一种生物医用抗菌水凝胶、及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种生物医用抗菌水凝胶、及其制备方法和应用，属于水凝胶敷料领域，利用本发明专利技术所述的制备方法制备的生物医用抗菌水凝胶，原料基于氨基酸、二硫二吡啶和铝盐，透气透水效果好，生物相容性高，抗菌抑菌率高，且原料简单易得，生产成本低廉，工艺条件易控，环境友好，且氨基酸对创伤面的修复和愈合具有良好的促进作用，能有效缩短愈合周期，减少患者痛苦特点，具有良好的潜在应用价值，是一种理想的生物医用抗菌水凝胶敷料。

A biomedical antimicrobial hydrogel, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种生物医用抗菌水凝胶、及其制备方法和应用
本专利技术属于水凝胶敷料领域，具体地，涉及一种生物医用抗菌水凝胶、及其制备方法和应用。
技术介绍
生物医用水凝胶敷料是一种优良的新型创伤敷料，与传统敷料相比，具有吸水能力强，透气透水效果好，生物相容性高，理化性能优良，功能化作用显著，与细胞外基质结构相类似等特点，在生物医用敷料领域具有广阔的应用前景，得到了国内外研究者的广泛关注。目前，在生物医用水凝胶敷料研究和应用上，大致分为吸附性水凝胶敷料、智能性水凝胶敷料、复合水凝胶敷料和抗菌性水凝胶敷料等。吸附性水凝胶敷料以其吸附原理不同，分为物理吸附和化学吸附两类，这类凝胶通过优良的药物负载作用，把药物因子运送到生物机体内，予以释放，从而达到治疗疾病的目的；智能性水凝胶敷料是一类能够对外界刺激产生敏感响应，具有自测、自应、自判断、智能化的水凝胶敷料，这类水凝胶敷料生物相容性好，组织亲和力强，无毒无害，并能根据需要设定某些特定功能，以期达到最佳治疗效果；复合水凝胶敷料与单一敷料相比，具有透气透水性能好，吸液速率高，保湿性、生物相容性优，能够满足不同创伤需求等优点；抗菌性水凝胶敷料能够抑制和抵抗有害微生物的滋生和感染，具有良好的抗菌抑菌性能，能有效防止患者创伤部位被细菌感染的风险。众所周知，当患者伤口受到细菌感染时，就会引起伤口化脓，延长伤口愈合时间，甚至出现脓毒血症，危机生命健康，因此，在给患者使用伤口敷料时就要尽量使用具有抗菌抑菌功能的辅料，而抗菌性水凝胶敷料则是可供选择的优良辅料之一。抗菌性水凝胶敷料，根据抗菌原理不同可分为结构化抗菌性水凝胶敷料和功能化抗菌性水凝胶敷料两大类。结构化抗菌性水凝胶敷料是以自身结构为特征，通过与细菌体之间的相互作用，使其丧失生物活性，从而达到抗菌抑菌的目的；功能化抗菌性水凝胶敷料是以负载一定的抗菌剂，使其通过对机体微循环的响应，控制抗菌剂的释放，进而达到抗菌抑菌的目的。抗菌性水凝胶敷料的制备，主要有交联法、接枝(嫁接)法、共混法等。目前，抗菌性水凝胶敷料的研究和应用，主要集中在壳聚糖、聚乙烯醇及其衍生物构筑的抗菌性水凝胶敷料，以及以银、铜、锌等金属纳米粒子为抗源的抗菌性水凝胶敷料，尽管这些抗菌性水凝胶敷料的抗菌抑菌效果比较理想，但因其生产工艺繁杂，产品成本高，环境问题难以解决等缺点，限制了它的应用和推广。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术的目的一在于提供一种生物医用抗菌水凝胶的制备方法，目的二在于提供利用上述制备方法制备的生物医用抗菌水凝胶，目的三在于提供所述生物医用抗菌水凝胶在生物医用抗菌水凝胶敷料中的应用。所述生物医用抗菌水凝胶，透气透水效果好，生物相容性高，抗菌抑菌率高，可将其作为敷料广泛应用于生物医疗领域。为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种生物医用抗菌水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按照质量份数分别称取以下原料：氨基酸50-67份、二硫二吡啶15-25份和可溶性铝盐16-26份，备用；称取或量取碱，将其溶于乙醇/水混合溶剂中，配制碱液；步骤二、将步骤一称取的氨基酸和二硫二吡啶，加入到乙醇/水混合溶剂中，搅拌，使得氨基酸和二硫二吡啶完全溶解，得到混合液；步骤三、将步骤一称取的可溶性铝盐，加入到步骤二所得混合液中，于30~60℃温度条件下进行磁力搅拌，搅拌转速为50~80转/min，使其充分反应，得反应物体系；步骤四、将步骤一配制的碱液，逐滴滴加到步骤三所得的反应物体系中，使反应物体系的pH=5~6，继续反应5~10min，直至形成糊状体；步骤五、趁热将步骤四的糊状体倒入玻璃容器中，静置冷却，得抗菌水凝胶敷料。作为对上述方案的更进一步优化，所述的氨基酸包括：L-ａ-丙氨酸、β-丙氨酸、L-精氨酸、L-谷氨酸、L-组氨酸、L-赖氨酸、DL-β-丙氨酸、牛磺酸、L-白氨酸和甘氨酸中的一种或几种。作为对上述方案的更进一步优化，所述的二硫二吡啶为4,4’-二硫二吡啶、4,4’-二硫二吡啶衍生物、2,2’-二硫二吡啶或2,2’-二硫二吡啶衍生物。作为对上述方案的进一步优化，所述的铝盐包括但不限于铝的醋酸盐、氯化物或硝酸盐。作为对上述方案的进一步优化，步骤一所述乙醇/水混合溶剂中乙醇和水的体积比为0.25：1~0.5：1。作为对上述方案的进一步优化，步骤一所述的碱包括但不限于氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾。作为对上述方案的更进一步优化，步骤一所述碱液的浓度的为5mol/L。