一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法，涉及纳米材料技术领域。该抗菌纳米纤维膜及其制备方法，通过采用静电纺丝的方法制备壳聚糖纳米纤维膜，并以对人体有益的维生素C作为还原剂，在壳聚糖纳米纤维膜上采用原位合成的方法制备得到纳米氧化亚铜抗菌剂，从而使得壳聚糖纳米纤维膜含有纳米氧化亚铜，提高了壳聚糖纳米纤维膜的抗菌有效性和广谱性；采用的壳聚糖资源丰富，且硫酸铜、氢氧化钠、维生素C均为常用物质，原材料价格较为低廉，制备流程无需高温处理，简单便利，具有低成本，效率高，无污染，低能耗的技术效果；抗菌纳米纤维膜具有仿生天然细胞外基质的结构，纳米氧化亚铜能均匀分散于壳聚糖纳米纤维膜上，抗菌功能较佳。

An antibacterial nanofiber membrane and its preparation method

The invention discloses an antibacterial nanofiber membrane and a preparation method thereof, relating to the technical field of nanometer materials. The antibacterial nanofibrous membrane and its preparation method are prepared by the method of electrospinning, and the chitosan nanofiber film is prepared by the method of in situ synthesis on the chitosan nanofiber membrane by using the beneficial vitamin C as the reducing agent. The chitosan nanofiber membrane is prepared. It contains nano cuprous oxide, which improves the antibacterial effectiveness and broad-spectrum of chitosan nanofiber membrane. The use of chitosan is rich in resources, and copper sulfate, sodium hydroxide and vitamin C are all common substances. The raw material is cheaper, the preparation process is not treated at high temperature, simple, simple, low cost, high efficiency, high efficiency. The effect of pollution and low energy consumption; the antibacterial nanofibrous membrane has the structure of biomimetic natural extracellular matrix, and the nano cuprous oxide can be dispersed evenly on the chitosan nanofiber membrane, and the antibacterial function is better.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料
，特别涉及一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法。
技术介绍
壳聚糖是地球上仅次于纤维素的第二大多糖，也是目前自然界中发现的唯一碱性氨基酸多糖壳聚糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性，抗菌性，因此被广泛用于医用敷料、止血用品、防黏连膜、组织工程支架材料等生物医学领域。当壳聚糖被用于医用敷料时，制备得到的壳聚糖纳米纤维具有较大的比表面积、高的孔隙率，因此具有较好的透氧透气性能，有利于创面组织细胞呼吸、上皮组织的生长和再生，可显著加快伤口的愈合。壳聚糖虽然具有一定的抗菌性能，且仅对真菌具有较高的致死率，但其并不具有抗菌的广谱性，因此，为了增加壳聚糖纳米纤维的抗菌性能，现有技术通常在壳聚糖纳米纤维上负载纳米银抗菌剂，比如，中国专利CN101297976A公开了一种抗菌性的银/壳聚糖纳米纤维膜的制备方法，专利CN104511045A公开了一种含纳米银的聚乙烯醇/壳聚糖纳米纤维膜敷料及制备。