本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，具體涉及到一種基于天然多糖的抗菌材料、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、疝片常用于疝修補術(shù)中，用于加固腹壁，實現(xiàn)無張力修補，恢復(fù)受傷組織生物力學(xué)等功能。目前，使用網(wǎng)狀疝片已成為修補疝缺損的黃金標準。然而，聚丙烯(pp)基疝修補片疏水性極易被細菌污染，且自身沒有抗菌作用。一旦感染細菌在表面定植形成致密的生物膜，就會引起感染。常用的治療方法是口服或靜脈注射抗生素和二次手術(shù)清除材料，這些治療都會給患者帶來痛苦和經(jīng)濟負擔(dān)。因此，構(gòu)建具有抗菌抗污功能的疝片以預(yù)防細菌感染的發(fā)生具有重要的臨床治療意義。近年來，為了提高醫(yī)療器械表面的抗菌性能，提出許多解決細菌感染的新方法，如表面負載抗生素、抗菌肽、金屬納米顆粒、光動力療法、和聚陽離子抗菌劑等。其中，季銨化的聚合物通過破壞細菌的細胞膜具有高效的殺菌效率，還具有制備簡單、無耐藥性和抗菌時效長的優(yōu)點。然而，季銨化聚合物帶正電荷，會吸附帶負電荷的細胞，導(dǎo)致生物相容性差。不利于材料植入體內(nèi)使用。此外，帶正電的表面會吸附蛋白質(zhì)和細胞碎片，成為細菌繁殖的場所。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明涉及一種基于天然多糖的抗菌材料、制備方法及其應(yīng)用，可以解決上述問題。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種基于天然多糖的抗菌材料，所述抗菌材料包括基體材料，所述基體材料上修飾有多巴胺、季銨化聚乙烯亞胺以及透明質(zhì)酸。

3、在一些實施例中，基體材料為聚丙烯制備的聚丙烯網(wǎng)片作為聚丙烯基疝修補片。

4、在本發(fā)明中，我們通過化學(xué)接枝構(gòu)建了具有防污和殺菌性能的聚丙烯基疝修補片。多巴胺(pda)可以獨立于基質(zhì)粘附在材料表面，并作為二次修飾的平臺，聚合物共價結(jié)合到聚丙烯基疝修補片，提高了抗菌性能的穩(wěn)定性和耐久性。具有豐富反應(yīng)基團的季銨化聚乙烯亞胺(qpei)通過席夫堿反應(yīng)與多巴胺(pda)功能化的網(wǎng)狀物反應(yīng)。透明質(zhì)酸(ha)是皮膚細胞外基質(zhì)(ecm)的一個重要成分，一種非硫酸化糖胺聚糖(gag)，在組織再生、血管生成和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。ha結(jié)構(gòu)中的每個羧基在生理ph下都具有陰離子電荷。通過酰胺化將ha接枝到表面，以平衡抗菌材料的生物相容性和抗菌性能。此外，ha還可以減少細菌的粘附，達到防污殺菌的效果。

5、在一些實施例中，所述季銨化聚乙烯亞胺的分子量為1800。如在一些具體實施例中，抗菌劑選用季銨化的聚乙烯亞胺1800(qpei1800)。

6、在一些實施例中，所述透明質(zhì)酸的分子量(mw)為200kda～400kda。

7、在一些實施例中，所述抗菌材料通過以下方法制備：

8、(1-1)將聚丙烯基疝修補片置于多巴胺水溶液中，反應(yīng)6h～48h；(1-2)配制戊二醛水溶液，加入步驟(1-1)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)1h～24h；(s1-3)配制抗菌劑季銨化聚乙烯亞胺水溶液，加入步驟(1-2)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6h～36h；(1-4)配制透明質(zhì)酸水溶液，加入步驟(1-3)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6h～36h，得到抗菌材料。本發(fā)明的抗菌材料實驗過程操作簡單，所有反應(yīng)均在水溶液中進行，實驗條件易實施。

9、在一些實施例中，戊二醛水溶液中的濃度為1wt％～50wt％。如戊二醛的濃度為1wt％、2wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％中的任意值或者任意兩值組成的范圍，如戊二醛的濃度為2.0wt％～50wt％。在一些實施例中，戊二醛的濃度可以根據(jù)需要調(diào)整。

10、在一些實施例中，多巴胺的水溶液是指多巴胺溶于tris-hcl水溶液中，tris-hcl水溶液的ph范圍為6-9，優(yōu)選ph為8.5。

11、本發(fā)明進一步提供了一種基于天然多糖的抗菌材料的制備方法，包括以下步驟：

12、(2-1)將聚丙烯基疝修補片置于多巴胺水溶液中，反應(yīng)6h～48h；

13、(2-2)配制戊二醛水溶液，加入步驟(2-1)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)1h～24h；

