CN111714693A - 一种纤维素抗菌膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的生物相容性的抗菌细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜的制备方法，属于生物医学凝胶技术领域，其特征是包括如下步骤：(1)聚多巴胺溶液及聚乙烯亚胺溶液的配制(2)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的浸渍复合。该方法具有成膜简单、无毒无害及抑菌性能良好等优点。由于细菌纤维素的存在，本发明制备的抗菌膜的机械强度高。与传统的小分子抗菌材料相比，本发明制备的细菌纤维素/细菌纤维素//聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜具有广谱的抑菌效果并且生物相容性良好。

Description

一种纤维素抗菌膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医学凝胶技术领域，特别涉及一种生物相容性良好的抗菌细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜的制备方法。
背景技术
当今，由于医科手术或者火灾、交通事故等意外造成的皮肤创伤不可避免，由细菌、真菌、病毒等引起的传染疾病也成为越来越严重的健康威胁。皮肤烧创伤护理中最常见的并发症为伤口感染，此过程伴随着大量渗出液，致使多种生长因子和细胞外基质被分解，表皮生长和伤口愈合过程受阻创伤。敷料在护理伤口的过程中可以使得伤口表面免遭二次伤害，新型医用敷料也越来越成为社会研究热点。目前，市面上的辅料种类繁多，但是质量参差不齐，例如，吸收伤口渗出液性能差、成本高，易导致伤口发生感染等辅料会对患者伤口康复产生更大的威胁，因此，研究新型抗菌材料依旧是医用敷材领域的重点研究方向。
传统的抗菌材料是通过化学或者物理的方法在材料表面或本体引入一些抗菌剂(如抗生素、季铵盐和杀菌剂等)来赋予这些生物医用材料一定的抗菌能力。细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)有超精细三维网状结构、无毒无害、结晶度高、良好的吸湿保湿性能、良好的生物相容性和极高的抗张强度等优点，因此在生物医用敷料领域具有巨大的前景。细菌纤维素基水凝胶可以有效缓解疼痛,有良好的附着性，有效防止细菌的入侵感染,有利于皮肤组织生长，快速促进伤口的快速愈合。
细菌纤维素本身对于细菌没有抑制或者杀害的能力，因此，将其赋予抑菌能力可以使细菌纤维素在医疗敷材领域有为更广阔的应用。聚多巴胺(PDA)在常温下即可生成，具有稳定性好，水分散性强，良好的生物相容性等特征，可以对纳米材料进行二次功能化修饰，将其复合于环境材料可以对污水有较好的吸附作用。PDA通过静电作用、配位或螯合作用、氢键作用或π-π堆积作用等多重相互作用，具有大量的结合重金属离子和有机物的活性位点，因而能明显提高粘附能力。聚乙烯亚胺(PEI)由于具有聚阳离子性质因此具有杰出的抗菌性能，对L929成纤维细胞具有良好的生物相容性。因此，将聚多巴胺和聚乙烯亚胺复合于细菌纤维素可以赋予纤维素基材料良好的抗菌性能，为开发新型纤维素抗菌膜医疗敷材提供技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的生物相容性优良的抗菌细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜及其制备的方法。该复合膜具有良好的抗菌活性，抗菌活性持久。
本发明的技术原理：
以生物相容性良好的细菌纤维素天然水凝胶为主要材料，采用浸渍复合的手段制备细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜。
为了实现上述目的，解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
(1)聚多巴胺溶液的配制：
将去离子水756mL、氨水6mL、乙醇336mL，在烧杯中混合均匀，搅拌30min。将4.2g多巴胺溶于84mL去离子水，加入中烧杯混匀。聚多巴胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中。
(2)聚乙烯亚胺溶液的配制：
分别称取2g,4g,6g,10g聚乙烯亚胺溶于200mL去离子水中，配置成1％，2％，3％，5％浓度的聚乙烯亚胺溶液。聚乙烯亚胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中。
(3)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的浸渍复合：
将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
而且，所述聚多巴胺溶液的浓度为3.55g/L。
而且，所述聚乙烯亚胺溶液的浓度分别为1％，2％，3％，5％。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备的细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞菌均具有良好的抑菌效果。
(2)与传统的小分子抗菌材料相比，本发明提供了一种更广谱的抗菌复合材料的制备方法。
(3)本发明制备的抗菌复合膜具有良好的生物相容性，生物可降解性无毒，并且机械强度高。
附图说明
图1为本发明制备的细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜的效果图。
图2为本发明细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺抗菌膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌圈实验效果图。(BP，BPP-1,BPP-2,BPP-3,BPP-5,分别代表BC/PDA,BC/PDA/PEI中PEI浓度分别为1％，2％，3％，5％。)
图3为本发明PDA、BC/PDA、BC/PDA/PEI中PEI浓度分别为3％，5％的扫描电子显微镜图(标尺为5.00微米)。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种纤维素抗菌膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)聚多巴胺溶液的配制：将去离子水756mL、氨水6mL、乙醇336mL，在烧杯中混合均匀，搅拌30min。将4.2g多巴胺溶于84mL去离子水，加入中烧杯混匀。聚多巴胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中。
(2)聚乙烯亚胺溶液的配置：分别称取2g,4g,6g,10g聚乙烯亚胺溶于200mL去离子水中，配置成1％，2％，3％，5％浓度的聚乙烯亚胺溶液。聚乙烯亚胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中。
(3)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的浸渍复合：将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
(4)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的制备：将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。
实施例2
将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入浓度为1％的聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。
实施例3
将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入浓度为2％的聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。
实施例4
将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入浓度为3％的聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。
实施例5
将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入浓度为5％的聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h。
将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。

Claims (4)

1.一种纤维素抗菌膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)聚多巴胺溶液的配制：将去离子水756mL、氨水6mL、乙醇336mL，在烧杯中混合均匀，搅拌30min，将4.2g多巴胺溶于84mL去离子水，加入中烧杯混匀，聚多巴胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中；
(2)聚乙烯亚胺溶液的配制：分别称取2g,4g,6g,10g聚乙烯亚胺溶于200mL去离子水中，配置成1％，2％，3％，5％浓度的聚乙烯亚胺溶液，聚乙烯亚胺溶液平均分装于10个500mL容量瓶中；
(3)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的浸渍复合：将培养7d的细菌纤维素薄膜放置于装有聚多巴胺溶液的500mL容量瓶中，100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h；将细菌纤维素薄膜在聚多巴胺(PDA)溶液中取出，用去离子水冲洗2-3次后将其放入聚乙烯亚胺溶液中，100rpm，30℃条件下置于摇床振荡浸渍复合24h；
(4)细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的制备：将浸渍复合完成的湿膜取出，在空气中自然晾干，制得细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺薄膜。
2.根据权利要求1所述聚多巴胺溶液的配制方法，其特征在于：所述聚多巴胺溶液的浓度为3.55g/L。
3.根据权利要求1所述聚乙烯亚胺溶液的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯亚胺溶液的浓度分别为1％，2％，3％，5％。
4.根据权利要求1所述细菌纤维素/聚多巴胺/聚乙烯亚胺复合膜的制备方法，其特征在于：浸渍复合条件为100rpm，30℃条件下，置于摇床振荡浸渍复合24h。
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