一种氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维及其制备方法和应用

本申请涉及生物医用仿生纤维，尤其涉及一种氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、常规活动义齿及局部义齿多以pmma粉色树脂为基托材料，其色泽单一，缺乏天然牙龈内部毛细血丝纹理，仿真度与美观性不足。现有的改进方法包括表面手绘血丝、预埋红棉线和填充商用染色短纤维等，但是手绘血丝耐磨性差、量产一致性低；红棉线与树脂界面结合力弱，长期在口腔环境中易脱落、褪色，而纤维形态与色泽远不及天然血丝。

2、针对上述痛点，申请人自主研发了仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维（专利cn122279785 a），采用色母粒共混熔融纺丝工艺，使红色颜料均匀分布于纤维内部，色泽层次接近天然牙龈血丝，填充至义齿树脂后可形成自然通透的血丝纹理，同时显著提升pmma基托的弯曲强度与模量，兼顾美学与力学性能。然而，该仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维本身无抑菌能力，长期置于口腔湿润环境中，金黄色葡萄球菌、白色念珠菌易在基托表面及纤维缝隙黏附定植，引发义齿性口炎、牙龈红肿及口腔异味等并发症，亟需对其进行抗菌改性。

3、然而，常规抗菌改性方法难以满足本纤维的美学要求。常规的银系涂层或高浓度无机抗菌粉体浸渍后，易导致纤维发白、黄变和失透，破坏其天然分层的红色色泽；混入树脂后还会造成基托色差和透光性下降，使仿生效果大打折扣。同时，传统工艺多依赖物理吸附负载抗菌组分，结合力弱，在唾液浸泡和咀嚼摩擦作用下快速脱落，不仅抑菌效果迅速衰减，脱落的粉体还可能刺激口腔黏膜，存在安全风险。此外，由于缺乏温和的活化预处理，纤维表面活性位点稀缺，致使抗菌粉体负载不均、稳定性差。目前尚无能在完整保留原生色泽与形态的前提下实现长效稳定抗菌的成套工艺，无法同时满足义齿基托对仿生美学、力学补强与口腔长效抑菌的三重需求。

技术实现思路

1、本申请提供一种氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维及其制备方法和应用，旨在解决现有抗菌改性工艺易破坏纤维血丝外观色泽、抗菌粉体附着力弱以及抑菌耐久性差的技术问题。

2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现。

3、本申请的第一方面，提供一种氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、s1，对仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维进行预处理，然后进行碱蚀羟基化活化，得到活化纤维；

5、s2，用硅烷偶联剂改性液对活化纤维进行表面硅烷预改性，得到前驱体；

6、s3，将前驱体浸入接枝液中，采用常温超声浸渍在其表面进行接枝沉积，得到中间体；

7、s4，对中间体进行梯度升温干燥，得到氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维。

8、优选的，所述预处理具体为：

9、将仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维依次用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗，然后在80~110℃烘干至恒重；

10、所述碱蚀羟基化活化具体为：

11、将预处理后的仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维浸入碱液，在60℃刻蚀1~3h；然后将其洗涤至中性，在80~110℃烘干至恒重，得到活化纤维。

12、进一步优选的，所述碱液为浓度为0.1~10wt%的naoh溶液。

13、进一步优选的，预处理后的仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维与碱液的质量体积比为1g:30~60ml。

14、优选的，所述硅烷偶联剂改性液通过如下方法配制：

15、将kh-550偶联剂加入无水乙醇和去离子水的混合溶剂中，搅拌使其充分水解，即得硅烷偶联剂改性液；其中，kh-550偶联剂的体积分数为0.5-10%；

16、所述表面硅烷预改性具体为：

17、将活化纤维浸入硅烷偶联剂改性液中，常温超声处理90~120min，然后用无水乙醇漂洗，烘干。

18、优选的，所述接枝液通过如下方法制备：

19、将zno加入无水乙醇和去离子水的混合溶剂中，经搅拌和超声分散，得到zno悬浮分散液，即接枝液；

20、其中，接枝液中zno的固含量为0.2~1.5g/l；

21、无水乙醇和去离子水的体积比为9:1。

22、优选的，所述前驱体和接枝液的质量体积比为1g:30~65ml。

23、优选的所述梯度升温具体为：

24、中间体先在50~80℃预干燥60min，随后升温至80~120℃恒温固化2h。

25、本申请的第二方面，提供上述制备方法制备的氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维。

26、本申请的第三方面，提供上述制备方法制备的氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维在义齿基托材料中的应用。

27、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

28、本申请通过弱碱温和刻蚀时间的精准把控、氧化锌低浓度单层均匀负载的实现，以及梯度控温分段干燥固化的协同作用，成功解决了传统抗菌改性工艺造成的血丝发白、褪色及纹理遮蔽问题，使得仿生血丝纤维的天然红色层次与透光性能得以完整保留。

29、1）完整保留仿生血丝原生外观色泽，适配口腔义齿美学要求，同时保持其原有增韧补强性能。

30、2）高效抗菌，适配口腔唾液湿润环境，其对金黄色葡萄球菌的抗菌率为99.04%，对白色念珠菌的抗菌率为95.61%。

31、3）硅烷偶联剂作为分子桥实现氧化锌化学键合固定，粉体分散均匀，耐唾液冲刷不易脱落，稳定性好。

32、4）工艺安全简单，无有害残留，医用生物安全性高。

1.一种氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理具体为：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱液为浓度为0.1~10wt%的naoh溶液。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于， 预处理后的仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维与碱液的质量体积比为1g:30~60ml。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性液通过如下方法配制：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述接枝液通过如下方法制备：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体和接枝液的质量体积比为1g:30~65ml。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述梯度升温具体为：

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维。

10.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的氧化锌接枝改性抗菌仿生血丝聚酯/聚酰胺短切纤维在义齿基托材料中的应用。