一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法

本发明涉及生物医药材料，特别是涉及一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法。

背景技术：

1、具有抗菌功能的水凝胶是生物医学研究的热点。抗菌凝胶型医用敷料是指将天然或合成聚合物单独或一起复合制备出一种能显著溶胀于水的胶态物质，具有吸水率高，生物相容性好、透气、抑菌及可负载抗菌物质等特点。目前，已研发出众多具有先进功能特性的抗菌水凝胶，如高溶胀性、高氧渗透性、生物相容性、易于负载和释放药物等。

2、一般来说，抗菌水凝胶按照抗菌材料可以分为三类：含无机纳米颗粒的水凝胶、含抗生素的水凝胶和含功能抗菌聚合物的水凝胶。无机抗菌材料主要包括金属离子和金属氧化物纳米颗粒，如银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒。但是，纳米颗粒可能会对细菌细胞膜造成破坏。广谱抗生素是目前常用的有效抗菌剂，如环丙沙星、庆大霉素和万古霉素等。然而，细菌所具有的耐药效应一直是阻碍抗生素开发和应用的最大障碍。功能抗菌聚合物是近年来发展起来的有效抗菌剂，与无机纳米颗粒和抗生素相比副作用小且稳定性强。然而，采用这类抗菌聚合物开发的凝胶敷料可能会对聚合物的抗菌性能造成一定的损失。

3、现有的大多数抗菌凝胶敷料所采用的抗菌材料多以金属纳米颗粒或者抗生素为主，并采用物理共混的方式加入在抗菌凝胶敷料中。金属纳米颗粒或者抗生素在伤口环境中直接与体液接触，容易引起蛋白质的积累，加剧接触部位的炎症反应。同时，这类抗菌凝胶敷料的长期使用还可能会引起耐药性、银离子渗入人体的累积毒性、抗菌持久性低等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法，解决了现有技术中抗菌凝胶敷料长期使用会引起耐药性、累积毒性、抗菌持久性低的问题，具有广谱高效、低毒无耐药性的特点，可以高效应用于伤口敷料、导管感染、胃肠道感染、骨髓炎、隐形眼镜等临床应用领域。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，按照质量百分比包括以下组成成分：聚乙烯醇5%~30%、胍基聚合物0.5%~5%、乳化剂5%~20%、保湿剂5%~20%，余量为超纯水；其中，胍基聚合物由胍盐、多胺小分子和端胺基聚合物反应制得。

3、优选的，聚乙烯醇的质量百分比为10%~20%、胍基聚合物的质量百分比为1%~3%、乳化剂的质量百分比为10%~15%、保湿剂的质量百分比为10%~15%，余量为超纯水。

4、优选的，胍盐包括无机胍酸盐和有机胍酸盐，具体为盐酸胍盐、硝酸胍盐、氨基胍盐酸盐、三氨基胍酸盐、缩二胍盐酸盐、二氨基胍盐酸盐或1,1-二甲基双胍中的一种或多种。

5、再优选的，胍基化合物分子为二氨基胍盐酸盐、三氨基胍盐酸盐和1,1-二甲基双胍中的一种或多种。

6、优选的，多胺小分子包括二乙烯三胺、n,n',n''-三甲基二亚乙基三胺、三戊胺、三己胺、三乙基胺、1,6-己二胺、己二酰二胺、1,2-丙二胺、三甲基己二胺、六亚甲基二胺、草酰二胺、1,4-丁二胺双盐酸盐、亚精胺、三乙烯四胺、1,5-戊二胺盐酸盐、四乙烯五胺或1,8-辛二胺中的一种或多种。

7、再优选的，多胺小分子为1,6-己二胺、三甲基己二胺、亚精胺或四乙烯五胺中的一种或多种。

8、优选的，端胺基聚合物包括聚（乙二醇）二胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚氧乙烯二胺或聚醚胺中的一种或多种。

