一种长效抗菌敷料及其制备方法与流程

本发明属于合成高分子的生物材料技术领域，具体涉及一种具有长效抗菌效果的皮肤创伤敷料及其制备方法。

技术背景

根据“湿性伤口愈合理论”，伤口上的各种细胞、酶、以及生长因子在干燥的条件下活性较低，而在湿润的环境下生物活性大大增加，能促进肉芽组织的生长，有助伤口愈合，但在湿性环境同样是细菌和真菌的温床，因此研发具有抗菌功效的湿性敷料是紧迫的现实需要。

聚硅氧烷具有良好的生物相容性，被广泛应用于医疗产品的制备，特别是皮肤创伤敷料。cn106038065b公布了一种具有双层结构的聚硅氧烷弹性体敷料，弹性层交联密度较高，提供敷料强度；粘性层具有大量的氢键基团且交联密度较低，而具有粘性。该双层敷料具有良好的透气性、吸水性和透明性，但不具有抗菌效果，且双层敷料的制备过程过于繁琐。由于聚硅氧烷材料的皮肤粘性和力学性能不能同时满足，因此聚硅氧烷多应用于水凝胶敷料领域或液体绷带领域，cn1668345a公布了一种基于聚硅氧烷的抗菌液体绷带材料，通过加入小分子药用活性剂与敷料基底混合，采用喷涂或涂布的方式施加在创口表面，达到保护抗菌的作用。抗菌剂以物理共混的方式与敷料基底结合，在使用过程中容易损耗，不能达到长效抗菌的作用。且这种液体敷料使用时效较短，因失效而频繁更换敷料容易造成创口的二次伤害。

技术实现要素：

为改善以上技术现状，本发明提供一种具有单层结构的聚硅氧烷弹性体的抗菌敷料，该敷料材料具有共价交联结构，但具有良好的皮肤粘着力，并且具有抗菌效果的季铵盐通过化学接枝于弹性体中，能够实现长效抗菌，在皮肤创伤敷料有很好的应用价值。

本发明的目的在于提供一种长效的抗菌敷料。

本发明的另一目在于是提供上述一种长效的抗菌敷料的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种长效的抗菌敷料，其结构式如下式所示：

其中，m:n:r:t:x＝10～25:10～20:20～40:10～20:6～16；

上述一种长效的抗菌敷料的反应流程及制备方法如下：

1.季铵盐反应单体(qa)的制备

在装有冷凝回流装置、恒压滴液漏斗、氮气保护装置和搅拌桨的三口烧瓶中，投入十二烷基二甲基叔胺(12-dma)和两倍体积丙酮充分搅拌溶解，升温至50～60℃后开始滴加对氯甲基苯乙烯(p-cms)，滴加完毕后，保温反应2h。反应结束后，用正庚烷把产物沉淀析出，并用丙酮洗涤3次，在50～60℃的真空烘箱中干燥5h，即得到qa。

所述p-cms与12-dma的投料摩尔比为3:1。

2.氨基硅油(pdms-amino2)的制备

将八甲基环四硅氧烷(d4)、1,3-二(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(baptmds)、四甲基氢氧化铵(tmah)加入反应釜中，加热至80～100℃反应9h后升温至110～130℃反应1h，即得到pdms-amino2。

所述d4、baptmds的投料摩尔比为2.5～10:1,tmah投料量为d4质量的0.2％。

3.聚硅氧烷反应单体(pdms-vinyl2)的制备

将pdms-amino2溶于两倍体积二氯甲烷中，在室温氮气环境下，一次投入六亚甲基二异氰酸酯(hdi)搅拌反应1h后加入甲基丙烯酸羟乙酯(hema)和二月桂酸二丁基锡的混合二氯甲烷溶液，继续反应1h，蒸发溶剂，得到pdms-vinyl2。

