一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜及其制备方法，涉及生物医用材料技术领域，以静电相互作用为驱动力制备了壳聚糖/丝素纳米纤维(CHI/SNF)多层膜，通过引入天然抗菌药物小檗碱(BBR)获得BBR

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，具体涉及一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物生物医用材料是医疗器械制备材料的重要组成部分，普遍应用于各种医疗器械生产制造，例如抗菌高分子敷料、植骨材料、人工皮肤与血管、医用导管等。然而，其表面极易粘附细菌，粘附上的细菌通过信号分子彼此交流会引导相同类型的细菌积聚，从而形成生物膜而造成细菌感染。因此，设计能够预防感染的生物材料抗菌表面具有重要意义。近年来，研究人员开发了多种制备表面抗菌涂层的方法，包括水凝胶法、引发聚合物毛刷法、层层自组装法等。这其中，层层自组装(layer
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by
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layer,LBL)技术由于底板灵活、操作简便、适用广泛、厚度可控等优势，被广泛应用于生物医用材料的表面修饰层层自组装是通过模板表面化学基团与成膜物质间的弱相互作用力为驱动进行的层层交替沉积过程，进而自发形成薄膜的一种技术。该概念最早在1966年由Iler提出，通过将表面带有电荷的基底交替吸附带有相反电荷的胶体溶液，从而制备出了一种多层膜结构。最常用于LBL成膜的材料用是聚电解质，带有负电荷的聚阴离子电解质与带有正电荷的聚阳离子电解质能够通过静电吸附作用在模板表面自组装成膜。
[0003]壳聚糖(chitosan,CHI)是一种来源丰富、具有良好通透性和吸附性的高分子功能材料，具有广谱抗菌、止血、促伤口愈合等作用。CHI分子中含有大量氨基，氨基质子化会使得CHI带正电，从而对细菌产生吸附作用，然后通过与细菌表面负电荷发生相互作用进而抑制细菌的生长丝素纳米纤维(silknanofiber,SNF)是一种存在于蚕丝中的天然聚阴离子化合物，其具有较高的β
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折叠含量和电荷密度，以及较强的疏水性和良好的水分散性，成膜性和机械性能更优。这种稳定的 SNF已被普遍用作组装元件或增强剂来制备功能材料和复合材料CHI与SNF两者均为天然高分子材料，无毒性，生物相容性良好，是优异的层层自组装成膜材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术首先通过层层自组装技术，以静电相互作用为驱动力制备得到了壳聚糖/丝素纳米纤维(CHI/SNF)多层膜，再通过物理吸附的方法，将抗菌天然药物小檗碱(berberine,BBR)负载到多层膜中(图1)，从而获得了BBR
‑
CHI/SNF多层膜。此多层膜表面具有抗细菌粘附性，并具备CHI与BBR协同的抗菌功能。实验表明，该多层膜可通过调节膜厚度控制其载药量，并且对金黄色葡萄球菌(S.aureus，革兰氏阳性)和绿脓杆菌(P.aeruginosa，革兰氏阴性菌)具备抗粘附和生长抑制作用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术第一个方面公开了一种载药多层膜，所述载药多层膜是以抗菌性壳聚糖和丝素纳米纤维为主体材料通过层层自组装成膜技术制成多层膜后，再进行化学交联，最后
负载天然抗菌药物小檗碱制成的。
[0007]本专利技术第二个方面公开了载药多层膜的具体制备方法：
[0008]S1、利用仪器清洗处理基底；
[0009]S2、将基底浸入壳聚糖(CHI)溶液中10
‑
15min，清洗三次；
[0010]S3、随后将基底浸入丝素纳米纤维(SNF)溶液中10
‑
15min，清洗三次，形成CHI/SNF双层；
[0011]S4、将S3制得的CHI/SNF双层重复步骤S2和S3中的浸入和清洗操作，获得(SNF/CHI)
n
(n代表组成的双层数)多层膜结构。
[0012]S5、再将S4制备的(SNF/CHI)
n
多层膜结构进行交联处理，得到交联多层膜；
[0013]S6、将S5制备的交联多层膜浸泡在小檗碱(BBR)溶液中1
‑
1.5h，然后清洗多层膜以去除未负载的药物，获得载药多层膜。
