專利名稱：一種抗菌復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，特別涉及一種載銀納米絲素蛋白/聚氨酯抗菌復(fù)合材料及其制備方法。本方法所制得的抗菌復(fù)合材料尤其適合于對生物相容性要求較高的生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，屬于高新材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有害細菌、真菌和病毒等微生物的繁殖、傳播是造成人類疾病的發(fā)生和傳染的原因之一。如當(dāng)前在醫(yī)院普遍存在的院內(nèi)感染問題，使病人遭受著極大的痛苦。臨床上使用的大多數(shù)醫(yī)用材料如聚氨酯、天然膠乳等本身不具備抗菌性，微生物極易附著在其表面生長，成為了院內(nèi)感染的罪魁禍?zhǔn)?，臨床上解決微生物感染問題主要是大量使用抗生素，抗生素的使用對人體具有極大的副作用，而且一旦誘發(fā)產(chǎn)生超級細菌便會造成二次感染的惡性 循環(huán)。為減輕有害微生物對人類健康的危害及減少抗生素的使用，人們利用某些材料能夠殺滅或抑制微生物的生長繁殖而開發(fā)出諸多抗菌劑或抗菌材料來抵御有害微生物。隨著生活水平的提高，人們也越來越重視自身及周圍環(huán)境的健康安全，因而對抗菌材料的研究也愈加重視。在全世界范圍內(nèi)，研制及開發(fā)抗菌材料以控制有害細菌的生長與繁殖，減輕或消除這些細菌的危害，已成為當(dāng)前的研究熱點。目前大多數(shù)抗菌材料主要是向材料中直接添加抗菌劑或以化學(xué)接枝等方法將具有抗菌功能的材料、或基團引入，或涂于材料表面使材料成為新的具備抗菌性能的材料。如研究使用氯化-三-十二烷基銨鹽(TDMAC)來修飾硅氧烷彈性體，TDMAC是一種有機抗菌齊U，它的引入可以減少細菌在材料表面的吸附，但細菌容易產(chǎn)生耐藥性。日本最新研制出一種含銀的抗感染潤滑劑，涂于材料表面可提高抗菌性能，但涂層常常容易脫落而使材料失去抗菌性能，而且銀含量高容易產(chǎn)生細胞毒性。目前的研究和公開專利中，作為抗菌成份研制及應(yīng)用的抗菌劑主要可以分為有機合成抗菌劑、無機抗菌劑和天然抗菌劑三大類。有機合成類抗菌劑抑菌力強、效果好，是一種研究及應(yīng)用時間較長，應(yīng)用范圍較廣的抗菌劑，但由于本身系有機物類型，所以不耐高溫，化學(xué)穩(wěn)定性差，而且其中部分有機合成類抗菌劑在自然界中無法降解，易造成環(huán)境污染等；無機抗菌劑安全性高，耐熱性好，可長期使用，并且不會產(chǎn)生耐藥性，但是多系貴金屬類，昂貴且具有抗菌遲效性；天然抗菌劑具有廣譜的抗菌性，可生物降解，相容性好，使用安全、環(huán)保，但是抗菌效果較慢，且相對于其他兩大類抗菌劑抗菌效果不夠理想。在這些抗菌劑中，銀系抗菌劑因具有廣譜的抗菌性和不會產(chǎn)生耐藥性而備受青睞。20世紀(jì)初，Halstead因銀具有良好的抗菌性和抗感染能力而積極推廣銀箔醫(yī)療器械。Ag+在臨床醫(yī)學(xué)上也有應(yīng)用，如使用膠態(tài)銀或硝酸銀溶液處理傷口，用磺胺嘧啶銀等抗真菌、病毒等。20世紀(jì)80年代初，研究者將銀化合物添加到樹脂中制得抗菌塑料。但直接將銀鹽添加到塑料中制成抗菌塑料，由于無機鹽與塑料基體的結(jié)合力較差，塑料等基體材料的力學(xué)性能會明顯下降，而且接觸到水等介質(zhì)時，Ag+極易析出，隨水流失，而導(dǎo)致抗菌有效期很短。納米銀，作為一種新型無機抗菌材料，由于其具有量子效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，大的比表面積等特點，使納米銀能很容易與細菌等微生物密切接觸，不僅具有超強的抗菌效果，而且對人體更為安全。