一种聚维酮碘抗菌材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种采用羧甲基壳聚糖固定的新型聚维酮碘抗菌敷料的制备方法。将羧甲基壳聚糖接枝（聚丙烯酸盐－共聚－Ｎ－乙烯基吡咯烷酮）溶于水后与碘进行络合反应，反应结束后减压蒸馏除去溶剂和部分未反应的碘，并采用正庚烷浸泡洗涤产物进一步除去未完全反应的碘，冷冻干燥并粉碎后得到羧甲基壳聚糖固定的新型聚维酮碘抗菌敷料：羧甲基壳聚糖接枝（聚丙烯酸盐－共聚－Ｎ－乙烯基吡咯烷酮）－碘。该产品具有抗菌性能好，抗菌效果时效长，可吸收伤口分泌物等优点，可望在生物医用材料领域获得广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型聚维酮碘抗菌材料及其制备方法。属于高分子材料的合成领域。
技术介绍
传统的I2-酒精溶液是常用的医用消毒剂，广泛应用于外科手术时的伤口及手术器械的消毒。传统的临床消毒是用碘酒，但由于碘酒中的酒精对人体会有刺激性和副作用，许多治疗过程较难适应。I2作为杀菌消毒活性成分在水中的溶解度又很小，I2的水溶液达不到杀菌消毒的效果。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)是一种新型非离子性水溶性高分子材料，它具有优异的络合性能，可以与碘分子相互络合，形成高效、广谱、无毒的抗菌剂聚维酮-碘(PVP-I2)，该抗菌剂是碘伏的一种，已经广泛应用于医学临床。由于PVP络合增加了碘在水中的溶解度，制成的PVP-I2溶液具有与碘酒同等的杀菌效果。PVP-I2在与皮肤、粘膜接触后，通过逐渐释放出的有效碘的氧化作用对微生物起到杀灭作用，其对细菌芽孢、真菌和病毒等都有强大的杀伤能力。通常将其制成水溶液、膏状或无定形粉末等外用药，或吸附在基材上使用。但由于PVP具有良好的水溶性，遇水后碘非常容易解析出来，从而影响药用性能和持久性。羧甲基壳聚糖是一种重要的水溶性壳聚糖衍生物，它保持了壳聚糖所具有的良好的生物可降解性、生物相容性等优点，同时具有优异的反应活性，可以克服由于壳聚糖的溶解性能有限而使反应性能受到限制的缺点，易于进一步进行化学改性，扩大其应用范围。接枝共聚反应是羧甲基壳聚糖改性的重要方法之一，它可以通过引入高分子侧链制得各种功能性衍生物，产物在絮凝剂、离子交换剂、生物降解塑料、医用敷料和缓释材料等领域均具有广泛用途。中国专利CN 01132215.2公开了一种抗菌药植入缓释剂型及其制备方法。其中以羧甲基壳聚糖为缓释辅料，以抗菌药为载药，通过乳化交联工艺制备成一种可降解缓释微球，用于植入手术切口来预防手术后切口局部的感染。但这种交联的羧甲基壳聚糖不适用对碘类抗菌药的固定。因此需要提供一种碘类抗菌药物的固定方法，既能保证其杀伤能力，又能够增强其缓释性能，以进一步提高药效持久性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种含碘抗菌材料，以在保证其对细菌、病毒等的杀伤力的前提下，具有更好的缓释性能，以提高药效持久性。本专利技术另一目的在于提供一种含碘抗菌材料的制备方法，以进一步增强抗菌剂的缓释性能，提高药效持久性。本专利技术提供了一种聚维酮碘抗菌材料，采用羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)-碘络合物((CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)-I2)，式中Me＝Na或K)作为抗菌成分，其有效碘的质量含量在0.8％～6.2％范围。本专利技术所提供的聚维酮碘抗菌剂的制备采用溶液法使碘分子与羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)，特别是聚乙烯基吡咯烷酮链段进行络合。通过将水溶性的壳聚糖衍生物N，O-羧甲基壳聚糖与不饱和乙烯基单体，丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮进行接枝共聚制得新型的壳聚糖衍生物CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)(Me＝Na或K)，并利用PVP链段的络合性能，与碘分子结合，制得本专利技术的聚维酮碘抗菌剂。具体地说，本专利技术的抗菌材料是通过以下方法制备的1.制备羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)(CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP))；2.第1步接枝共聚产物与碘络合。步骤1中接枝共聚反应过程为羧甲基壳聚糖水溶液在40～100℃与引发剂反应至少30分种，加入丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮的混合物，反应3～10小时。其中所述的引发剂为丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮总质量1～9wt％的偶氮二异丁腈或丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮总质量2.5～11wt％的H2O2/NH3·H2O(1/3体积的30％H2O2和2/3体积的浓NH3·H2O)。