钙锌离子复合抑菌海藻酸盐缓释材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合离子抗菌海藻酸盐材料及其制备方法。本发明专利技术提供了钙离子和锌离子复合的具有缓释功能的抑菌和促愈合的“双功能”海藻酸盐材料。首先制备富含钙锌离子的高比表面积的多孔固体作为缓释钙锌离子的载体，然后与海藻酸盐制备成凝胶状材料。富含两种离子的多孔固体能够在凝胶中均匀的分散，使得离子在凝胶中浓度均一，同时生物相容性多孔固体能够缓慢的向凝胶中释放钙离子和锌离子，达到持久抑菌、促进伤口愈合的功能。同时，制备的凝胶在与创面的接触面的钙锌离子的浓度基本维持恒定，其原理是通过“钙锌离子多孔载体‑一价离子型的海藻酸盐‑高价阳离子金属盐”三者之间动态平衡的协同作用结果，维持恒定均一的离子浓度。

Calcium zinc ion composite bacteriostatic alginate slow releasing material and preparation method thereof

The invention relates to a composite ion antibacterial alginate material and a preparation method thereof. The present invention provides calcium ion and zinc ion composite \double function\ alginate material with antibacterial and accelerating healing function. Firstly, porous solid with high specific surface area of calcium and zinc ions was prepared as carrier of slow release calcium and zinc ions, and then prepared with alginate as gel material. Porous solid containing two kinds of ions can be uniformly dispersed in the gel, the uniform ion concentration in the gel, and the biocompatibility of porous solids can slow the release of calcium ions and zinc ions to achieve lasting antibacterial gel, and promote wound healing function. At the same time, the concentration of the gel prepared in calcium and zinc ions and the contact surface of the wound remained constant, the principle is the interaction results of the dynamic balance between the calcium and zinc ion porous carrier monovalent ion type alginate high cation metal salt three, maintaining constant uniform ion concentration.

【技术实现步骤摘要】
钙锌离子复合抑菌海藻酸盐缓释材料及其制备方法