目前有關(guān)含納米銀抗菌材料的報道很多，多數(shù)為粉劑添加劑，制備工藝復(fù)雜，加工成本高，而且當(dāng)真正應(yīng)用時，納米銀往往不易分散固定、與材料基體結(jié)合較差，且多數(shù)專利只注重其廣譜的抗菌活性，未能全面地考慮其生物安全性，而抗菌制品應(yīng)具有相應(yīng)的安全性，尤其是與人體有直接接觸的材料，要避免有急性毒性、慢性毒性、過敏反應(yīng)等問題。絲素蛋白(Silk Fibroin, SF)是人類最早研究和應(yīng)用的天然高分子材料,是一種含有人體所必需氨基酸的天然蛋白質(zhì)，占蠶絲成分的70%。絲素蛋白(SF)無毒、無刺激作用，無過敏性，具有良好的生物相容性，在食品、美容方面早有應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和人們對絲素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的不斷深入，絲素蛋白在生物材料及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越引人注目，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的研發(fā)和應(yīng)用前景，如用作創(chuàng)面覆蓋材料、酶固定化電極、抗凝血材料及藥物緩釋材料等，成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最有前景的生物材料之一。此外有文、獻報道了絲素蛋白質(zhì)氨基酸組分中酪氨酸殘基團含有具有強還原能力的對甲苯酚基而能還原某些金屬離子生成納米金屬顆粒而負載于絲素蛋白中。周勇等在研究蠶絲蛋白質(zhì)與貴金屬離子的相互作用時，首次發(fā)現(xiàn)蠶絲蛋白質(zhì)具有獨特的性能可以制備高度分散穩(wěn)定的納米金膠體。艾仕云等在室溫下以絲素同時作為還原位和保護劑還原硝酸銀制得了納米銀/絲素復(fù)合溶膠，并研究了其光譜性質(zhì)。這些研究多數(shù)集中于其在光電子、信息存儲、催化、生物標(biāo)記、光學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用價值。專利CN101044848報道了以天然高分子材料絲素為載體的納米銀抗菌粉體及其制備方法，反應(yīng)以水為介質(zhì)，利用絲素蛋白自身的還原能力制備了負載于絲素微孔中的納米銀，其反應(yīng)時間較長，主要是作為一種粉劑添加劑，不具備一定的成型性能，作為抗菌添加劑用于特定領(lǐng)域存在與基體結(jié)合較差等問題。聚氨酯(polyurethane, PU),是由軟鏈段和硬鏈段交替鑲嵌組成的、含有許多一NHCOO—基團的極性高聚物，通過選擇適當(dāng)?shù)能?、硬鏈段結(jié)構(gòu)及其比例，使其具有獨有的微相分離結(jié)構(gòu)，能得到具有優(yōu)異的力學(xué)性能，如高彈低模、耐撓曲性等的高分子材料，可用于制造塑料、橡膠、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等，已廣泛用于汽車、水利、紡織、印刷、醫(yī)療、體育、糧食加工、建筑等工業(yè)部門。且與其它高分子聚合物相比具有較好的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)材料中被廣泛應(yīng)用。而且由于其可解決使用最為普遍的天然乳膠醫(yī)用制品固有的“蛋白質(zhì)過敏”和“致癌物亞硝氨析出”兩大難題，從而成為很多天然乳膠醫(yī)用制品的換代材料。但是，和其它生物材料一樣，聚氨酯存在三大主要問題凝血、鈣化和感染。李明忠等將絲素蛋白與聚氨酯結(jié)合制備了絲素蛋白共混膜改善了聚氨酯的生物相容性及抗凝血等性能，但使用的絲素蛋白分子尺寸未界定，分子量較大會影響聚氨酯基質(zhì)相的性能。