一种聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能高分子技术领域，也属于生物材料技术领域，具体涉及一种聚酰 胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 伤口湿性愈合理论明确指出潮湿的环境有利于创口上皮组织细胞迀移修复促进 伤口愈合，因此将水凝胶作为新型敷料的研究也越来越广泛。水凝胶可直接用在人体皮肤 表面，能一定程度阻隔外部细菌感染，有效防止体液流失，并能传送足够氧分到伤口处，以 此来加快伤口的愈合。但潮湿的环境却无法规避伤口感染的风险以及由此而导致的一些过 度疤痕的形成及其它一些临床问题。大多数的水凝胶虽然能提供湿润的愈合环境，但在抑 菌方面的效果却往往达不到要求。目前关于提高水凝胶抑菌性能的研究大多集中在向水凝 胶材料中引入具有抑菌活性的物质，例如银离子、蜂蜜、氯己定、碘等等，但这些物质各自都 有弊端。长期使用银离子会导致银质沉着症；蜂蜜用于伤口治疗的具体作用机理与疗效也 不太确定，仍存在着很大的争议；氯己定类的抑菌成分往往具有一定的刺激性，有时还会引 起过敏反应。
[0003] 壳聚糖作为一种来源丰富（继纤维素之后地球上蕴藏量第二丰富的天然聚合物） 的天然高分子，是由几丁质脱乙酰化而生成的一种氨基多糖，由于其很多优越的性质，例如 无毒性、优异的生物相容性、可降解性，同时具有可促进伤口生长愈合的性质，已经被广泛 的应用在了生物医学领域。目前已有关于将壳聚糖制成膜剂在伤口处理方面的应用，其部 分膜剂产品已经开始商业化生产。除此之外，将壳聚糖与其他高分子混合制备用于伤口敷 料的水凝胶的研究也开始逐步引起人们的关注。但由于其本身带有一定数量氨基基团，除 了显示出一定的pH响应性外，使其自身整个分子链带有正电荷，因此相对于一般的水凝胶 就已经具备了一定的抑菌性能，但还不能达到创面敷料抑菌性能的要求。因此，研发具有优 异抗菌性能的改性壳聚糖基创面修复水凝胶具有重要的理论和现实意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的在于提供一种聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝 胶及其制备方法和应用。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶，由聚酰胺-胺树形分子、壳 聚糖和双醛交联剂制备而成，所述聚酰胺-胺树形分子的用量为5~50重量份，所述壳聚 糖的用量为50~95重量份，所述聚酰胺-胺树形分子和壳聚糖的用量总和为100重量份， 所述双醛交联剂的用量为：双醛交联剂的醛基与壳聚糖的氨基的摩尔比为大于0. 3。
[0007] 上述方案中，所述交联剂为戊二醛或双醛淀粉等双醛交联剂。
[0008] 上述方案中，所述聚酰胺-胺树形分子的代数为1代~5代。
[0009] 上述方案中，所述壳聚糖的分子量大于30kDa。
[0010] 上述聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的在制备方法，包括如下步 骤：
[0011] (1)将壳聚糖加入到2%的醋酸溶液中，搅拌使其溶解，完全溶解后得到壳聚糖溶 液；
[0012] (2)将聚酰胺-胺树形分子加入到盐酸中，使其溶解后，调节pH为5~6,得到聚 酰胺-胺树形分子盐酸溶液；将双醛交联剂溶于水中得到双醛交联剂水溶液；
[0013] (3)在搅拌条件下，将壳聚糖溶液和聚酰胺-胺树形分子盐酸溶液混合均匀，然后 向混合溶液中滴加双醛交联剂水溶液，搅拌均匀后，恒温反应，反应完毕后，用乙醇洗涤，再 经干燥后得到聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶。
[0014] 上述方案中，所述壳聚糖溶液的质量百分浓度为1~5%。
[0015] 上述方案中，所述恒温培养反应的反应温度为5°C~45°C，反应时间为1天~3 天。
[0016] 上述方案中，所述干燥为冷冻干燥或烘干，所述烘干的温度低于60°C。
[0017] 上述聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶在创面治疗方面的应用。
[0018] 本发明的有益效果如下：（1)本发明以聚酰胺-胺树形分子和壳聚糖为原料，通过 加入交联剂反应获得聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶，所述水凝胶对革兰 氏阴性和革兰氏阳性菌都具有良好的抗菌性能；(2)本发明所述聚酰胺-胺树形分子改性 壳聚糖创面修复水凝胶具有较好吸水性，在pH 1. 0和7. 4环境中的溶胀度分别可达到20 和8.2 (g/g) ; (3)本发明所述聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的抗菌和吸 水性能可根据实际需要，通过改变树形分子的用量、交联剂用量和壳聚糖浓度等工艺参数 进行调控；(4)本发明制备方法成本低，简单易操作，有望实现产业化。
【附图说明】
[0019] 图Ι-a为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的分子结构示意图，图 Ι-b为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的扫描电镜图。
[0020] 图2为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的抗菌性能（抗金黄色葡 萄球菌的性能）。
[0021 ] 图3为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的抗菌性能（抗大肠杆菌 的性能）。
[0022] 图4为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的在pH = 1. 0条件下的 溶胀性能。
[0023] 图5为聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的在pH = 7. 4条件下的 溶胀性能。
【具体实施方式】
[0024] 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。
[0025] 实施例1
[0026] -种聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶，聚酰胺-胺树形分子和 壳聚糖的用量见下表1，双醛交联剂选用戊二醛，戊二醛的用量为：戊二醛的醛基与壳聚糖 的氨基的摩尔比为〇. 7,所述聚酰胺-胺树形分子的代数为2代，所述壳聚糖的分子量为 35kDa〇
[0027] 表1各原料组分用量
[0029] -种聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶，通过如下方法制备得到：
[0030] (1)按照表1中各原料用量称取原料；
[0031] (2)将壳聚糖加入到2%的醋酸溶液中，搅拌使其溶解，完全溶解后得到质量百分 浓度为3%的壳聚糖溶液；
[0032] (3)将聚酰胺-胺树形分子加入到盐酸中，使其溶解后，调节pH为5~6,得到聚 酰胺-胺树形分子盐酸溶液；
[0033] (4)在搅拌条件下，将壳聚糖溶液和聚酰胺-胺树形分子盐酸溶液混合均匀，然后 向混合溶液中滴加戊二醛水溶液，搅拌均匀后，放置于25°C恒温箱中继续反应2天。
[0034] (5)反应完毕后，用乙醇洗涤，再放入烘箱干燥后得到聚酰胺-胺树形分子改性壳 聚糖创面修复水凝胶。
[0035] 本实施例制备得到聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的分子结构 示意图见图Ι-a，截面微观结构见图Ι-b，抗菌性能见图2~3,其中图2为抗金黄色葡萄球 菌的抗菌性能结果，图3为抗大肠杆菌的抗菌性能结果。图Ι-a说明了聚酰胺-胺树形分 子可以直接被包覆在凝胶中，或参与凝胶的交联而被链接到凝胶内部，图Ι-b的结果表明 水凝胶内部形成了致密有序的立体孔洞结构，从图Ι-a和图Ι-b可以看出，采用本申请所述 制备方法，使得聚酰胺-胺树形分子与壳聚糖之间形成了一种新的交联结构，聚酰胺-胺树 形分子参与交联使其被有效负载；图2~3的结果说明：随着聚酰胺-胺树形分子在水凝胶 中所占比例的增加，聚酰胺-胺树形分子改性壳聚糖创面修复水凝胶的抑菌效果有明显提