醫(yī)用Ag—殼聚糖/水凝膠納米復(fù)合膜的制備

王露露++吳祭民++潘青青++徐夢++李景++顧菁菁++金杰++張小娟++郝凌云

摘 要：水凝膠敷料是一類性能優(yōu)良的新型創(chuàng)面敷料，它具有高吸收、保濕、抗菌、易更換等優(yōu)點。該文以熱敏性N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）為基體，通過化學(xué)交聯(lián)法將CS接枝到PNIPAM基體上，再采用紫外光照引發(fā)自由基聚合將一種具有生物兼容性和抑菌性的納米銀交聯(lián)到CS/PNIPAM水凝膠，合成具有溫敏抗菌性的Ag/Chitosan/PNIPAM的水凝膠微粒。所得產(chǎn)物通過XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM、SEM等手段進行了表征。結(jié)果表明，Ag/Chitosan復(fù)合粒子形成分散性較好的核殼包裹，Ag/Chitosan/PNIPAM通過化學(xué)交聯(lián)法成功實現(xiàn)交聯(lián)聚合。

關(guān)鍵詞：納米銀 殼聚糖 N-異丙基丙烯酰胺 紫外輻照法 化學(xué)交聯(lián)法

中圖分類號：T1343 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0209-02

水凝膠是研究醫(yī)用敷料的一個重要方向，因其機械力學(xué)性能好，具有吸水和保濕性能[1]。能夠吸收出創(chuàng)面的滲出液并能夠維持愈合環(huán)境的濕潤，不與傷口發(fā)生粘連，阻止細菌在傷口上繁殖，因此水凝膠在醫(yī)用敷料領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的研究與應(yīng)用[2-3]。

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，新型的功能敷料得到了很大的發(fā)展，研究表明：在濕潤的封閉的環(huán)境下傷口的愈合速度遠比在干燥的空氣中創(chuàng)面愈合要的多[4]，從而為水凝膠敷料提供了一定的理論基礎(chǔ)，也提出了濕潤愈合傷口的理念。從此之后，許多的專家學(xué)者以及研究人員均支持這種新概念[5]。現(xiàn)已研究證明，這類保濕敷料不僅能夠為傷口創(chuàng)造一個溫和的環(huán)境，還能減少患者的疼痛同時使傷口的再上皮化能力明顯提高，從而加速了創(chuàng)面的愈合[6]。Turner給新型醫(yī)用敷料的定義是[7]：能夠給傷口除去膿血和有毒的成分；保持氧氣和二氧化碳在敷料的內(nèi)外交換通暢；為傷口創(chuàng)造了一個溫暖濕潤的環(huán)境；阻止細菌、外部微塵和有毒成分的入侵；去除時又不會與紗布形成二次傷口。

當(dāng)前醫(yī)用材料發(fā)展的一個重要的方向是抗菌性醫(yī)用敷料，有著很大的市場需求量。但是，就目前我國市場的情況而言，我國的醫(yī)用敷料材料以中低檔產(chǎn)品為主，利潤低，而且企業(yè)規(guī)模非常的小，產(chǎn)品的創(chuàng)新能力弱；而高檔產(chǎn)品仍依賴國外的進口，價格昂貴。因此，開發(fā)安全、高效、持久抗菌性并且價格低廉的功能性敷料具有很好的市場前景。

該文采用新穎的研究方案，通過化學(xué)交聯(lián)合成出Chitosan/PNIPAM核殼結(jié)構(gòu)的水凝膠，再通過紫外輻射法將硝酸銀還原成納米銀融入水凝膠內(nèi)，制備出具有抗菌性溫敏性的交聯(lián)型水凝膠的材料，從而使材料具備安全、高效和持久抗菌性特征。則醫(yī)用敷料同時具有多種材料的優(yōu)點：保水性、抗菌、促進傷口愈合的時間、不與傷口發(fā)生粘連等優(yōu)點，與國外的高檔敷料相比，在各種性能相當(dāng)?shù)那闆r下，具有更低廉的價格。

1 試驗

1.1 CS/PNIPAM水凝膠的制備

1.1.1 實驗試劑

殼聚糖，分析純，成都市科龍化工試劑廠；N-異丙基丙烯酰胺，化學(xué)純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；過硫酸銨，分析純，南京化學(xué)試劑有限公司；戊二醛，化學(xué)純，上海久億化學(xué)試劑有限公司；硝酸銀，分析純，天津市大茂化學(xué)儀器工作站。