有關(guān)含聚氨酯抗菌材料的報道主要有J. E Gray等將銀沉積在聚氨酯聚合物表面，抑菌性能好，但發(fā)現(xiàn)銀離子濃度過高產(chǎn)生了細胞毒性，而且銀抗菌層常容易脫落而使材料失去抗菌性。用抗菌藥物粘附在材料表面并緩慢釋放，藥物很快會耗盡，且細菌容易產(chǎn)生抗藥性。將藥物用可降解鏈段固定在聚氨酯材料表面，有細菌時，巨噬細胞降解這些鏈段而釋放藥物，解決了釋放速度問題，但對具有藥物外排泵的細菌會失效。如羅建斌等合成了硬段含雙季銨鹽的聚氨酯，提高了聚氨酯材料的抗菌性能，但高分子鏈段上的雙季銨鹽抗菌活性下降，對于革蘭氏陰性細菌效果很差。聚氨酯/納米銀有優(yōu)異的抗菌性能，但納米銀的團聚問題一直沒能得到解決，而且可能存在細胞毒性等缺陷，限制了其發(fā)展和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多性能抗菌復(fù)合材料的制備方法，本方法制備的復(fù)合抗菌材料參數(shù)可控、工藝簡單、利于放大生產(chǎn)、成本低廉、抗菌效果明顯、同時具有良好的生物相容性及成型性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的
一種抗菌復(fù)合材料的制備方法，制備過程為
(1)分別將納米絲素蛋白粉末、聚氨酯和銀鹽溶解或分散于同一種有機溶劑中，配制得到濃度為2. 0% 4. 0%(ff/V)的絲素蛋白溶液、濃度為7% 12%(W/V)的聚氨酯溶液和濃度為0. 1% (W/V)的銀鹽溶液；
(2)水浴55°C 60°C攪拌下，按絲素蛋白聚氨酯質(zhì)量比為I:I 9的量將絲素蛋白溶液加入聚氨酯溶液中混合反應(yīng)充分后，再將銀鹽溶液加入絲素蛋白溶液和聚氨酯溶液的混合體系中，銀鹽溶液中Ag+質(zhì)量占絲素蛋白和聚氨酯兩者質(zhì)量和的0. 5% I. 5% ;待反應(yīng)液呈棕黃色后，將反應(yīng)產(chǎn)物用大體積的水析出，再用大量的水?dāng)嚢柘礈旆磻?yīng)產(chǎn)物以去除殘留的有機溶劑至水澄清無油狀物，干燥即得到抗菌復(fù)合材料。進一步地，可以將制備得到的抗菌復(fù)合材料溶于四氫呋喃，5%質(zhì)量分數(shù)成膜從而得到膜狀的抗菌復(fù)合材料。所述有機溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)或N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)。所述的聚氨酯為聚酯系聚氨酯、聚醚系聚氨酯、芳香族異氰酸酯系聚氨酯或脂肪族異氰酸酯系聚氨酯。所述銀鹽為硝酸銀、磺胺嘧啶銀。 所述納米絲素蛋白粉末通過如下制備方法得到采用鹽溶酶解工藝，將廢次繭殼或繭絲依次經(jīng)醚類、醇類有機溶劑浸泡以除去其中的蠟質(zhì)物、碳水化合物及灰分雜質(zhì)，經(jīng)水煮沸脫膠鹽溶蛋白酶酶解后冷凍干燥即得到小分子納米級絲素蛋白粉末，尺寸為50 200nmo與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(I)本發(fā)明所得的抗菌復(fù)合材料為載銀納米絲素/聚氨酯復(fù)合材料，納米銀較為均勻地分布于基質(zhì)內(nèi)外，同時具備良好的抗菌性能，抗菌成份不易脫落，區(qū)別于以往的表面鍍銀方式，可實現(xiàn)長久抗菌。(2)本發(fā)明基體材料復(fù)合體系中含性能優(yōu)良的天然絲素蛋白，其生物相容性好，安全無毒，且本身具備一定的抑菌性，使復(fù)合材料獲得良好的生物相容性。且絲素蛋白使用小分子納米級絲素蛋白肽，具有納米材料的特性，其優(yōu)異的性能更能充分體現(xiàn)。(3)本方法制備過程中，利用有機溶劑及絲素蛋白的自身還原能力制備納米銀，納米銀形態(tài)較好，尺寸為5(T200nm，未添加化學(xué)還原劑或特定的化學(xué)分散劑等有毒試劑，降低了成本，同時降低了材料的毒副作用。
