一种多机制协同光动力高效抗菌医用纺织品及其染整一步法实现配色抗菌的生产工艺

本发明属于抗菌功能性材料，特别涉及一种多机制协同光动力高效抗菌医用纺织品及其染整一步法实现配色抗菌的生产工艺。

背景技术：

1、医院获得性感染(hai)是院内最主要的致病和致死原因之一，发生率约5-15％，多由条件致病菌、常见耐药菌所致。为了解决病原菌尤其是耐药性细菌导致的医院获得性感染问题的同时，能有效降低抗菌材料自身对环境产生的负面效应，寻求新的针对细菌感染的抗菌材料是目前解决问题的主要途径。采用生物基抗菌剂通过多效协同机制广谱高效抗菌，在纤维表面构筑具有高吸附及原位杀灭效应的抗菌界面，形成主动防护型抗传染性致病菌的防护层，从而降低医院感染发生率。因此，作为降低医院感染病患率的有效手段之一，主动防护致病菌的医用纺织品的研发关键技术及产业化需求迫切。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、提供一种高效抗菌有色纺织品生产工艺，以同步实现更优的高效且光谱抗菌效果，提高纺织品在耐摩擦色牢度，同时能够简便地调节纺织品的颜色，且制得的纺织品能够满足中国医药行业标准对医用纺织品的使用性能的要求。

3、[技术构思]

4、本发明通过将具有不同特性的姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素三种光敏剂(pss)混合，三者在混合过程中能够通过静电相互作用形成超分子复合物，并以这种超分子复合物作为染料，配制光敏剂色素染液，并结合特定生产工艺将其应用于基于染整一步法的高效抗菌有色纺织品生产工艺中。本技术研究证实，姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素复合后形成的超分子复合物能够控制或避免分子聚集，改善活性氧(ros)的产生，增加光漂白稳定性，干扰降解反应机理，从而增强纺织物的光敏抗菌活性。这种增强的光敏活性有助于改善生物分布和细胞摄取，从而提高光动力疗法(pdt)的安全性和效果。姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素通过多机制协同发挥高效光动力抗菌作用。本发明所使用的超分子复合物经光照激发后，可以有效地吸收光子的能量，并将其转移到周围的分子上，通过光动力灭活作用(apdi)生成大量的具有杀菌作用的活性氧物质(ros)，同时基于本发明的生产工艺使得超分子复合物可以被有效地负载于纺织品上，为纺织品提供光动力抗菌特性。

5、其中：

6、姜黄素能够干扰细菌的群体感应系统(群体感应系统是细菌间相互沟通的一种方式，对于维持细菌的毒力因子至关重要，从而减少细菌毒力因子的生成，同时也阻止了细菌生物膜(生物膜是细菌在宿主体内形成的一层保护层，可增强细菌对抗药物治疗的能力)的形成；姜黄素还能防止细菌粘附到宿主受体上，从而抑制细菌感染；

7、亚甲基蓝的阳离子电荷有利于增强与细菌的静电吸附作用，有助于亚甲基蓝更有效地与细菌接触，进而抑制细菌中的脂多糖活性(脂多糖是细菌细胞壁的关键成分之一),亚甲基蓝通过这种方式破坏细菌细胞壁，阻断了细菌的生长和繁殖过程；

8、竹红菌素具有高光活性和低暗毒性的特点，在光照条件下，竹红菌素能高效发挥作用，而在暗条件下，其对宿主的毒性相对较低。竹红菌素具有较好的光漂白稳定性，在光照过程中更为稳定，不易分解。其抗菌机制还包括干扰细菌的降解反应机理，从而有效抑制细菌生长。

9、基于本技术的工艺可以通过调整姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素的比例，实现纺织品的颜色的可调控性。

10、[技术方案]

11、一方面，提供一种基于染整一步法的高效抗菌有色纺织品生产工艺，其包括以下步骤：

12、s1.退浆：将纺织品通过退浆，反复清洗，以除去表面油剂、杂质，获得坯布；

13、s2.坯布预缩：将坯布在清水中浸湿，再将坯布烘干；

14、s3.配制光敏剂色素染液：将姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素同时溶解于含有助溶剂的水溶液中，搅拌过夜以使助溶剂挥发，将ph调至4-5，加入终浓度为2-3g/l的分散剂，得到光敏剂色素染液；其中，姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素的比例根据所述高效抗菌有色纺织品的目标颜色来设置；

15、s4.染色：采用步骤s3制得的光敏剂色素染液对步骤s2处理得到的坯布进行染色，其中，在室温下入染，姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素的用量之和为2％owf；纺织品与光敏剂色素染液的浴比为1:(25-35)g/l；随后以第一升温速率升温至80℃，再以第二升温速率升温至125-130℃，随后在125-130℃下保温30-60min，随后降温，得到染色纺织品；其中，第一升温速率大于第二升温速率；

16、s5.还原清洗：采用还原浴液对s4制得的染色纺织品在75-80℃下进行还原清洗15-20min，随后在55-60℃水中清洗，随后置于黑暗热风环境55-65℃烘干，得到高效抗菌有色纺织品；其中，还原浴液为含有连二亚硫酸钠1.5-2g/l和氢氧化钠1.5-2g/l的水溶液；纺织品与还原浴液的浴比为1:(20-35)g/l。