14、(2-3)配制抗菌劑季銨化聚乙烯亞胺水溶液，加入步驟(2-2)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6h～36h；

15、(2-4)配制透明質(zhì)酸水溶液，加入步驟(2-3)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6h～36h，得到抗菌材料。

16、在一些實施例中，步驟(2-1)中，所述多巴胺水溶液中，多巴胺的濃度為1mg/ml～3mg/ml，如多巴胺的濃度為1mg/ml、1.5mg/ml、2.0mg/ml、2.5mg/ml、3.0mg/ml中的任意值或者任意兩值組成的范圍。

17、在一些實施例中，步驟(2-1)中，反應(yīng)的時間為1h、6h、10h、12h、15h、20h、24h、30h、35h、40h、42h、48h中的任意值或者任意兩值組成的范圍。

18、在一些實施例中，步驟(s2-1)中，反應(yīng)溫度為20℃～30℃，如反應(yīng)溫度為25℃。

19、在一些實施例中，聚丙烯基疝修補片在反應(yīng)之前，經(jīng)過以下處理：將聚丙烯基疝修補片清理干凈，先用乙醇清洗后，用水清洗，交替清洗3-5次，晾干。

20、在一些實施例中，步驟(2-2)中，所述季銨化聚乙烯亞胺水溶液中，季銨化聚乙烯亞胺的濃度為5wt％～50wt％，如季銨化聚乙烯亞胺的濃度為2wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％中的任意值或者任意兩值組成的范圍。

21、在一些實施例中，步驟(2-2)中，反應(yīng)時間為6h、10h、12h、15h、20h、24h、30h、36h中的任意值或者任意兩值組成的范圍。

22、在一些實施例中，步驟(2-2)中，反應(yīng)溫度為20℃～30℃，如反應(yīng)溫度為25℃。

23、在一些實施例中，步驟(2-3)中，所述透明質(zhì)酸水溶液中，透明質(zhì)酸的濃度為1wt％～50wt％。如透明質(zhì)酸的濃度為1wt％、2wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％。

24、在一些實施例中，步驟(2-3)中，反應(yīng)時間為6h、10h、12h、15h、20h、24h、30h、36h中的任意值或者任意兩值組成的范圍。

25、在一些實施例中，步驟(2-3)中，反應(yīng)溫度為20℃～30℃，如反應(yīng)溫度為25℃。

26、本發(fā)明進一步提供了上述的抗菌材料或上述的抗菌材料的制備方法所得的抗菌材料在制備疝修補片中的應(yīng)用。

27、本發(fā)明制備的疝修補片可以抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等細菌以及白色念珠菌等真菌的增殖。

28、在一些具體應(yīng)用例中，本身請的抗菌材料通過以下方法制備：

29、(1)將聚丙烯基疝修補片清理干凈，先用乙醇清洗后，用水清洗，交替清洗3～5次，晾干；

30、(2)配制多巴胺水溶液，取10mg多巴胺粉末溶于10mltris-hcl水溶液中，ph范圍為6-9，優(yōu)選將ph調(diào)節(jié)為8.5，將經(jīng)過步驟(1)處理的聚丙烯基疝修補片加入多巴胺水溶液中，反應(yīng)6h～48h，優(yōu)選反應(yīng)6h～42h；

31、(3)配制戊二醛水溶液，濃度為1％～50wt％，優(yōu)選2.0wt％～50wt％，放入步驟(2)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)1h～24h，優(yōu)選反應(yīng)4h～24h；

32、(4)配制抗菌劑水溶液，抗菌劑選用qpei1800，抗菌劑的濃度為5wt％-50wt％，放入步驟(3)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6h～36h；

33、(5)配制透明質(zhì)酸水溶液濃度為1wt％～50wt％，放入步驟(4)得到的聚丙烯基疝修補片，反應(yīng)6-36h。

34、有益效果：本發(fā)明將qpei和ha在pp表面結(jié)合，制備了抗菌材料，該抗菌材料可以用于抗污抗菌疝修補片，本發(fā)明抗菌材料制備的疝修補片的防污效果和抗菌效果顯著且持久，修飾后的疝修補片生物相容性好細胞毒性小。本發(fā)明進一步提供了該抗菌材料的制備方法，本發(fā)明的制備方法反應(yīng)條件溫和不苛刻。