本专利技术涉及一种抗菌并且促进伤口愈合的双功能海藻酸盐医用材料缓释剂，具体涉及设计富含Ca和Zn离子的多孔载体并且利用海藻酸盐的生物相容性和促凝胶性来制备具备缓释功能和促愈合功能的材料。技术背景近年来随着各国老龄化问题的日趋严重，糖尿病、肥胖等发病率的持续增长，老年群体多发的褥疮、难愈性溃疡等慢性伤口护理需求日益增加，开发具有缓释作用的促进伤口愈合同时具有抑菌作用的缓释凝胶对减少了换药次数，降低对伤口带来的刺激，减轻患者的疼痛都具有十分重要的意义。钙离子是机体各项生理活动不可缺少的离子。它对于维持细胞膜两侧的生物电位，维持正常的神经传导功能。维持正常的肌肉伸缩与舒张功能以及神经-肌肉传导功能，还有一些激素的作用机制均通过钙离子表现出来。它的主要生理功能均是基于以上的基本细胞功能，主要有以下几点：1.钙离子是凝血因子，参与凝血过程。2.参与肌肉(包括骨骼肌、平滑肌)收缩过程；3.参与神经递质合成与释放、激素合成与分泌；当病菌、细菌、毒物等外来入侵者侵入人体时，是钙离子首先发出预警信号；随后钙离子又发出入侵者有何特性的信号，免疫系统随之组织相应的免疫细胞，捕获和吞噬敌人。一旦钙缺乏，就会发生免疫系统功能下降、紊乱，引发疾病。如：自身免疫性疾病红斑狼疮、风湿病；皮肤病：皮炎、痤疮等。最近的研究表明，锌离子具有加速和增强创伤组织再生的能力。人体缺锌后创伤上皮及愈合的组织中胶原含量减少，可溶性胶原含量增多，创伤不易愈合；补充锌离子后，人体的上皮组织中胶原的合成量明显增多，含胶原的组织破坏减少，创伤处的肉芽组织形成良好，创伤愈合加速。而且，生物实验证明，锌离子也具有一定的抑菌作用。然而研究表明，锌离子在人体的代谢时间为10小时，一般的补锌产品很难实现锌离子的缓释。这就制约了锌离子在外伤愈合治疗中的应用。同时，伤口的出血和渗液也会导致身体中钙离子的快速流失。因此，锌离子和钙离子的补充对创伤伤口的快速愈合具有很重要的生理意义。目前并没有一种长效的锌离子和钙离子复合缓释凝胶，基于此，本专利技术了一种钙锌离子复合的复合抑菌海藻酸盐长效缓释凝胶，实验证明此凝胶具有长达72小时的离子缓释能力，并能够维持均一恒定的离子浓度。
技术实现思路
本专利技术创新性的提供一种新型的具有同时缓释钙离子和锌离子功能的抗菌材料的制备方法。首先制备富含比例可调节的钙离子和锌离子两种离子的高比表面积的生物相容性多孔固体作为缓释离子的载体，然后与具有生物相容性的海藻酸盐制备成凝胶。富含两种离子的多孔固体能够在凝胶中均匀的分散，使得离子在凝胶中浓度均一，同时生物相容性多孔固体能够缓慢的向凝胶中释放钙离子和锌离子，达到持久抗菌、促进伤口愈合的功能。本专利技术制备的凝胶在与创面的接触面的钙锌离子的浓度基本维持恒定，其原理是通过“钙锌离子多孔载体-一价离子型的海藻酸盐-高价阳离子金属盐”三者之间动态平衡的协同作用结果。本专利技术所述的钙锌离子复合抗菌缓释材料具体制备方法包括以下步骤：步骤一：制备高比表面积的具有离子交换功能的生物相容性的沸石分子筛，形成钙离子和锌离子的多孔载体。步骤二：通过与可溶解的钙离子和锌离子混合溶液进行离子交换，形成富含钙离子和锌离子的载体。步骤三：取海藻酸钠加水搅拌制备成质量浓度0.01％到60％的海藻酸钠溶液，然后加入富含钙锌离子的多孔载体，继续搅拌使分散均匀。步骤四：加入质量比为0.002％至10％的具有成凝胶特性的二价离子如钙、镁等溶液，或是加入成胶剂，搅拌8小时，静置过夜成凝胶。上述步骤一中所述的具有离子交换能力的多孔载体包括沸石分子筛、等具有离子交换能力的生物相容性多孔无机固体。步骤二中所述的离子交换方法用的溶液为锌离子和钙离子的混合水溶液。其中锌离子和钙离子的摩尔比为0.01至100，所用的离子交换温度为室温到100度。上述步骤三中所述的海藻酸钠为食品级海藻酸盐。制备的海藻酸盐的浓度为0.11％～73％不等，加入的钙锌离子复合多孔载体的量为0.01％～10％不等。上述步骤四中加入的具有成凝胶特性的二价阳离子是Mn2+，Fe2+，Fe3+，Al3+，Co2+，Cu2+等的乙酸盐、硝酸盐或是氯化盐等。附图说明图1为钙锌离子复合海藻酸盐凝胶离子缓释图图2为富含钙锌离子多孔载体海藻酸盐凝胶钙锌离子的释放效果图具体实施方式下面用实施例对本专利技术做进一步的阐述：实施例1：富含钙离子的多孔A型沸石的制备：取一定量的NaA型分子筛。将洗至中性的NaA型分子筛烘干备用。配置摩尔比为1∶1的质量浓度为80％的硝酸钙和硝酸锌溶液500毫升，称取50g烘干的NaA沸石，搅拌交换3小时，抽滤，烘干。重复上述步骤三次以上，制得富含钙锌离子的复合NaA性多孔载体。钙和锌离子在载体中是以离子形式存在的，其中Ca离子和Zn离子的含量占总质量为60％。