(4)反應(yīng)條件溫和，參數(shù)可控，工藝簡單，原料成本低廉，適于放大生產(chǎn)。而且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)物料配比等條件，從而得到滿足相應(yīng)性能的復(fù)合材料。本方法所得的抗菌復(fù)合材料抗菌效果明顯，同時具有良好的生物相容性及成型性，可廣泛應(yīng)用于服飾、鞋業(yè)、環(huán)保、塑料、醫(yī)療器械涂層、醫(yī)用導(dǎo)管原材料、醫(yī)用保健品、抗菌敷料等方面，尤其適合于對生物相容性要求較高的生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。


圖I是本方法制備所得的抗菌復(fù)合材料的紫外檢測圖。圖2是本方法制備的抗菌復(fù)合材料成膜后經(jīng)掃描電鏡(SEM)拍攝所得表面形貌照片，放大30000倍。圖3是本方法制備的抗菌復(fù)合材料的抗菌性能測試效果圖。
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圖4是本方法制備的抗菌復(fù)合材料對L929小鼠成纖維細胞毒性測試，L929細胞在復(fù)合材料膜片表面生長使用倒置顯微鏡拍攝的照片。圖5是本方法制備的抗菌復(fù)合材料對L929小鼠成纖維細胞毒性測試，L929細胞生長曲線圖。
具體實施例方式納米銀具有較大的比表面積，粒子表面存在大量的原子或粒子空位，表現(xiàn)出較大的表面活性，表面存在很多空懸鍵，絲素分子中的氨基、羧基能與納米銀表面的空懸鍵結(jié)合，因此本發(fā)明利用小分量納米級絲素蛋白與聚氨酯結(jié)合，然后引入具有抗菌活性好的Ag+，利用溶劑及絲素蛋白本身的還原能力制備得分散較好的納米銀，使該復(fù)合材料能較好地結(jié)合三者的優(yōu)勢，取長補短，制備出結(jié)合穩(wěn)定，抗菌性能好，生物相容性好且成型性好的復(fù)合材料。本發(fā)明載銀納米絲素/聚氨酯復(fù)合材料的制備工藝如下
(I)分別將納米絲素蛋白粉末、聚氨酯和銀鹽溶解或分散于同一種有機溶劑中，配制得到濃度為2. 0% 4. 0%(ff/V)的絲素蛋白溶液、濃度為7% 12%(W/V)的聚氨酯溶液和濃度為0. 1% (W/V)的銀鹽溶液；
本發(fā)明中所使用的絲素蛋白采用小分子納米級絲素蛋白肽(Silk Fibroin Peptide,SFP)，具有更高的生物活性，能夠與聚氨酯較好的結(jié)合并充分發(fā)揮其生物相容性。(2)水浴55°C 60°C攪拌下，按絲素蛋白聚氨酯質(zhì)量比為1:1 9的量將絲素蛋白溶液加入聚氨酯溶液中混合反應(yīng)充分，實際判斷方法是待反應(yīng)溶液發(fā)白即認為反應(yīng)充分，通常為4小時左右，再將銀鹽溶液加入絲素蛋白溶液和聚氨酯溶液的混合體系中，銀鹽溶液中Ag+質(zhì)量占絲素蛋白和聚氨酯兩者質(zhì)量和的0. 5% I. 5% ;待反應(yīng)液呈棕黃色后(這個過程大概為3tT5h)，將反應(yīng)產(chǎn)物用大體積的水析出，再用大量的水?dāng)嚢柘礈旆磻?yīng)產(chǎn)物以去除殘留的有機溶劑至水澄清無油狀物，干燥即得到載銀納米絲素/聚氨酯抗菌復(fù)合材料。該抗菌復(fù)合材料為塊狀。根據(jù)需要，可以將制備得到的塊狀的抗菌復(fù)合材料加工為各種形態(tài)，以利于實際應(yīng)用。如可溶于四氫呋喃，再以5%質(zhì)量分數(shù)成膜從而得到膜狀的抗菌復(fù)合材料，以用于后續(xù)性能檢驗、測試等。