所述pdms-amino2、hdi、hema的投料摩尔比为1:2:2，二月桂酸二丁基锡投入量为hdi质量的2％。

4.p(pdms-co-hema-co-qa-co-aa)弹性体敷料的制备

将pdms-vinyl2、甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、qa、丙烯酸(aa)放入反应釜中，加入等体积n’n-二甲基甲酰胺(dmf)，充分搅拌溶解，10min后加入偶氮二异丁腈(aibn)，在氮气保护下，升温至60～80℃反应4h，得到的交联凝胶置于100～120℃真空烘箱中干燥20h，冷却后90～100℃热压成型20min，冷压成型10min，模具腔厚度为0.8mm，得到p(pdms-co-hema-co-qa-co-aa)弹性体敷料。

所述pdms-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为10～25:10～20:20～40:10～20，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)传统的共价交联的聚硅氧烷材料表面不具有自粘性，难以直接在伤口敷料中应用。本发明通过在共价交联体系中引入各种氢键作用基团(酰胺、羧基、羟基、取代脲基)，使得弹性体敷料具有良好的皮肤粘性。

(2)传统的共价交联的聚硅氧烷材料表面具有较强的疏水性，作为弹性体敷料时，不具有吸收创口渗出液的能力，本发明通过引入各种亲水性基团，使得弹性体敷料具有一定的吸水性，同时保持了聚硅氧烷原来优异的水汽透过性。

(3)在弹性体敷料交联体系中引入季铵盐侧基，赋予材料良好持久的抗菌效果。

附图说明

图1为实施例1p(pdms-co-hema-co-qa-co-aa)的ft-ir谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

本发明对实施例1～6和对比例1进行如下性能测试，结果列于表1：

(1)吸水性测试：在温度37℃，相对湿度为80％的环境下，将干燥样品浸泡在蒸馏水中，24h后将其取出，用滤纸吸去薄膜表面多余水后称取质量。吸水率(aw)计算公式如下：

其中，we和wd分别代表薄膜吸水平衡质量与干燥时质量。

(2)透气性测试：在瓶口内径18mm的玻璃瓶中装入10ml蒸馏水，取弹性体敷料薄膜覆盖于瓶口，接口处用封口胶密封，静置于温度为37℃，相对湿度30％环境中。24h后取出称重，计算失重量。用水汽透过率(wvtr)表征薄膜的透汽性，wvtr计算公式如下：

式中，δg为质量变化，单位为g；t为时间，单位为d；a为瓶口面积，单位为m²。wvtr单位为：g/(m²·d)。

(3)粘性测试：用kj-1065a电子拉力机(东莞科建检测仪器有限公司)测量弹性体敷料薄膜剥离玻璃片所需的力作为敷料薄膜的粘性评价。样条尺寸为10mm×60mm，剥离速率为50mm/min。

(4)抑菌菌效果测试：取紫外照射消毒后的10mm×10mm的弹性体敷料薄膜置于高温消毒后的玻璃培养皿中，加入10ml革兰氏阴性菌大肠杆菌(escherichiacoli，e.coli)菌液(吸光度od600为4)和10ml蒸馏水，置于在37℃摇床中培养3h后，采用sma5000型微量紫外-可见分光光度计测量其在600nm处的吸光值(od600)，并按以下公式计算评价抑菌效果：

式中，为培养3h后的od600，为初始od600。

(5)细胞毒性测试：取紫外照射消毒后的10mm×10mm的弹性体敷料薄膜置于高温消毒后的玻璃培养皿中，加入10ml中rpmi-1640液体培养基，浸泡24h后取100μl样品浸提液，置于96孔板中，再每孔加入100μl的人肾上皮细胞溶液(接种密度1.0×105个/ml)，空白对照组为加入100μlrpmi-1640液体培养基和100μl人肾上皮细胞溶液，将96孔板置于37℃培养箱中培养24h后，向每个孔中加入20μl的mtt溶液(5.0mg/ml)，在37℃下继续培养4h后，吸去上层清液，加入150μl的dmso充分溶解后，用mk-ⅲ型酶标仪测定492nm处的吸光度(od492)。按以下公式计算细胞存活率：

