具有缓释效能的抗菌性复合材料及抗菌医用敷料的制备方法与流程

1.本发明属于化工技术领域，尤其是涉及一种具有缓释效能的抗菌性复合材料及抗菌医用敷料的制备方法。


背景技术：

2.聚乳酸(pla)是一种常见的生物基高分子材料，在生物降解性、生物安全性及生物相容性方面表现优异，可用于制备高性能伤口敷料，可有效促进伤口处的组织再生。然而，pla型伤口敷料在应用时对伤口止血、抗菌消炎及细胞增殖方面尚有较大不足。市场上普遍采用物理共混/负载的方式引入一些止血和抗菌组分以提高敷料的实际使用效能，但普遍存在作用效能的时效性不长、换药周期短、病人体验感差及无法满足一些特殊场景所需，如军事场景。
3.针对于高性能医用敷料的技术要求，如能将止血组分、抗菌组分及伤口愈合因子等与聚乳酸进行有效组合并能达到长效缓释效能，那么此类材料结合自身性能优势在军事和民用医学领域具有巨大的应用前景。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法。
5.本发明的另一目的是提供一种具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法。
6.一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
7.a、介孔型zr-mof-nh2材料的合成：称取相同当量的锌盐和2-氨基对苯二甲酸，以及锌盐10-30倍当量的苯甲酸，加入到dmf中，并加入适量浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液，将混合溶液转移至含有锌盐相同当量的zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解，待溶解完全后将混合液置于100℃以上进行水热反应12-24h，反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤若干次后，再真空干燥，得到介孔型zr-mof-nh2材料；
8.b、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备：将zr-mof-nh2分散在含有0.1-0.5mol/l的agno3和0.1-0.5mol/lzn(no3)2混合盐的水溶液中进行吸附2-12小时后，离心分离并分别使用水和乙醇洗涤若干次，其后再进行真空干燥，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2；
9.c、p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备：将丙交酯、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸及催化剂放置于反应釜中，升温至110℃以上使丙交酯熔化后进行超声分散，然后在搅拌条件下再将体系升温至140-170℃并连续反应4-8小时，反应完后冷却得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
10.一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
11.a、介孔型zr-mof-nh2材料的合成：称取1当量的锌盐、10-30当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸，加入40ml的dmf和1-3ml的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液，将混合溶液转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解，待溶解完全后将混合液
置于120℃的条件下进行水热反应24h，反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料；
12.b、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备：将zr-mof-nh2分散在含有0.1-0.5mol/l的agno3和0.1-0.5mol/lzn(no3)2混合盐的水溶液中进行吸附2-12小时后，离心分离并分别使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2；
13.c、p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备：将丙交酯、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸及催化剂放置于反应釜中，升温至110℃使丙交酯熔化后进行超声分散，然后在搅拌条件下再将体系升温至140-170℃并连续反应4-8小时，反应完后冷却得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
14.在上述的具有缓释效能的抗菌性医用敷料中，在步骤a中，所述的锌盐为醋酸锌、硝酸锌、硫酸锌和氯化锌中的一种或几种。
15.在上述的具有缓释效能的抗菌性医用敷料中，在步骤c中，zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2占总组分的重量份数为1～10份，氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸占总组分的重量份数为5～25份，丙交酯质量占占总组分的重量份数为65～94份。
16.在上述的具有缓释效能的抗菌性医用敷料中，所述的催化剂为有机锡或有机胍，当催化剂为有机锡时，催化剂用量为投料量的万分之一至万分之五，当催化剂为有机胍时，催化剂用量为投料量的千分之一之千分之十。
17.一种根据上述的具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法得到的具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法，将p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料与医用级聚乳酸混合均匀，得到复合料，然后将复合料溶于dmf/chcl3的混合溶液中，采用静电纺丝的方式得到具有缓释效能的抗菌性医用敷料。
18.在上述的具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法中，ccl3和dmf的重量比为7:3-9:1，复合料占复合料与dmf/chcl3的混合溶液的总重量为8-15wt％。
19.在上述的具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法中，ccl3和dmf的重量比为9:1。
20.在上述的具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法中，p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料与医用级聚乳酸的重量比为1/9-5/5。
21.在上述的具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法中，所述的医用级聚乳酸mn≥50000。
22.与现有技术相比，本发明的优点在于：
23.本发明将止血组分、抗菌组分及伤口愈合因子等与聚乳酸进行有效组合并能达到长效缓释效能。主要体现在，zr-mof-nh2介孔孔道中的ag