本专利技术还请求保护利用上述制备方法制备的生物医用抗菌水凝胶。本专利技术还另外请求保护上述生物医用抗菌水凝胶在制备生物医用抗菌水凝胶敷料上的应用。有益效果：本专利技术所述的生物医用抗菌水凝胶，原料基于氨基酸/二硫二吡啶/铝盐，具有透气透水效果好，生物相容性高，抗菌抑菌率高(抑菌率≥98％)，原料简单易得，生产成本低廉，工艺条件易控，环境友好，且主要成分氨基酸对创伤面的修复和愈合具有良好的促进作用，能有效缩短愈合周期，减少患者痛苦特点，在糖尿病皮肤感染、烧伤烫伤、褥疮感染、皮肤炎症、口腔感染、妇科疾病及肛肠疾病等生物医疗领域，具有良好的潜在应用价值，是一种理想的生物医用抗菌水凝胶敷料。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种新型基于氨基酸/二硫二吡啶/铝的生物医用抗菌水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一、分别称取L-ａ-丙氨酸4.5g、4,4’-二硫二吡啶2.2g，放入盛有乙醇/水(乙醇/水=0.25:1)混合溶剂的50mL玻璃反应器中，搅拌，使其完全溶解，得混合液；其中，乙醇/水混合溶剂中乙醇和水的体积比为0.25:1；步骤二、称取醋酸铝2.0g，加入到步骤一的混合液中，置于设置温度为30℃、搅拌转速为50转/min的加热磁力搅拌器上，搅拌，使其充分反应，得反应物体系；步骤三、用氨水配制浓度为5mol/L的碱液；其中，溶剂为乙醇/水混合溶剂，所述乙醇/水混合溶剂中乙醇和水的体积比为0.25:1；步骤四、将步骤三配制的碱液，逐滴滴加到步骤二所得反应物体系中，使反应物体系的pH=6，继续反应5min，直至形成糊状体；步骤五、取下反应器，趁热将步骤四的糊状体倒入玻璃容器中，静置冷却，得抗菌水凝胶。步骤五所得的抗菌水凝胶可作为生物医用抗菌水凝胶敷料应用于生物医疗领域，进一步地，将所述水凝胶敷料用于抗菌抑菌实验，结果表明所得水凝胶敷料对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌率达98%以上，抗菌抑菌效果良好。实施例2一种新型基于氨基酸/二硫二吡啶/铝的生物医用抗菌水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一、分别称取DL-β-丙氨酸4.5g和二硫二吡啶2.2g，放入盛有乙醇/水混合溶剂的50mL玻璃反应器中，搅拌，使其完全溶解，得混合液；其中，乙醇/水混合溶剂中乙醇和水的体积比为0.35:1；步骤二、称取六水合三氯化铝2.4g，加入到步骤一的混合液中，置于设置温度为40℃、搅拌转速为60转/min的加热磁力搅拌器上，搅拌，使其充分反应，得反应物体系；步骤三、称取氢氧化钠，将其溶于乙醇/水混合溶剂中，配制成5mol/L的碱液；其中，乙醇/水混合溶剂中乙醇和水的体积比为0.35:1；步骤四、将步骤三配制的碱液，逐滴滴加到步骤二的反应物体系中，使反应物体系pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物医用抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、按照质量份数分别称取以下原料：氨基酸50‑67份、二硫二吡啶15‑25份和可溶性铝盐16‑26份，备用；称取或量取碱，将其溶于乙醇/水混合溶剂中，配制碱液；步骤二、将步骤一称取的氨基酸和二硫二吡啶，加入到乙醇/水混合溶剂中，搅拌，使得氨基酸和二硫二吡啶完全溶解，得到混合液；步骤三、将步骤一称取的可溶性铝盐，加入到步骤二所得混合液中，于30~60℃温度条件下进行磁力搅拌，搅拌转速为50~ 80转/min，使其充分反应，得反应物体系；步骤四、将步骤一配制的碱液，逐滴滴加到步骤三所得的反应物体系中，使反应物体系的pH=5~6，继续反应5~10min，直至形成糊状体；步骤五、趁热将步骤四的糊状体倒入玻璃容器中，静置冷却，得抗菌水凝胶敷料。

【技术特征摘要】
1.一种生物医用抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、按照质量份数分别称取以下原料：氨基酸50-67份、二硫二吡啶15-25份和可溶性铝盐16-26份，备用；称取或量取碱，将其溶于乙醇/水混合溶剂中，配制碱液；步骤二、将步骤一称取的氨基酸和二硫二吡啶，加入到乙醇/水混合溶剂中，搅拌，使得氨基酸和二硫二吡啶完全溶解，得到混合液；步骤三、将步骤一称取的可溶性铝盐，加入到步骤二所得混合液中，于30~60℃温度条件下进行磁力搅拌，搅拌转速为50~80转/min，使其充分反应，得反应物体系；步骤四、将步骤一配制的碱液，逐滴滴加到步骤三所得的反应物体系中，使反应物体系的pH=5~6，继续反应5~10min，直至形成糊状体；步骤五、趁热将步骤四的糊状体倒入玻璃容器中，静置冷却，得抗菌水凝胶敷料。2.根据权利要求1所述的一种生物医用抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的氨基酸为L-ａ-丙氨酸、β-丙氨酸、L-精氨酸、L-谷氨酸、L-组氨酸、L-赖氨酸、DL-β-丙氨酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊霞，郭文博，冯勋，杜仲祥，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41