[0014]优选地，所述步骤S1中的仪器为等离子体清洗仪，使得硅片和载玻片呈负电。
[0015]优选地，所述步骤S1中的基底包括硅片和载玻片。
[0016]优选地，所述步骤S2中CHI溶液的浓度为1
‑
1.5mg/mL。
[0017]优选地，所述步骤S3中SNF溶液的浓度为1
‑
1.5mg/mL。
[0018]更优选地，所述步骤S5交联处理具体过程为：(SNF/CHI)
n
多层膜结构浸入含有0.2
‑
0.3mol/L1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和 5
‑
6mmol/LN
‑
羟基丁二酰亚胺(NHS)的0.05
‑
0.06mol/L吗啉乙磺酸(MES)溶液中20min，清洗过后在2.5％戊二醛溶液中交联40
‑
50min，去离子水冲洗三次。
[0019]优选地，所述步骤S6BBR溶液的浓度为1
‑
1.5mg/mL。
[0020]本专利技术第三个方面公开了丝素纳米纤维(SNF)的制备过程：
[0021]A1、将蚕茧放入脱胶溶液中煮沸25
‑
35min，洗涤得脱胶蚕丝；
[0022]A2、将脱胶蚕丝溶解在氢氧化钠/尿素混合溶液中，先冷冻11
‑
13h，再搅拌 10
‑
20min，重复操作3
‑
5次，得到蚕丝溶液；
[0023]A3、将蚕丝溶液装入透析袋，并放置于去离子水中透析3
‑
4天，透析后溶液超声离心，取上清液置于
‑
20℃～
‑
25℃预冷，随后放入冷冻干燥机中冻干48
‑
50h，得白色粉末SNF，保存在4℃冰箱中，备用。
[0024]优选地，所述步骤A1中脱胶溶液为0.4
‑
0.6％(w/v)的碳酸氢钠水溶液。
[0025]优选地，所述步骤A2中氢氧化钠和尿素的比例为1.3
‑
1.5：1。
[0026]本专利技术相对于现有技术具有如下的显著优点及效果：
[0027](1)本专利技术公开以CHI和SNF为原料，通过LBL技术，以静电相互作用为驱动力在硅片表面沉积形成CHI/SNF多层膜，随后通过载入抗菌药物BBR，获得了BBR
‑
CHI/SNF多层膜。以S.aureus和P.aeruginosa为研究对象，本专利技术论证了BBR
‑
CHI/SNF多层膜具有良好的抗细菌粘附性以及抑菌效果，并发现了BBR 与CHI/SNF多层膜具有协同抗菌效果，因而BBR
‑
CHI/SNF多层膜对S.aureus和 P.aerugin本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述载药多层膜制备方法如下：S1、利用仪器清洗处理基底；S2、将基底浸入壳聚糖(CHI)溶液中10
‑
15min，清洗三次；S3、随后将基底浸入丝素纳米纤维(SNF)溶液中10
‑
15min，清洗三次，形成CHI/SNF双层；S4、将S3制得的CHI/SNF双层重复步骤S2和S3中的浸入和清洗操作，获得(SNF/CHI)
n
(n代表组成的双层数)多层膜结构。S5、再将S4制备的(SNF/CHI)
n
多层膜结构进行交联处理，得到交联多层膜；S6、将S5制备的交联多层膜浸泡在小檗碱(BBR)溶液中1
‑
1.5h，然后清洗多层膜以去除未负载的药物，获得载药多层膜。2.如权利要求1所述的一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述步骤S1中的仪器为等离子体清洗仪，使得硅片和载玻片呈负电。3.如权利要求1所述的一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述步骤S1中的基底包括硅片和载玻片。4.如权利要求1所述的一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述步骤S2中CHI溶液的浓度为1
‑
1.5mg/mL。5.如权利要求1所述的一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述步骤S3中SNF溶液的浓度为1
‑
1.5mg/mL。6.如权利要求1所述的一种壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜，其特征在于，所述步骤S5交联处理具体过程为：(SNF/CHI)
n
多层膜结构浸入含有0.2
‑
0.3mol/L1
‑
乙基
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾冬冬，林祥德，刘思思，谢美化，程静，赵晖，
申请(专利权)人：上海健康医学院，
类型：发明
国别省市：