17、在一些实施例中，步骤s4中，姜黄素的用量为0.1～0.9％owf、亚甲基蓝的用量为0.5～1.8％owf、竹红菌素的用量为0.1～1.1％owf，且姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素的用量之和为2％owf。

18、在一些实施例中，步骤s4中，姜黄素的用量为0.4％owf、亚甲基蓝的用量为0.5％owf、竹红菌素的用量为1.1％owf。

19、在一些实施例中，步骤s1中退浆采用的碱煮液为含有1-2g/l无水碳酸钠、2-3g/l十二烷基苯磺酸钠和1-2g/l皂粉的混合水溶液。

20、在一些实施例中，步骤s1中退浆是在80℃下煮洗30min。

21、在一些实施例中，步骤s3中的助溶剂为丙酮、乙醇中的至少一种。

22、在一些实施例中，步骤s3中分散剂为木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠的至少一种。

23、在一些实施例中，步骤s4中第一升温速率和第二升温速率在1-2℃/min范围内。

24、另一方面，提供前述的生产工艺制得的高效抗菌有色纺织品。

25、又一方面，提供前述的高效抗菌有色纺织品在制备医用纺织品中的应用。

26、[有益效果]

27、本技术通过选定具有特定颜色且同时具有光敏特性的天然染料姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素，结合特定比例，结合本技术的特定生产工艺(退浆→预缩→染色→还原清洗)和特定工艺参数，相较于现有技术，本技术的生产工艺具有如下有益效果：

28、(1)制得的纺织品在光动力抗菌效果方面实现了协同增效：

29、a.单线态氧产率及稳定性显著提升：在同等光敏剂色素总用量下，同时采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素复配的光敏剂色素染液生产得到的有色纺织品的单线态氧产率及稳定性高于采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素中的任两种或任一种复配的光敏剂色素染液。证实了将姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素之间在提高单线态氧产率这一功能上彼此支持，组合后的单线态氧产率比采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素中的任两种或任一种复配更优越；

30、b.制得的纺织品具有高效且广谱的抗菌效果：通过将具有不同特性的姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素三种光敏剂(pss)混合，三者在混合过程中能够通过静电相互作用形成超分子复合物，超分子复合物经光照激发通过光动力灭活作用(apdi)产生大量的活性氧物质(ros)，ros会破坏细菌的蛋白质、脂质和核酸等生物代谢物质，从而实现非特异性光动力抗菌灭活作用，对革兰氏阳性菌(例如金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(例如大肠杆菌)的杀菌效果达到99.999％和98％，具有杀灭多重耐药菌和病毒的潜在性能；证实了在同等光敏剂色素总用量下，同时采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素复配的光敏剂色素染液生产得到的有色纺织品的在同样光动力条件下对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均明显好于采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素中的任两种或任一种复配的光敏剂色素染液。证实了将姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素之间在提高抑菌效果这一功能上彼此支持，组合后的抑菌效果比采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素中的任两种或任一种复配更优越；

31、且上述效应在本技术之前未见报道，对本领域技术人员而言，产生了预料不到的技术效果；

32、c.本技术中超分子复合物经光照激发通过光动力灭活作用(apdi)产生大量的活性氧物质(ros)对附近的细菌造成氧化损伤，导致生长受到抑制和细胞死亡，而对周边正常细胞几乎没有损伤。与抗生素抗菌的技术方案相比，本技术的技术方案没有耐药性风险，可重复使用，且具有良好的生物相容性；

33、(2)制得的纺织品在耐摩擦色牢度性能方面实现了协同增效：在保持颜色鲜艳度的同时，降低高效抗菌有色纺织品在使用过程中因摩擦造成的褪色风险，有助于提高高效抗菌有色纺织品的整体质量和耐用性，并证实了将姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素之间在提高耐摩擦色牢度性能这一功能上彼此支持，组合后的耐摩擦色牢度性能比采用姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素中的任两种或任一种复配更优越，且这一效应在本技术之前未见报道，对本领域技术人员而言，产生了预料不到的技术效果。

34、(3)通过将三种光敏剂(即姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素)以不同比例混合，可以创造出类似于三原色的宝塔图(如图5所示)。基于本技术的生产工艺，仅通过调整姜黄素、亚甲基蓝和竹红菌素的比例，就能够满足批量生产中对高效抗菌有色纺织品的不同颜色需求，实现纺织品的颜色的可调控性；解决了现有的抗菌纺织品难以进行颜色调控，或生产不同颜色的抗菌纺织品工艺复杂等技术缺陷；基于本技术的生产工艺可以延用传统的纺织后整设备，与现有的抗菌后整理加工工艺相比，本技术能够实现染色和抗菌整理一体化，解决了规模化生产过程中的设备问题，缩短了抗菌纺织品的生产流程，从而提高了抗菌有色纺织品的生产效率，降低抗菌有色纺织品的生产成本；同时，本技术制得的高效抗菌有色纺织品的染色效果优良(上染率和匀染率高)；

35、(4)本技术的生产工艺操作简便、绿色环保；

36、(5)制得的纺织品能够满足中国医药行业标准对医用纺织品的抗菌、色彩多样、色牢度和力学性能等使用性能的要求。