所述有機溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)或N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)。所述的聚氨酯為聚酯系聚氨酯、聚醚系聚氨酯、芳香族異氰酸酯系聚氨酯或脂肪族異氰酸酯系聚氨酯。所述銀鹽為水溶性銀鹽類，具體為硝酸銀、磺胺嘧啶銀。所述小分子納米絲素蛋白粉末通過如下制備方法得到采用鹽溶酶解工藝，將廢次繭殼或繭絲依次經(jīng)醚類、醇類有機溶劑浸泡以除去其中的蠟質(zhì)物、碳水化合物及灰分雜質(zhì)，經(jīng)水煮沸脫膠鹽溶蛋白酶酶解后冷凍干燥即得到小分子納米級絲素蛋白粉末，尺寸為50 200nm。
以下再給出一個具體的制備實施例以幫助理解本發(fā)明。I.首先采用鹽溶酶解工藝制備小分子納米級絲素蛋白粉末(SFP):將廢次繭殼用乙醚浸泡48h除去蠟質(zhì)，用蒸餾水洗凈，干燥后用無水乙醇在室溫下浸泡24h除去部分有機物和雜質(zhì)，洗凈、干燥。用0. 5% (W/V)的Na2CO3將干凈繭殼煮沸30min三次，用蒸餾水洗滌干燥得到纖維狀絲素蛋白(SF)。將絲素纖維溶解在CaCl2/C2H50H/ H20(摩爾比1:2:8)的有機無機混合溶劑中，將溶解液透析袋內(nèi)透析3d，取出，使用中性蛋白酶進行酶解，酶解條件為pH=6. 5 7. 5，溫度在37°C ±2°C。酶解完成后放入_40°C超低溫5min IOmin使酶失活。用超濾膜過濾并用雙蒸水多次沖洗后，以冷凍干燥法得到小分子量納米級絲素蛋白粉末(SFP)。2.復(fù)合材料的制備稱取所制得的小分子納米級絲素蛋白粉末(SFP) I. 2g溶于30mlN-N- 二甲基甲酰胺(DMF)中，室溫下充分攪拌配成4%(W/V) SFP溶液；將2. 8g聚氨酯(PU)倒入三口反應(yīng)燒瓶，加入30mlDMF溶劑，55°C 60°C下充分攪拌后配成約為9. 3%(ff/V)PU澄清溶液，將50mg硝酸銀溶于50mLDMF中，配成0. 1%(W/W)溶液，避光保存；55°C 60°C攪拌下，將配置好的SFP溶液逐滴加入盛有I3U的反應(yīng)燒瓶中，充分混合反應(yīng)4h后；接著將AgNO3溶液按Ag總質(zhì)量約1%的量(取40ml)逐滴加入絲素/聚氨酯反應(yīng)體系,密封反應(yīng)待反應(yīng)液呈棕黃色后停止反應(yīng)，取大體積的水沉淀出反應(yīng)產(chǎn)品，再用大量的水?dāng)嚢柘礈煲匀コ鼶MF反應(yīng)溶劑，收集反應(yīng)產(chǎn)品，于60°C烘箱干燥24h，溶于揮發(fā)性較好的四氫呋喃溶劑中5% (W/V)質(zhì)量分數(shù)下成膜，即得該復(fù)合材料。按照該實施例所制得的復(fù)合材料，絲素/聚氨酯的配比為30/70，含銀量為1%(重量百分數(shù))。該復(fù)合材料在紫外410nm處檢測到納米銀，納米銀形態(tài)較好，分布較為均勻，尺寸約為5(T200nm。實驗結(jié)果表明其具有較強的抑菌性能，同時細胞毒性測試結(jié)果表明其RGR毒性評分為0及或I級，具有良好的生物相容性。3.復(fù)合材料的檢測及性能測試復(fù)合材料檢測和性能測試結(jié)果參見附圖
圖I為所制得的復(fù)合材料溶于DMF溶劑中，于UV-2450型紫外可見分光光度計以含純PU的DMF溶液做參比基線所得的紫外光譜曲線圖，曲線中272nm處為絲素氨基酸殘基中色氨酸、苯并氨酸等芳香基團所致；在410nm處為納米銀的吸收峰，吸收峰寬較為集中，說明納米銀顆粒尺寸分布較為均勻。圖2為所制得該復(fù)合材料成膜后經(jīng)噴金處理后與使用掃描電子顯微鏡(LE0-supra35, Germany ZEISS)拍攝的材料表面形貌圖(放大30000倍)。圖中a為純PU、b為SFP/PU (30/70)、c為SFP/PU/Ag (30/70/1)的SEM圖。