如下步骤： 将玉米芯粉碎，过1. 0?3. 0 mm的孔径筛后，用甲苯和乙醇的体积比为1 :1-2 :1的混 合溶剂提取5?7 h，35?50 °C鼓风干燥16?24 h，得到脱蜡生物质； 所得的脱蜡生物质用蒸馏水在50?90 °C提取2~3 h，冷却后过滤，得残渣，将残渣与 亚硫酸钠加入到水中，调节pH为3.0?4.0,在50?100 °C提取2?3 h，洗涤至中性，在 4(T50°C下干燥16?24 h，得到综纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜予民，吴述平，邓红兵，施晓文，张俐娜，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42