CN101187111A公开了一种用于医用敷料的含纳米银明胶/壳聚糖复合纳米纤维毡及其制备。然而，专利技术人发现，这些专利都是将纳米银负载于壳聚糖纳米纤维膜上，从而提高壳聚糖纳米纤维膜的抗菌性能，纳米银的抗菌性能虽然效果好，但价格高、成本难以控制，且易变色，不利于生产和推广。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种抗菌纳米纤维膜的制备方法，所述方法包括：将提纯后的壳聚糖溶于3%醋酸和二甲亚砜的混合溶剂，并在30℃的温度下用磁力搅拌器进行溶解12h，得到为的浓度为3.0%的纺丝液，再对所述纺丝液进行静电纺丝工序，得到平均纤维直径为188±62nm的壳聚糖纳米纤维膜，所述静电纺丝工序的工艺参数包括：纺丝电压为16kV，接收距离为150mm，纺丝速率为0.6mL/h；将所述壳聚糖纳米纤维膜用戊二醛蒸汽交联12h后，放入干燥室进行真空干燥，然后置入培养皿；将5mL硫酸铜溶液、2.5mL氢氧化钠溶液、5~10mL维生素C溶液依次加入到放置有所述壳聚糖纳米纤维膜的所述培养皿中，并在预设温度下静置预设时长后，得到含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜；从所述培养皿取出所述含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜，用去离子水进行洗涤，并放入干燥室进行真空干燥，得到抗菌纳米纤维膜。在一个优选的实施例中，所述硫酸铜溶液、所述氢氧化钠溶液、所述维生素C溶液的溶剂均为去离子水，各溶液的浓度分别为0.02mol/L、0.2mol/L、0.04mol/L。在一个优选的实施例中，所述培养皿中硫酸铜、氢氧化钠、维生素C的摩尔比为1:5:1.5-3。在一个优选的实施例中，其特征在于，所述抗菌纳米纤维膜的规格为3cm×3cm。在一个优选的实施例中，所述预设时长为6-24h。在一个优选的实施例中，所述预设温度为20-25℃。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种抗菌纳米纤维膜，所述抗菌纳米纤维膜由上述任一所述的抗菌纳米纤维膜的制备方法制备得到，所述抗菌纳米纤维膜含有纳米氧化亚铜以及壳聚糖。与现有技术相比，本专利技术提供的一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法具有以下优点：本专利技术提供的一种抗菌纳米纤维膜及其制备方法从仿生细胞外基质的结构出发，通过采用静电纺丝的方法制备壳聚糖纳米纤维膜，并以对人体有益的维生素C作为还原剂，在壳聚糖纳米纤维膜上采用原位合成的方法制备得到纳米氧化亚铜抗菌剂，从而使得壳聚糖纳米纤维膜含有纳米氧化亚铜，提高了壳聚糖纳米纤维膜的抗菌有效性和广谱性；此外，本专利技术制备抗菌纳米纤维膜所采用的壳聚糖资源丰富，且硫酸铜、氢氧化钠、维生素C均为常用物质，原材料价格较为低廉，制备流程无需高温处理，制备流程简单便利，具有低成本，效率高，无污染，低能耗的技术效果；最后，本专利技术提供的抗菌纳米纤维膜具有仿生天然细胞外基质的结构，且通过原位合成的方法纳米氧化亚铜能均匀地分散于壳聚糖纳米纤维膜上，使两种具有抗菌性能的物质有机地结合在一起，从而赋予抗菌纳米纤维膜更好的抗菌功能，使得抗菌纳米纤维膜的适用领域更广。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并于说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种抗菌纳米纤维膜的制备方法的方法流程图。图2本专利技术提供的一种抗菌纳米纤维的扫描电镜图。具体实施方式以下结合具体实施例（但不限于所举实施例)与附图详细描述本专利技术，本实施例的具体方法仅供说明本专利技术，本专利技术的范围不受实施例的限制，本专利技术在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动，这些基于本专利技术基础上的等价形式同样处于本专利技术申请权利要求保护范围。图1是根据一示例性实施例示出的一种抗菌纳米纤维膜的制备方法的方法流程图，所述方法包括：步骤101，将提纯后的壳聚糖溶于3%醋酸和二甲亚砜的混合溶剂，并在30℃的温度下用磁力搅拌器进行溶解12h，得到为的浓度为3.0%的纺丝液，再对所述纺丝液进行静电纺丝工序，得到平均纤维直径为188±62nm的壳聚糖纳米纤维膜，所述静电纺丝工序的工艺参数包括：纺丝电压为16kV，接收距离为150mm，纺丝速率为0.6mL/h。