一种抗菌水凝胶制造技术

本发明专利技术涉及一种抗菌水凝胶，该水凝胶按重量计由不饱和聚酯、不饱和聚酯重量1～2倍的二甲基二烯丙基氯化铵、不饱和聚酯重量2～4倍的丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和不饱和聚酯重量0.1～0.5倍的光引发剂组成，其中，所述的不饱和聚酯由聚乙二醇单甲醚引发，丁二酸酐，辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯开环聚合得到。本发明专利技术所述的抗菌水凝胶，具有良好的亲水性和抗菌性能，且抗菌时间长。

An antibacterial hydrogel

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌水凝胶
本专利技术涉及以其功能或物理性质为特征的假体材料，具体涉及高分子水凝胶，该水凝胶具有抗菌性能。
技术介绍
水凝胶是一种三维网状并可以保持一定水量的聚合物材料，具有粘弹性、亲水性、多孔、生物相容性等特点，可应用于药物传递、伤口敷料、组织修复、细胞培养及体内植入材料等。其中，抗菌水凝胶在健康、医疗器械、食品工业以及个人卫生等领域都有潜在的应用前景。目前，抗菌水凝胶有两类制备方法。第一将抗菌剂和水凝胶进行复合，例如将具有抗菌活性的纳米银或者抗生素和水凝胶混合。例如中国专利(CN108339152A)报道了在脂肪族聚酯-聚乙二醇两亲性嵌段共聚物微球中负载银纳米粒子，合成一种多孔抗菌支架。但是这种释放型的水凝胶具有污染环境、短期有效性等缺点。第二是在水凝胶材料表面修饰抗菌活性物质，然后利用聚合以及化学或者物理方法交联而成，这种本体抗菌材料具有无污染、作用持久和不会引起细菌抗性等优点，作为医用敷料应用具有明显优势。例如Peng等(Carbohydr.Polym.，2016，137:59-64)利用季胺化的纤维素和纤维素本体通过化学交联制备抗菌型水凝胶，可以有效杀灭金黄色葡萄球菌。中国专利(CN109134767A)用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵接枝在聚乙烯醇缩聚水凝胶上，制备抗菌水凝胶材料。但是上述方法中的水凝胶材料本身没有抗菌性能，其抗菌能力来源于接枝的抗菌活性物质及其接枝率，影响其应用。不饱和聚酯只是主链或者侧链含有不饱和双键的聚酯，当其在热或引发剂的作用下，可固化成为一种不溶不融的高分子网状聚合物，具有耐腐蚀性能良好、光泽好、良好的力学性能，广泛应用在涂料，玻璃钢等。聚乙二醇修饰聚酯具有良好的生物相容性和亲水性，可生物降解性能，广泛应用在药物载体，细胞培养支架上。但是聚乙二醇修饰聚酯形成的支架没有交联形成网络结构，溶胀性能较差，不能满足要求。二甲基二烯丙基氯化铵是一种带有季铵盐的阳离子单体，可以通过均聚或者共聚形成溶性阳离子聚合物，具有正电荷密度高、水溶性好、分子量易于控制、高效无毒、造价低廉等优点，因此被广泛应用于石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工以及水处理等领域。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种抗菌水凝胶，该抗菌水凝胶具有良好的亲水性和杀菌性能，并且抗菌时间长稳定性好。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种抗菌水凝胶，该水凝胶按重量比由不饱和聚酯、不饱和聚酯重量1～2倍的二甲基二烯丙基氯化铵、不饱和聚酯重量2～4倍的丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和不饱和聚酯重量0.1～0.5倍的光引发剂组成；其中，所述的不饱和聚酯由以下方法制成：将分子量为2000的聚乙二醇单甲醚、丁二酸酐、辛基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和醋酸锌加入DMF中，氮气保护下升温至80～100℃开环聚合反应5～10h，降温至室温，加入冷乙醚中沉淀即得所述不饱和聚酯；其中，所述丁二酸酐的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍；所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍，且所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔数之比为1︰3～3︰1；所述丁二酸酐的加入量与所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和相等；所述醋酸锌的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的0.2～0.5倍；所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或/和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。上述方案中，所述的聚乙二醇单甲醚的CAS登录号为9004-74-4。上述方案中，所述的丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯的CAS登录号为7328-17-8。上述方案中，所述丁二酸酐的加入量优选为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～40倍；所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和优选为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～40倍；所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔数之比优选1︰2～2︰1；所述醋酸锌的加入量优选为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的0.4倍。上述方案中，所述开环聚合反应温度优选90℃，反应时间优选8h。本专利技术所述的抗菌水凝胶由以下方法制成：将所述的不饱和聚酯、二甲基二烯丙基氯化铵，丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和光引发剂混合均匀，即得。