1.1.2 實驗方法

（1）Chitosan/PNIPAM水凝膠的合成將殼聚糖以濃度為0.25%（wt%v）的量加入到濃度為1%v/v的醋酸溶液中，室溫下靜止過夜，使其充分溶解。然后將溶液過濾，除去未溶解的部分，澄清濾液待用。次日將1 g的NIPAM溶于25 mL蒸餾水配成NIPAM溶液，和已經(jīng)配置好的CS溶液一起轉(zhuǎn)移至250 mL的三頸燒瓶中，加入0.5 mL的交聯(lián)劑戊二醛，慢攪拌下使其完全溶解，通氮氣30 min以驅(qū)除溶液中的氧。接上冷凝管，高速攪拌下水浴加熱至75 ℃。將0.05 g的引發(fā)劑過硫酸鉀溶于1 mL的水后加入，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后樣品冷至室溫，離心。之后置于透析袋中每日換水滲析5 d，以除去樣品中未反應(yīng)的單體及雜質(zhì)離子得到CS/PNIPAM微凝膠。

（2）紫外輻射合成Ag/CS/PNIPAM微凝膠配置0.01 mol/L的AgNO3溶液，取4 mL的AgNO3溶液加入到上述制備好的CS/PNIPAM微凝膠內(nèi)。置于紫外燈源下輻照8 h，得到Ag/CS/PNIPAM微凝膠。

1.2 樣品的性能及表征

Ag/CS/PNIPAMk的形貌的分析及能譜分析用JEOL日本電子公司JCM-6000型高分辨場發(fā)射掃描電鏡和Philips公司Tecnai 12型透射電子顯微鏡，在蒸餾水介質(zhì)中超聲分散20 min后，在銅網(wǎng)碳膜上進行測定分析。UV-Vis圖譜物象和結(jié)構(gòu)分析采用日本島津儀器公司Cary 50 Conc型紫外可見分光光度計。FT-IR光譜由美國熱電公司Nicolet iS10型傅立葉-紅外（FT-IR）光譜儀分析測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 FT-IR分析

圖1為PNIPAM、Ag/CS/PNIPAM與CS的紅外光譜圖。圖1-a中，3442.61、1651.96、1541.59、1459.28、1389.98和1368.23cm-1處的吸收峰分別為PNIPAM的N-H伸縮振動峰、C=O的伸縮振動峰（酰胺I）、N-H彎曲振動峰（酰胺II）、聚合物主鏈上的亞甲基峰和異丙基官能團上的甲基特征峰。圖c中，3444.03、3368.07、1597.48、1084.53cm-1處的吸收峰分別為CS的O-H伸縮振動峰。圖1-b中，Ag/CS/PNIPAM微凝膠在3437.82、1643.91、1532.92、1461.90、1384.28和1370.31、1064.57cm-1處的吸收峰既有PNIPAM的特征峰，又有CS的特征峰，表明了Ag/CS/PNIPAM微凝膠接枝共聚的發(fā)生。endprint

2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內(nèi)，形成核殼包裹結(jié)構(gòu)。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現(xiàn)大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現(xiàn)空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結(jié)語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質(zhì)，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學(xué)合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結(jié)構(gòu)的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫(yī)用敷料領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

[1] 饒志高，周明元，張建清，等.水凝膠的制備及其在醫(yī)學(xué)上的運用[J].中國醫(yī)療器械信息，2007（13）：17-20.

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[4] 許偉石，樂嘉芬.燒傷創(chuàng)面修復(fù)[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2000：28-29.

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[7] T.D.Tuner.Wounds：A Compendium of Clinical Research and Practice，1989（3）：155-171.endprint

2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內(nèi)，形成核殼包裹結(jié)構(gòu)。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現(xiàn)大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現(xiàn)空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結(jié)語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質(zhì)，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學(xué)合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結(jié)構(gòu)的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫(yī)用敷料領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

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2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內(nèi)，形成核殼包裹結(jié)構(gòu)。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現(xiàn)大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現(xiàn)空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結(jié)語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質(zhì)，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學(xué)合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結(jié)構(gòu)的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫(yī)用敷料領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

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