9、再优选的，端胺基聚合物为聚（乙二醇）二胺、聚乙烯亚胺或聚醚胺中的一种或多种。

10、优选的，胍盐和多胺小分子的质量比为1:2~5:1，胍盐和端胺基聚合物的质量比为2:1~10:1。

11、再优选的，胍盐、多胺小分子端胺基和端胺基聚合物的质量比为2:3:1。

12、优选的，乳化剂选自磷酸酯、乳酸酯、甜菜碱、聚山梨酯、十二烷基硫酸钠、羊毛脂、阿拉伯胶、大豆磷脂、司盘80、司盘85、三乙醇胺中的一种或多种。

13、再优选的，乳化剂为甜菜碱、十二烷基硫酸钠和阿拉伯胶中的一种或多种。

14、优选的，保湿剂选自1,3-丙二醇、丙三醇、1,3-丁二醇、山梨糖醇、聚乙二醇中的一种或多种。

15、再优选的，保湿剂为丙三醇和聚乙二醇中的一种或多种。

16、一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：

17、（1）将胍盐、多胺小分子和端胺基聚合物加入反应容器中，在氮气保护下搅拌回流反应一定时间，得到含胍基聚合物；

18、（2）按照质量百分比将聚乙烯醇5%~30%、胍基聚合物0.5%~5%、乳化剂5%~20%、保湿剂5%~20%混合，搅拌处理后得到胍类聚合物抗菌凝胶敷料。

19、优选的，步骤（1）中，反应温度为70~200℃，反应时间为1~20h。

20、再优选的，反应温度为80~120℃，反应时间为5~15小时。

21、优选的，步骤（2）中，聚乙烯醇的醇解度为78.0~99.0 mol%，平均摩尔质量为7000~200000。

22、再优选的，聚乙烯醇的醇解度为87.0~89.0 mol%，平均摩尔质量为13000~50000。

23、本发明的有益效果：

24、1）胍基具有很高的活性，使胍基聚合物构成正电性，分子中的阳离子很容易与通常呈负电性的各类细菌、病毒的微生物细胞表面的阴离子部位静电吸附，阻碍细胞溶菌酶作用，使细胞表层结构变性而破坏，从而抑制细菌繁殖，解决了现有技术中长期使用引起耐药性的问题。

25、2）本发明所制备的胍类聚合物抗菌凝胶敷料的抗菌活性基团为固定在聚合物中的胍基，具有高效、稳定且持久的抗菌活性，其不含有金属纳米颗粒，从而避免了长期使用后金属离子渗入人体积累毒性的问题。

26、3）本发明所制备的胍类聚合物抗菌凝胶敷料成膜性好，涂敷在皮肤或者导管表面后会自发形成一层薄膜，具有良好的成模性，不仅起到与外界空气或环境的直接接触，还能起到良好的保湿效果，防止皮肤的干燥开裂。

27、4）本发明所制备的胍类聚合物抗菌凝胶敷料在乳化混合过程中形成分散性优异的网络结构，具有良好的韧性，容易从皮肤或者导管表面完整去除，便于使用。

28、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于，按照质量百分比包括以下组成成分：聚乙烯醇5%~30%、胍基聚合物0.5%~5%、乳化剂5%~20%、保湿剂5%~20%，余量为超纯水；其中，胍基聚合物由胍盐、多胺小分子和端胺基聚合物反应制得。

2.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：胍盐包括无机胍酸盐和有机胍酸盐，具体为盐酸胍盐、硝酸胍盐、氨基胍盐酸盐、三氨基胍酸盐、缩二胍盐酸盐、二氨基胍盐酸盐或1,1-二甲基双胍中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：多胺小分子包括二乙烯三胺、n,n',n''-三甲基二亚乙基三胺、三戊胺、三己胺、三乙基胺、1,6-己二胺、己二酰二胺、1,2-丙二胺、三甲基己二胺、六亚甲基二胺、草酰二胺、1,4-丁二胺双盐酸盐、亚精胺、三乙烯四胺、1,5-戊二胺盐酸盐、四乙烯五胺或1,8-辛二胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：端胺基聚合物包括聚（乙二醇）二胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯基胺、聚氧乙烯二胺或聚醚胺中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：胍盐和多胺小分子的质量比为1:2~5:1，胍盐和端胺基聚合物的质量比为2:1~10:1。

6.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：乳化剂选自磷酸酯、乳酸酯、甜菜碱、聚山梨酯、十二烷基硫酸钠、羊毛脂、阿拉伯胶、大豆磷脂、司盘80、司盘85、三乙醇胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料，其特征在于：保湿剂选自1,3-丙二醇、丙三醇、1,3-丁二醇、山梨糖醇、聚乙二醇中的一种或多种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，反应温度为70~200℃，反应时间为1~20h。

10.根据权利要求8所述的一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，聚乙烯醇的醇解度为78.0~99.0mol%，平均摩尔质量为7000~200000。

技术总结
本发明公开了一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法，按照质量百分比包括以下组成成分：聚乙烯醇5%~30%、胍基聚合物0.5%~5%、乳化剂5%~20%、保湿剂5%~20%，余量为超纯水；其中，胍基聚合物由胍盐、多胺小分子和端胺基聚合物反应制得。本发明解决了现有技术中抗菌凝胶敷料长期使用会引起耐药性、累积毒性、抗菌持久性低的问题，具有广谱高效、低毒无耐药性的特点，可以高效应用于伤口敷料、导管感染、胃肠道感染、骨髓炎、隐形眼镜等临床应用领域。

技术研发人员：赵颂,赵振义,王志
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13