由圖2a可見，純PU膜表面相對光滑均一，圖2b絲素/聚氨酯結(jié)合后，絲素主要以微線段或微球的形式鑲嵌于材料內(nèi)外表面，而圖2c引入Ag+后絲素與DMF能將Ag+還原成納米銀，納米銀形態(tài)較好，尺寸約為5(T200nm，較為均勻地分散于基質(zhì)內(nèi)外，同時納米銀的產(chǎn)生使得SFP進一步鑲嵌于聚氨酯內(nèi)部，使三者的結(jié)合更為緊密。圖3為復(fù)合材料根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QBT2591-2003采用抑菌環(huán)定性測試法測試該抗菌復(fù)合材料對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠色假單胞菌的抑菌實驗效果照片?？咕鷮嶒灢捎萌飧嗟鞍纂伺囵B(yǎng)基。試驗菌種在測試前均經(jīng)過平板活化，并取單菌落制備生長較為旺盛的菌懸液，取濃度合適的菌液以涂布的形式制備含菌平板。抑菌效果大致的測試步驟為使用5_的打孔器制備測試貼片，受試樣包括普通聚氨酯膜片(純PU)、硝酸銀陽性對照濾紙片、絲素/聚氨酯膜片(SFP/PU，30/70)、載銀絲素/聚氨酯抗菌膜片(SFP/PU/Ag，30/70/1)，經(jīng)紫外照射滅菌后，用鑷子將各受試樣分別貼放在含菌平板上，樣品的貼片順序分別為圖中1、2、3、4。放入37°C孵箱中培養(yǎng)18-24h待菌落長出后取出觀察，用卡尺精確測量試樣貼片周圍抑菌環(huán)(包括試驗試驗貼片)直徑的大小(mm)，以抑菌環(huán)直徑>7 mm為有抑菌作用。所有實驗重復(fù)3次。圖3a、圖3b、圖3c分別表示實驗菌種為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠色假單胞菌。實驗結(jié)果表明，普通聚氨酯(純I3U膜)、和SFP/PU膜周圍均未產(chǎn)生抑菌環(huán)不具備抗菌性、而復(fù)合材料抗菌膜片對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠色假單胞菌的抑菌環(huán)直徑都大于7mm，均具有較好的抑菌性能。圖4為該復(fù)合材料膜片采用國標(biāo)細胞L929小鼠成纖維細胞毒性測試測試時，使用倒置顯微鏡拍攝的L929細胞在各受試材料上的生長形態(tài)。細胞毒性測試采用MTT法，實驗組共設(shè)空白對照組(只加細胞不含膜片，即圖4 a)，實驗組(細胞+受試材料膜片)，受試材料膜片包括普通聚氨酯膜片(純PU，即圖4 b)、絲素/聚氨酯膜片(SFP/PU，30/70，即圖4c)、載銀絲素/聚氨 酯抗菌膜片(SFP/PU/Ag，30/70/1，即圖4 d)。測試過程大致為將各組膜用打孔器制成直徑為0. 5mm的小圓片，紫外滅菌30min待用。將L-929小鼠成纖維細胞消化為大約2X IO5個/mL的細胞液，將滅菌處理后的受試樣鋪于96孔板中，并向每孔中加入200ul的細胞懸液，培養(yǎng)至第1、2、4、5天時，吸出培養(yǎng)液，使用MTT處理試樣后進行活性測定。并繪制細胞生長曲線如圖5。通過RGR毒性評分劃分材料毒性等級，細胞毒性評分在2級以內(nèi)為沒有細胞毒性。RGR按下式計算。
臟=SSS湖觀
細胞毒性分級標(biāo)準(zhǔn)如下0級RGR彡100 ;1級75彡RGR<100 ；2級50彡RGR<75 ；3 級25 彡 RGR〈50 ;4 級:1<RGR<25 ；5 級:RGR=O0由圖4可見，各實驗組細胞與對照組細胞生產(chǎn)形態(tài)相似，呈三角形或梭形，沒有產(chǎn)生變異或大面積死細胞，生長良好。圖5為L929細胞在材料上5天內(nèi)的生長曲線，由圖可見各實驗組細胞的生長趨勢與對照組一致，其中SFP/PU實驗組細胞生長的吸光度值高于對照組，對細胞有促生長作用。