会在渗出液的浸渍下而缓慢向外排除，从而达到长效抗菌之功效；此外，止血剂氨甲基苯甲酸与zn
2
在zr-mof-nh2表面进行配位络合沉积，而该络合物会借助伤口处的微酸性环境而逐渐解离，使止血剂和zn
2
得以长效缓释，实现长效止血及促进伤口愈合。与此同时，zr-mof-nh2的大比表面积及多孔性会吸收伤口出的渗出液，保持伤口处干爽状态，也会进一步加速伤口愈合。
附图说明
24.图1是本发明的sem形貌图。
25.图2是本发明的红外光谱图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例1
28.本实施例提供了一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
29.a、介孔型zr-mof-nh2材料的合成：称取1当量的锌盐、10-30当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸，加入40ml的dmf和1-3ml的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液，将混合溶液转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解，待溶解完全后将混合液置于120℃的条件下进行水热反应24h，反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料；
30.b、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备：将zr-mof-nh2分散在含有0.1-0.5mol/l的agno3和0.1-0.5mol/lzn(no3)2混合盐的水溶液中进行吸附2-12小时后，离心分离并分别使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2；
31.c、p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备：将丙交酯、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸及催化剂放置于反应釜中，升温至110℃使丙交酯熔化后进行超声分散，然后在搅拌条件下再将体系升温至140-170℃并连续反应4-8小时，反应完后冷却得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
32.在步骤a中，所述的锌盐为醋酸锌、硝酸锌、硫酸锌和氯化锌中的一种或几种。
33.在步骤c中，zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2占总组分的重量份数为1～10份，氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸占总组分的重量份数为5～25份，丙交酯质量占占总组分的重量份数为65～94份。
34.所述的催化剂为有机锡或有机胍，当催化剂为有机锡时，催化剂用量为投料量的万分之一至万分之五，当催化剂为有机胍时，催化剂用量为投料量的千分之一之千分之十。有机锡为辛酸亚锡或单丁基氧化锡；有机胍为乙醇酸肌酐胍或醋酸肌酐胍。
35.实施例2
36.一种具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法，包括以下步骤：
37.a、介孔型zr-mof-nh2材料的合成：称取1当量的锌盐、10-30当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸，加入40ml的dmf和1-3ml的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液，将混合溶液转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解，待溶解完全后将混合液置于120℃的条件下进行水热反应24h，反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料；
38.b、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备：将zr-mof-nh2分散在含有0.1-0.5mol/l的agno3和0.1-0.5mol/lzn(no3)2混合盐的水溶液中进行吸附2-12小时后，离心分离并分别使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2；
39.c、p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备：将丙交酯、zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸及催化剂放置于反应釜中，升温至110℃使丙交酯熔化后进行超声分散，然后在搅拌条件下再将体系升温至140-170℃并连续反应4-8小时，反应完后冷却得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
40.d、将p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料与医用级聚乳酸混合均匀，得到复合料，然后将复合料溶于dmf/chcl3的混合溶液中，采用静电纺丝的方式得到具有缓释效能的抗菌性医用敷料。
41.在步骤a中，所述的锌盐为醋酸锌、硝酸锌、硫酸锌和氯化锌中的一种或几种。
42.在步骤c中，zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2占总组分的重量份数为1～10份，氨甲环酸或4-氨甲基苯甲酸占总组分的重量份数为5～25份，丙交酯质量占占总组分的重量份数为65～94份。
43.所述的催化剂为有机锡或有机胍，当催化剂为有机锡时，催化剂用量为投料量的万分之一至万分之五，当催化剂为有机胍时，催化剂用量为投料量的千分之一之千分之十。有机锡为辛酸亚锡或单丁基氧化锡；有机胍为乙醇酸肌酐胍或醋酸肌酐胍。
44.在步骤d中，ccl3和dmf的重量比为7:3-9:1，复合料占复合料与dmf/chcl3的混合溶液的总重量为8-15wt％。优选，ccl3和dmf的重量比为9:1。
45.p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料与医用级聚乳酸的重量比为1/9-5/5。医用级聚乳酸mn≥50000。
46.实施例3
47.本实施例提供了一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
48.1.介孔型zr-mof-nh2材料的合成
49.首先分别称取1当量的锌盐(醋酸锌/硝酸锌/硫酸锌/氯化锌)、10当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸后；其次加入40ml的dmf和2的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液a；最后将混合溶液a转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解。待溶解完全后将混合液置于120℃的条件下进行水热反应24h。反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料
50.2.zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备
51.将0.2g zr-mof-nh2分散在50ml混合盐水溶液中吸附2小时后(agno3和zn(no3)2的浓度均为0.1mol/l)，离心分离并使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2.
52.3.p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备
53.将0.2g的zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、丙交酯18.8g及5g的aba及0.1wt％乙醇酸肌酐胍置于反应釜中，升温至110℃使物料熔化后再进行超声分散。然后在搅拌下升温至170℃连续反应4h。反应完毕后出料冷却即得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
54.本实施例还提供了一种具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法，是在上述步骤的基础上，将p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料12g与48g医用级聚乳酸(mn≥50000)混合并溶于440ml的氯仿和dmf的混合溶剂中(ccl3/dmf＝9:1),通过静电纺丝方式制备具有缓释效能的抗菌医用敷料。
55.实施例4
56.本实施例提供了一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
57.1.介孔型zr-mof-nh2材料的合成
58.首先分别称取1当量的锌盐(醋酸锌/硝酸锌/硫酸锌/氯化锌)、30当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸后；其次加入40ml的dmf和2.5ml的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液a；最后将混合溶液a转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解。待溶解完全后将混合液置于120℃的条件下进行水热反应24h。反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料
59.2.zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备
60.将0.2g zr-mof-nh2分散在50ml混合盐水溶液中吸附12小时后(agno3和zn(no3)2的浓度均为0.2mol/l)，离心分离并使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2.
61.3.p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备
62.将1g的zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、丙交酯6.5g及3g的aba及0.1wt
‰
的辛酸亚锡置于反应釜中，升温至110℃使物料熔化后再进行超声分散。然后在搅拌下升温至160℃连续反应6h。反应完毕后出料冷却即得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
63.本实施例还提供了一种具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法，是在上述步骤的基础上，将上述所制备的复合材料12g与38g医用级聚乳酸(mn≥50000)混合并溶于300ml的氯仿和dmf的混合溶剂中(ccl3/dmf＝9:1),通过静电纺丝方式制备具有缓释效能的抗菌医用敷料。
64.实施例5
65.本实施例提供了一种具有缓释效能的抗菌性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
66.1.介孔型zr-mof-nh2材料的合成
67.首先分别称取1当量的锌盐(醋酸锌/硝酸锌/硫酸锌/氯化锌)、30当量的苯甲酸及1当量2-氨基对苯二甲酸后；其次加入40ml的dmf和2～3ml的浓盐酸后进行超声溶解，得到混合溶液a；最后将混合溶液a转移至含有1当量zrcl4的反应釜胆内并进行超声分散溶解。待溶解完全后将混合液置于120℃的条件下进行水热反应24h。反应完后，分别采用dmf和乙醇对产物洗涤3次后，再在100℃条件下进行真空干燥24h，得到介孔型zr-mof-nh2材料
68.2.zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2的制备
69.将0.2g zr-mof-nh2分散在50ml混合盐水溶液中吸附8小时后(agno3和zn(no3)2的浓度均为0.5mol/l)，离心分离并使用水和乙醇循环洗涤3次，其后再在100℃的条件下进行真空干燥24h，得到zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2.
70.3.p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料的制备
71.将0.2g的zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2、丙交酯8g及4g的aba及0.5wt
‰
的单丁基氧化锡置于反应釜中，升温至110℃使物料熔化后再进行超声分散。然后在搅拌下升温至140℃连续反应8h。反应完毕后出料冷却即得到p(la-co-aba/ta)@zr(ag

