一种壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及水凝胶，具体涉及一种壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水凝胶是一种能够吸收并保持大量水分的三维网络结构交联物，它具有良好的生物相容性、刺激响应性和易于功能化等特点，在生物化学、医药卫生、农业和环保等领域有着广泛的应用。

2、自然界中具有杀菌抑菌性能的有机物，如壳聚糖、海藻酸钠等可以对细菌产生特异性抑制作用的生命体次级代谢产物。目前，壳聚糖、海藻酸钠是一类天然多糖，具有抗氧化性、抗菌性和生物相容性等，使它们在生物制药、日用化工等领域得到广泛应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，具有良好的抗菌性能和导电性能，力学强度得到增强，具有广阔的应用前景。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供一种壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

4、s1.将羧甲基壳聚糖溶于水中，得到a溶液；

5、s2.将京尼平溶于乙醇中，得到b溶液；

6、s3.将硝酸银加入氧化石墨烯水分散液中，加入葡萄糖，加热搅拌反应，离心，收集粒子，制得氧化石墨烯-ag纳米材料；

7、s4.将步骤s3制得的氧化石墨烯-ag纳米材料加入乙醇中，加入硅烷偶联剂，加热搅拌反应，制得改性氧化石墨烯-ag纳米材料；

8、s5.将步骤s4制得的改性氧化石墨烯-ag纳米材料、步骤s2制得b溶液加入步骤s1制得的a溶液中，搅拌反应，水合肼蒸汽还原，制得壳聚糖水凝胶。

9、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述a溶液中羧甲基壳聚糖的浓度为3-4wt％。

10、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述b溶液中京尼平的浓度为0.5-1wt％。

11、作为本发明的进一步改进，步骤s3中所述硝酸银、氧化石墨烯水分散液的固液比为1-2:10g/ml，所述氧化石墨烯水分散液的浓度为0.5-1mg/ml，所述硝酸银和葡萄糖的质量比为10-12:3-5，所述加热搅拌反应的温度为90-100℃，时间为2-4h。

12、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述氧化石墨烯-ag纳米材料、硅烷偶联剂的质量比为100:5-7，所述加热搅拌反应的温度为40-50℃，时间为1-3h。

13、作为本发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种。

14、作为本发明的进一步改进，步骤s5中所述改性氧化石墨烯-ag纳米材料、b溶液、a溶液的质量比为1-2:10-12:100，所述搅拌反应的时间为20-30min，所述水合肼蒸汽还原的时间为5-7h。

15、作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

16、s1.将羧甲基壳聚糖溶于水中，得到a溶液，羧甲基壳聚糖的浓度为3-4wt％；

17、s2.将京尼平溶于乙醇中，得到b溶液，京尼平的浓度为0.5-1wt％；

18、s3.将硝酸银加入0.5-1mg/ml的氧化石墨烯水分散液中，所述硝酸银、氧化石墨烯水分散液的固液比为1-2:10g/ml，加入葡萄糖，加热至90-100℃，搅拌反应2-4h，离心，收集粒子，制得氧化石墨烯-ag纳米材料；

19、所述硝酸银和葡萄糖的质量比为10-12:3-5；

20、s4.将100重量份步骤s3制得的氧化石墨烯-ag纳米材料加入300重量份乙醇中，加入5-7重量份硅烷偶联剂，加热至40-50℃，搅拌反应1-3h，制得改性氧化石墨烯-ag纳米材料；

21、s5.将1-2重量份步骤s4制得的改性氧化石墨烯-ag纳米材料、10-12重量份步骤s2制得b溶液加入100重量份步骤s1制得的a溶液中，搅拌反应20-30min，水合肼蒸汽还原5-7h，制得壳聚糖水凝胶。

22、本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的壳聚糖水凝胶。。

23、本发明进一步保护一种上述壳聚糖水凝胶在制备抗菌辅料、抗炎药物以及治疗软组织损伤的药物中的应用。

24、本发明具有如下有益效果：

25、本发明制备了一种壳聚糖水凝胶，以京尼平为交联剂，京尼平是一种天然生物交联剂(低毒，毒性约为戊二醛的万分之一)，此外，京尼平苷对消化系统、心血管系统和中概神经系统疾病均有显著疗效，还有一定的抗炎和治疗软组织损伤的作用。

26、另外，本发明水凝胶中加入了制备的改性石墨烯-ag纳米材料，首先ag离子通过与氧化石墨烯的羟基的吸附，固定在氧化石墨烯片层上，通过葡萄糖还原为ag单质，制得氧化石墨烯-ag纳米材料，表面经过硅烷偶联剂改性，大大提高了纳米颗粒在水凝胶中的分散性，避免石墨烯片层材料之间的聚沉，经过还原得到改性石墨烯-ag纳米材料，大大提高了制得的壳聚糖水凝胶的抗菌性能和导电性能，力学强度得到增强，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述a溶液中羧甲基壳聚糖的浓度为3-4wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述b溶液中京尼平的浓度为0.5-1wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述硝酸银、氧化石墨烯水分散液的固液比为1-2:10g/ml，所述氧化石墨烯水分散液的浓度为0.5-1mg/ml，所述硝酸银和葡萄糖的质量比为10-12:3-5，所述加热搅拌反应的温度为90-100℃，时间为2-4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述氧化石墨烯-ag纳米材料、硅烷偶联剂的质量比为100:5-7，所述加热搅拌反应的温度为40-50℃，时间为1-3h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中所述改性氧化石墨烯-ag纳米材料、b溶液、a溶液的质量比为1-2:10-12:100，所述搅拌反应的时间为20-30min，所述水合肼蒸汽还原的时间为5-7h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的壳聚糖水凝胶。

10.一种如权利要求9所述壳聚糖水凝胶在制备抗菌辅料、抗炎药物以及治疗软组织损伤的药物中的应用。

技术总结
本发明提出了一种壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，属于水凝胶技术领域。包括以下步骤：S1.将羧甲基壳聚糖溶于水中，得到A溶液；S2.将京尼平溶于乙醇中，得到B溶液；S3.将硝酸银加入氧化石墨烯水分散液中，加入葡萄糖，加热搅拌反应，离心，收集粒子，硅烷偶联剂改性，制得改性氧化石墨烯‑Ag纳米材料，与B溶液一同加入A溶液中，搅拌反应，水合肼蒸汽还原，制得壳聚糖水凝胶。本发明制得的壳聚糖水凝胶的抗菌性能和导电性能，力学强度得到增强，在制备抗菌辅料、抗炎药物以及治疗软组织损伤的药物中具有广阔的应用前景。

技术研发人员：沙玉杰,徐尚胤,毛洪涛,朱永刚
受保护的技术使用者：广东菲塔赫医药生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18