表明材料中由于有納米絲素蛋白的存在，大大地提高和改善了材料的生物相容性。表I是本方法制備所得的抗菌復(fù)合材料對L929小鼠成纖維細胞毒性測試，RGR毒性評分結(jié)果。表I給出了 5天內(nèi)，受試材料對L929小鼠成纖維細胞的毒性評分結(jié)果，結(jié)果顯示該復(fù)合材料的毒性評分分級為O級或I級，對細胞無毒無害，細胞相容性好。最后說明的是，以上 施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于制備過程為 (1)分別將納米絲素蛋白粉末、聚氨酯和銀鹽溶解或分散于同一種有機溶劑中，配制得到濃度為2. 0% 4. 0%(ff/V)的絲素蛋白溶液、濃度為7% 12%(W/V)的聚氨酯溶液和濃度為0. 1% (W/V)的銀鹽溶液； (2)水浴55°C 60°C攪拌下，按絲素蛋白聚氨酯質(zhì)量比為I:I 9的量將絲素蛋白溶液加入聚氨酯溶液中混合反應(yīng)充分后，再將銀鹽溶液加入絲素蛋白溶液和聚氨酯溶液的混合體系中，銀鹽溶液中Ag+質(zhì)量占絲素蛋白和聚氨酯兩者質(zhì)量和的0. 5% I. 5% ;待反應(yīng)液呈棕黃色后，將反應(yīng)產(chǎn)物用大體積的水析出，再用大量的水?dāng)嚢柘礈旆磻?yīng)產(chǎn)物以去除殘留的有機溶劑至水澄清無油狀物，干燥即得到抗菌復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于將制備得到的抗菌復(fù)合材料溶于四氫呋喃，5%質(zhì)量分數(shù)成膜即得到膜狀的抗菌復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或隊^二甲基乙酰胺(0獻0。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的聚氨酯為聚酯系聚氨酯、聚醚系聚氨酯、芳香族異氰酸酯系聚氨酯或脂肪族異氰酸酯系聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述銀鹽為硝酸銀或磺胺喃唳銀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述納米絲素蛋白粉末通過如下制備方法得到采用鹽溶酶解工藝，將廢次繭殼或繭絲依次經(jīng)醚類、醇類有機溶劑浸泡以除去其中的蠟質(zhì)物、碳水化合物及灰分雜質(zhì)，依次經(jīng)水煮沸脫膠、鹽溶、透析、蛋白酶酶解后冷凍干燥即得到小分子納米級絲素蛋白粉末，尺寸為50 200nm。
7.一種抗菌復(fù)合材料，其特征在于本抗菌復(fù)合材料由權(quán)利要求1-6所述制備方法制備而得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗菌復(fù)合材料的制備方法，制備過程為(1)分別將納米絲素蛋白粉末、聚氨酯和銀鹽溶解或分散于同一種有機溶劑中，得到絲素蛋白、聚氨酯和銀鹽溶液；(2)水浴55℃～60℃攪拌下，將絲素蛋白溶液加入聚氨酯溶液中混合反應(yīng)充分后,再將銀鹽溶液加入絲素蛋白溶液和聚氨酯溶液的混合體系中，待反應(yīng)液呈棕黃色后，將反應(yīng)產(chǎn)物用大體積的水析出,再用大量的水?dāng)嚢柘礈旆磻?yīng)產(chǎn)物以去除殘留的有機溶劑至水澄清無油狀物，干燥即得到抗菌復(fù)合材料。本方法制備的復(fù)合抗菌材料參數(shù)可控、工藝簡單、利于放大生產(chǎn)、成本低廉、抗菌效果明顯、同時具有良好的生物相容性及成型性。
文檔編號C12P21/06GK102702727SQ201210212638
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉瓊, 廖大剛, 羅琴, 胡辰, 邱榮蓉, 陳忠敏 申請人:重慶理工大學(xué)