Ca离子和Zn离子在载体中的摩尔比1.5∶1.海藻酸盐凝胶的配制：将海藻酸钠用蒸馏水配制成10％浓度的溶液500毫升，并置于60℃恒温水浴中，使其完全溶解。称取富含Ca-Zn离子的复合NaA载体50mg，加入到上述浓度的海藻酸钠溶液中，继续搅拌2小时。配置浓度为20％的乳酸钙溶液。将各浓度的乳酸钙溶液分别倒入上述浓度的含钙载体的海藻酸钠溶液中，让其在室温条件下凝胶成形。最终制备的凝胶钙离子的含量为5％，锌离子含量为3.5％。离子缓释测量：称取一定量的凝胶装入透析袋(截留分子量为2000)中，然后将透析袋放入去离子水中，测定不同时间水中离子的量来判定凝胶的缓释能力。钙离子和锌离子用电感耦合等离子精确定量。如图1所示，从图中可以明显看出，加入我们制备的富含Ca-Zn离子的NaA载体的海藻酸盐钙离子的释放时间能够持续72小时以上，Zn离子的缓释时间更是达到了120小时。释放比例超过了80％。实例1的抗菌实验表(平皿直径90mm，加样孔直径2mm，药敏纸片直径5mm)实施例2：按实施例1方法富含钙锌离子的海藻酸盐缓释凝胶。所制备的含钙载体分子筛为Ca离子交换的NaA型沸石。凝胶制备所用的离子为硫酸镁。载体的海藻酸盐钙离子的释放时间能够持续80小时以上，钙离子释放比例超过了85％，Zn离子的缓释时间更是达到了140小时。释放比例超过了80％。实例2的抗菌实验表(平皿直径90mm，加样孔直径2mm，药敏纸片直径5mm)实施例3：按实施例3方法富含钙锌离子的海藻酸盐缓释凝胶。所制备的含钙载体分子筛为Ca离子交换的NaY型沸石。凝胶制备所用的离子为硫酸镁。载体的海藻酸盐钙离子的释放时间能够持续70小时以上，钙离子释放比例超过了75％，Zn离子的缓释时间更是达到了130小时。释放比例超过了75％。实例3的抗菌实验表(平皿直径90mm，加样孔直径2mm，药敏纸片直径5mm)实施例4：按实施例1方法富含钙离子的海藻酸盐凝胶。所制备的含钙载体分子筛为Ca离子交换的NaX型沸石。凝胶制备所用的离子为硫酸锰。载体的海藻酸盐钙离子的释放时间能够持续70小时以上，钙离子释放比例超过了80％，Zn离子的缓释时间更是达到了145小时。释放比例超过了75％。实例4的抗菌实验表(平皿直径90mm，加样孔直径2mm，药敏纸片直径5mm)实施例5：按实施例1方法富含钙离子的海藻酸盐凝胶。所制备的含钙载体分子筛为Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙锌离子复合抑菌海藻酸盐缓释材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备高比表面积的具有离子交换功能的生物相容性的沸石分子筛，形成钙锌离子的多孔载体；步骤二、将沸石分子筛与可溶解的钙离子和锌离子混合溶液进行离子交换，形成富含钙锌离子的多孔载体；步骤三、取海藻酸钠加水搅拌制备成质量浓度0.01％至60％的海藻酸钠溶液，然后加入富含钙锌离子的多孔载体，继续搅拌使海藻酸钠在钙锌离子的多孔载体中分散均匀；步骤四、加入质量比为0.002％至10％的具有成凝胶特性的二价钙、镁离子溶液，或是加入成胶剂，搅拌8小时，静置成凝胶状海藻酸盐缓释材料。

【技术特征摘要】
1.一种钙锌离子复合抑菌海藻酸盐缓释材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备高比表面积的具有离子交换功能的生物相容性的沸石分子筛，形成钙锌离子的多孔载体；步骤二、将沸石分子筛与可溶解的钙离子和锌离子混合溶液进行离子交换，形成富含钙锌离子的多孔载体；步骤三、取海藻酸钠加水搅拌制备成质量浓度0.01％至60％的海藻酸钠溶液，然后加入富含钙锌离子的多孔载体，继续搅拌使海藻酸钠在钙锌离子的多孔载体中分散均匀；步骤四、加入质量比为0.002％至10％的具有成凝胶特性的二价钙、镁离子溶液，或是加入成胶剂，搅拌8小时，静置成凝胶状海藻酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：周贺芙，
申请(专利权)人：吉林省莱沃医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22