/zn
2
)-mof-nh2复合材料。
72.本实施例还提供了一种具有缓释效能的抗菌医用敷料的制备方法，是在上述步骤的基础上，将上述所制备的复合材料12g与28g医用级聚乳酸(mn≥50000)混合并溶于300ml的氯仿和dmf的混合溶剂中(ccl3/dmf＝9:1),通过静电纺丝方式制备处医用敷料用复合纤维膜，即为具有缓释效能的抗菌医用敷料。
73.测试例
74.aba控释率的测定：
75.将1g所得到的医用复合纤维膜置于100ml的pbs缓冲溶液中(ph＝6.5)并进行水浴振荡，缓冲溶液的温度保持在36.2℃～37.2℃。分别在4h、8h、12h、24h、72h、120h、240h、480h及960h时取样1ml，采用uv-vis对样液中aba的浓度进行测定(λ
max
＝227nm)，最后根据吸收强度、稀释倍数、标准曲线及1g纤维膜中aba的含量计算出aba的控释率。
[0076][0077]
zn
2
控释率的测定：
[0078]
将1g所得到的医用复合纤维膜置于100ml的pbs缓冲溶液中(ph＝6.5)并进行水浴震荡，缓冲溶液的温度保持在36.2℃～37.2℃。分别在4h、8h、12h、24h、72h、120h、240h、480h及960h时取样1ml，采用icp对样液中zn
2
的含量进行测定，最后根据复合纤维膜中zn
2
的含量结果，计算出zn
2
的控释率。
[0079]
zn
2
控释率/wt％4h8h12h24h72h120h240h480h960h实施例30.30.50.81.42.05.07.29.313.0实施例40.40.70.91.62.36.38.111.014.2实施例50.40.61.01.72.36.58.311.815.1
[0080]
抑菌率的测试：
[0081]
将0.1g医用复合纤维膜(圆形)放置在含nacl溶液并带有琼脂的培养皿中，然后再接种特定量的金黄色葡萄球菌或大肠杆菌，在特定的时间点观察培养皿中菌落情况。以不放置医用复合纤维膜的培养皿中菌落情况做参照，根据菌落面积计算抑菌率。
[0082][0083]
从上述三个表格内的测试结果中可以看出，zn
2
及止血剂aba的控释量随着时间的延长而逐渐增加，但增加幅度逐渐下降，其中zn
2
和aba在960h后依旧具有一定的控释效能，从而能够很好地体现出该复合纤维膜作为医用伤口敷料具有良好的长效止血性和促进细胞生长及伤口愈合的效能。此外，通过导入ag

能赋予复合纤维优异的长效抗菌性，在2周内具有极佳的抗菌效果。此外从表中还可以看出，该复合纤维膜对金黄色葡萄球菌的抑菌性要略优于对大肠杆菌的抑菌率。
[0084]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神。