式中，为培养24h后的od492，为空白对照组培养24h后的od492。

实施例1

(1)制备季铵盐反应单体(qa)

在装有冷凝回流装置、恒压滴液漏斗、氮气保护装置和搅拌桨的三口烧瓶中，投入十二烷基二甲基叔胺(12-dma)和两倍体积丙酮充分搅拌溶解，升温至55℃后开始滴加对氯甲基苯乙烯(p-cms)，滴加完毕后，保温反应2h。反应结束后，用正庚烷把产物沉淀析出，并用丙酮洗涤3次、放在50℃真空烘箱中干燥5h，即得到qa；

其中，p-cms与12-dma的投料摩尔比为3:1。

(2)制备pdms⁵⁰⁰-amino2

将八甲基环四硅氧烷(d4)、1,3-二(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(baptmds)、四甲基氢氧化铵(tmah)投入入反应釜中，加热至90℃反应9h后升温至110℃反应1h，即得到pdms⁵⁰⁰-amino2。

其中，d4、baptmds的投料摩尔比为1.7:1,tmah投料量为d4质量的0.2％，产物mn(gpc)＝689。

(3)制备pdms⁵⁰⁰-vinyl2

将pdms⁵⁰⁰-amino2溶于两倍体积二氯甲烷中，在室温氮气环境下，一次投入hdi搅拌反应1h后加入滴加hema和二月桂酸二丁基锡的混合二氯甲烷溶液，继续反应1h，蒸发溶剂，得到pdms⁵⁰⁰-vinyl2。

pdms⁵⁰⁰-amino2、hdi、hema的投料摩尔比为1:2:2，二月桂酸二丁基锡投入量为hdi质量的2％，产物mn(gpc)＝1521。

(4)制备p(-co-hema20-co-qa10-co-aa20)弹性体敷料

将pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa放入反应釜中，加入等体积dmf，充分搅拌溶解，10min后加入aibn，升温至60～80℃反应4h，得到交联凝胶，置于100℃真空烘箱中干燥20h，冷却后90℃热压成型20min，冷压成型10min，模具腔厚度为0.8mm，得到p(-co-hema20-co-qa10-co-aa20)弹性体敷料薄膜。

其中，pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为23:20:10:20，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

参阅图1，,实施例1对应的p(pdms-co-hema-co-qa-co-aa)的ft-ir谱图如图1所示。

实施例2

步骤(1)～(3)与实施例1相同

(4)制备p(-co-hema20-co-qa20-co-aa20)弹性体敷料

pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为20:20:20:20，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

实施例3

步骤(1)～(3)与实施例1相同

(4)制备p(-co-hema20-co-qa30-co-aa20)弹性体敷料

pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为18:20:30:20，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

实施例4

步骤(1)～(3)与实施例1相同

(4)制备p(-co-hema20-co-qa40-co-aa20)弹性体敷料

pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为15:20:40:20，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

实施例5

步骤(1)与实施例1相同

(2)制备pdms¹⁰⁰⁰-amino2

d4、baptmds的投料摩尔比为3.4:1,tmah投料量为d4质量的0.2％，产物mn(gpc)＝1089。

(3)制备pdms¹⁰⁰⁰-vinyl2

pdms¹⁰⁰⁰-amino2、hdi、hema的投料摩尔比为1:2:2，二月桂酸二丁基锡投入量为hdi质量的2％，产物mn(gpc)＝1922。

(4)制备p(-co-hema14-co-qa25-co-aa14)弹性体敷料

pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为18:14:25:14，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

实施例6

步骤(1)～(3)与实施例5相同

(4)制备p(-co-hema5-co-qa25-co-aa5)弹性体敷料

pdms⁵⁰⁰-vinyl2、hema、qa、aa的投料摩尔比为21:5:25:5，aibn为单体总质量的0.1～0.3％。

对比例1

3mtegaderm^tm薄膜

表1.实施例1～6和对比例1各项性能测试结果