步骤102，将所述壳聚糖纳米纤维膜用戊二醛蒸汽交联12h后，放入干燥室进行真空干燥，然后置入培养皿。交联后的所述壳聚糖纳米纤维膜不溶于水。步骤103，将5mL硫酸铜溶液、2.5mL氢氧化钠溶液、5~10mL维生素C溶液依次加入到放置有所述壳聚糖纳米纤维膜的所述培养皿中，并在预设温度下静置预设时长后，得到含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜。需要说明的是，该含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜上，纳米氧化亚铜能均匀地分散于壳聚糖纳米纤维膜。步骤104，从所述培养皿取出所述含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜，用去离子水进行洗涤，并放入干燥室进行真空干燥，得到抗菌纳米纤维膜。在一个优选的实施例中，所述硫酸铜溶液、所述氢氧化钠溶液、所述维生素C溶液的溶剂均为去离子水，各溶液的浓度分别为0.02mol/L、0.2mol/L、0.04mol/L。在一个优选的实施例中，所述培养皿中硫酸铜、氢氧化钠、维生素C的摩尔比为1:5:1.5-3。在一个优选的实施例中，其特征在于，所述抗菌纳米纤维膜的规格为3cm×3cm。在一个优选的实施例中，所述预设时长为6-24h。在一个优选的实施例中，所述预设温度为20-25℃。需要说明的是，纳米氧化亚铜是一种新型抗菌剂，相对于银离子，成本低，且无毒，其抗菌作用源于纳米氧化亚铜可与微生物中的SH-、-S-S键反应生成相应的巯基铜化合物，扰乱微生物的生理反应，导致微生物死亡，同时纳米氧化亚铜还具有很强的吸附性能，可以吸附在细菌表面，破环细胞壁和细胞膜，渗透进细胞体内，从而导致细菌的死亡。本专利技术将利用壳聚糖分子上的氨基络合铜离子，以对人体有益的维生素C作为还原剂，采用原位合成的方法制备出含纳米氧化亚铜的壳聚糖抗菌纳米纤维膜，整个制备过程方法简单，成本低且环境友好。如图2所示，图2为本专利技术提供的一种抗菌纳米纤维的扫描电镜图，从图2可以明显看出，本专利技术制备得到的抗菌纳米纤维膜具有仿生天然细胞外基质的结构，且具有较大的比表面积、较高的孔隙率，同时具有良好的透气、透湿性，且纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将提纯后的壳聚糖溶于3%醋酸和二甲亚砜的混合溶剂，并在30℃的温度下用磁力搅拌器进行溶解12h，得到为的浓度为3.0%的纺丝液，再对所述纺丝液进行静电纺丝工序，得到平均纤维直径为188±62nm的壳聚糖纳米纤维膜，所述静电纺丝工序的工艺参数包括：纺丝电压为16kV，接收距离为150mm，纺丝速率为0.6mL/h；将所述壳聚糖纳米纤维膜用戊二醛蒸汽交联12h后，放入干燥室进行真空干燥，然后置入培养皿；将5mL硫酸铜溶液、2.5mL氢氧化钠溶液、5~10mL维生素C溶液依次加入到放置有所述壳聚糖纳米纤维膜的所述培养皿中，并在预设温度下静置预设时长后，得到含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜；从所述培养皿取出所述含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜，用去离子水进行洗涤，并放入干燥室进行真空干燥，得到抗菌纳米纤维膜。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将提纯后的壳聚糖溶于3%醋酸和二甲亚砜的混合溶剂，并在30℃的温度下用磁力搅拌器进行溶解12h，得到为的浓度为3.0%的纺丝液，再对所述纺丝液进行静电纺丝工序，得到平均纤维直径为188±62nm的壳聚糖纳米纤维膜，所述静电纺丝工序的工艺参数包括：纺丝电压为16kV，接收距离为150mm，纺丝速率为0.6mL/h；将所述壳聚糖纳米纤维膜用戊二醛蒸汽交联12h后，放入干燥室进行真空干燥，然后置入培养皿；将5mL硫酸铜溶液、2.5mL氢氧化钠溶液、5~10mL维生素C溶液依次加入到放置有所述壳聚糖纳米纤维膜的所述培养皿中，并在预设温度下静置预设时长后，得到含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜；从所述培养皿取出所述含纳米氧化亚铜的壳聚糖纳米纤维膜，用去离子水进行洗涤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张葵花，颜志勇，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33