本专利技术所述的抗菌水凝胶光固化的条件为：光波的波长为395nm，强度为300mW/cm2。本专利技术所述的抗菌水凝胶制备的水凝胶，具有良好的亲水性，生物相容性和可生物降解性能，可以制备细胞支架。上述细胞支架可由以下方法制成：将所述的抗菌水凝胶加入模具中，在波长为395nm光强为300mW/cm2的LED灯下光照固化即得。本专利技术所述的水凝胶中含有聚乙二醇改性的不饱和聚酯，该不饱和聚酯主链连接平均分子量为2000的聚二乙醇链，赋予不饱和聚酯良好的亲水性，生物相容性及可降解性能；同时侧链连接不饱和双键，赋予不饱和聚酯具有化学反应活性，可以在光引发剂作用下，与其他含不饱和双键的组份进行光固化反应形成网状结构，制备亲水性好，溶胀性能好，孔隙率高，生物相容性高，机械性能良好的细胞支架。本专利技术所述的水凝胶中含有二甲基二烯丙基氯化铵，其在光引发剂作用下与不饱和聚酯进行反应后，在多孔水凝胶中引入季铵基基团，因此具有极强的极性、亲水性和正电荷，对细菌具有显著的抑制和杀菌效果，并且季铵基基团被固化在网状结构上，其抗菌时间长稳定性好。具体实施方式下面用具体实施例来进一步详细描述本专利技术的制备方法及其效果。实施例1(a)不饱和聚酯的制备将2g(0.001mol)分子量为2000的聚乙二醇单甲醚(CAS：9004-74-4)，2g(0.02mol)丁二酸酐，1.43g(0.01mol)辛基缩水甘油醚，2.28g(0.02mol)甲基丙烯酸缩水甘油酯和43.8mg(0.2mmol)醋酸锌加入10mLDMF中，氮气保护下升温至100℃开环聚合反应10h，降温至室温，加入冷乙醚中沉淀得到。上述得到的不饱和聚酯的红外光谱采用ShimadzuFTIR-8100红外光谱仪进行测定。检测发现其IR(v-1，KBr)为3224，2712，1999，1761，1609，1207，1189，971，652cm-1。3224处吸收峰对应甲基丙烯酸酯上的C-H伸缩振动峰，2712cm-1对应饱和C-H伸缩振动峰，1761cm-1对应酯键中羰基的伸缩振动峰，1609cm-1对应甲基丙烯酸酯的双键伸缩振动峰，1207对应酯中醚键的伸缩振动峰，1189cm-1对聚乙二醇中醚键的伸缩振动峰。因此，证明得到的聚酯含有聚乙二醇和甲基丙烯酸酯。(b)抗菌水凝胶的制备抗菌水凝胶组成：步骤a制备的不饱和聚酯2g，二甲基二烯丙基氯化铵2.0g，丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯6g，光引发剂0.2g；其中光引发剂由2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮0.1g和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦0.1g组成。将上述不饱和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌水凝胶，该水凝胶按重量比由不饱和聚酯、不饱和聚酯重量1～2倍的二甲基二烯丙基氯化铵、不饱和聚酯重量2～4倍的丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和不饱和聚酯重量0.1～0.5倍的光引发剂组成；其中，/n所述的不饱和聚酯由以下方法制成：将分子量为2000的聚乙二醇单甲醚、丁二酸酐、辛基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和醋酸锌加入DMF中，氮气保护下升温至80～100℃开环聚合反应5～10h，降温至室温，加入冷乙醚中沉淀即得所述不饱和聚酯；其中，所述丁二酸酐的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍；所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍，且所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔数之比为1︰3～3︰1；所述丁二酸酐的加入量与所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和相等；所述醋酸锌的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的0.2～0.5倍；/n所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或/和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌水凝胶，该水凝胶按重量比由不饱和聚酯、不饱和聚酯重量1～2倍的二甲基二烯丙基氯化铵、不饱和聚酯重量2～4倍的丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和不饱和聚酯重量0.1～0.5倍的光引发剂组成；其中，
所述的不饱和聚酯由以下方法制成：将分子量为2000的聚乙二醇单甲醚、丁二酸酐、辛基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和醋酸锌加入DMF中，氮气保护下升温至80～100℃开环聚合反应5～10h，降温至室温，加入冷乙醚中沉淀即得所述不饱和聚酯；其中，所述丁二酸酐的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍；所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的20～50倍，且所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔数之比为1︰3～3︰1；所述丁二酸酐的加入量与所述辛基缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯的加入量之和相等；所述醋酸锌的加入量为所述聚乙二醇单甲醚摩尔数的0.2～0.5倍；
所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或/和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，屠以诺，李想，陈旭源，
申请(专利权)人：南方医科大学南方医院，
类型：发明
国别省市：广东;44