所述丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮的混合物与羧甲基壳聚糖质量比为5～14∶1(丙烯酸占丙烯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮总质量的50～90％)。步骤2中络合反应的反应过程为将步骤1的产物溶解得到CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)水溶液，加热至30～60℃。另取碘的乙醇溶液加入到CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)水溶液中，水浴保温，搅拌反应1～7小时即可。步骤1中羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)(CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP))的详细制备过程在蒸馏水中将羧甲基壳聚糖充分溶解后，控制体系温度在40～100℃(对偶氮二异丁腈引发的反应最好在60～100℃范围内，采用H2O2/NH3·H2O引发的反应最好在40～80℃范围内)，在氮气保护下加入单体1～9wt％的偶氮二异丁腈或单体2.5～11wt％的H2O2/NH3·H2O引发剂(1/3体积的30％H2O2和2/3体积的浓NH3·H2O)，反应30分钟后加入与羧甲基壳聚糖质量比为5～14∶1的用氢氧化钠或氢氧化钾完全中和的丙烯酸和N-乙烯基吡咯烷酮的混合物(丙烯酸占单体总质量的50～90％)，控制体系中总水量与单体质量比为5～40∶1，在前述温度下继续反应3～10小时后停止反应。将产物用与单体质量比为8～45∶1乙醇沉淀后通过2500转/分的高速搅拌将沉淀打碎，并在高速搅拌下反复用乙醇洗涤，抽滤后将滤饼分散在乙醇/水混合溶液中浸泡进一步纯化，再次抽滤后将滤饼真空干燥并粉碎得到羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)。步骤2中羧甲基壳聚糖接枝(聚丙烯酸盐-共聚-N-乙烯基吡咯烷酮)-碘络合物(CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)-I2)的详细制备过程为将CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)粉末溶于与其质量比为10～20∶1的蒸馏水中，通过5％的稀醋酸溶液将溶液中和到pH＝5～6并加热至30～60℃。另取占接枝共聚物质量分数为5～50％的碘单质粉末溶于与接枝共聚物的质量比为1～3∶1的乙醇中，将溶解后的碘溶液慢慢加入到CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)水溶液中，水浴保温，搅拌反应1～7小时后通过减压蒸馏对产物进行浓缩，并除去过量的未络合的碘。产物用正庚烷充分浸泡至上层清液为无色透明为止，倒掉上层清液后将产物冷冻干燥后得到CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)-I2。产物有效碘含量的测定按照中华人民共和国药典2000版的标准，采用硫代硫酸钠电位滴定法对产物中有效碘的含量进行测定。产物抗菌性能的测定1、培养基的配制固体培养基按照卫生部消毒技术规范(2002年版)中的要求进行配制。2、试验菌的接种用无菌棉拭子蘸取浓度为5×105cfu/ml～5×106cfu/ml试验菌液，在营养琼脂培养基平板周围均匀涂抹3次，每涂抹1次，平板应转动60°，最后将棉拭子绕平板边缘涂抹一周。盖好平皿，室温下干燥5min。3、样品抗菌性能的测试将消毒后的CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)和CMCTS-g-(PAAMe-co-PVP)-I2样品撒到平板表面，使平板上粉末的覆盖直径为5mm，厚度小于4mm。盖好平皿，置37℃恒温培养箱内，培养16h后观察结果。用游标卡尺测量抑菌环的直径，试验重复3次。对样品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能进行测试。本专利技术主要利用了接枝共聚产物中乙烯基吡咯烷酮链段与碘的化学作用对碘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚维酮碘抗菌材料，其特征在于采用羧甲基壳聚糖接枝（聚丙烯酸盐－共聚－Ｎ－乙烯基吡咯烷酮）－碘络合物（（ＣＭＣＴＳ－ｇ－（ＰＡＡＭｅ－ｃｏ－ＰＶＰ）－Ｉ↓［２］），式中Ｍｅ＝Ｎａ或Ｋ）作为抗菌成分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭惠民，陈煜，
申请(专利权)人：陈煜，谭惠民，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]