壳聚糖复合抗菌织物、其制备方法及应用

本发明涉及生物复合材料，涉及一种壳聚糖复合抗菌织物、其制备方法及应用。

背景技术：

1、织物在日常生活和医疗卫生领域中应用广泛，包括纺织品、口罩芯层、敷料和一次性卫生用品等，是传播病毒和细菌的主要媒介之一。目前制造抗菌织物的方法通常是将功能性添加剂通过化学交联或浸渍的方式接枝或涂附到织物纤维上。常用的抗菌剂包括有机化合物(如季铵化合物、三氯生和聚六亚甲基双胍等)、合成或天然聚合物(如聚吡啶、壳聚糖和抗菌肽等)和金属基材料(如铜、银和锌及其氧化物和盐)等。

2、壳聚糖因其产量大、生物相容性好以及具备一定的抗菌性，在织物领域有着广泛的应用。壳聚糖与织物复合的方法主要有化学交联法、物理浸渍法、溶液共混法等，然而壳聚糖本身的抗菌性有限，需要在酸性溶液中质子化后才能够发挥抗菌效果。同时复合工艺较为复杂，且缺乏普适性，不利于大规模生产。例如cn108503727b、cn106436313b公开了一种壳聚糖复合织物的制备方法，其为解决壳聚糖抗菌性能不足的问题，首先使用化学试剂对壳聚糖进行了季铵化改性，过程较为复杂。cn111411509b公开了一种纳米壳聚糖修饰棉纤维的方法，其特征为需要对棉纤维和壳聚糖进行改性处理。cn105088774b公开了一种长效抗菌织物的制备方法，其通过壳聚糖络合纳米银形成抗菌剂，并通过浸泡后赋予织物抗菌性能，然而纳米银的生物安全性和成本令人担忧。此外，现有技术也未考虑壳聚糖改性织物在细胞活性、溶血和凝血性能上的利弊，不利于其在抗感染等医药领域的应用。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种壳聚糖复合抗菌织物、其制备方法及应用，采用不同亲疏水性的壳聚糖包覆层满足织物的抗菌、细胞活性、溶血和凝血性能要求。所述制备方法克服现有技术制备过程复杂、壳聚糖抗菌性能不足等问题，同时保留了织物原本的形态、透气性和柔韧性等。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种壳聚糖复合抗菌织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4、步骤s11、将织物浸渍于壳聚糖醋酸溶液中，然后转移至去离子水中振荡或静置反应后干燥，得到壳聚糖纤维/织物；

5、步骤s12、将所述步骤s11得到的壳聚糖纤维/织物复合材料再次浸渍于壳聚糖醋酸溶液中，然后转移至去离子水中振荡或静置反应后，再转移至硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液中，去离子水清洗后干燥，得到壳聚糖微球/壳聚糖纤维/织物；

6、所述壳聚糖醋酸溶液的浓度为0.25~1%（w/v），其中壳聚糖的分子量为5~800万，粘度为50~800 mpa•s，脱乙酰度为80~95%；所述硫酸盐或磷酸盐水溶液浓度的浓度为1~10%（w/v）；所述硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液的ph值为0~7；所述硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液的金属离子包括钠离子、铜离子、锌离子、镁离子中的一种。

7、本发明还提供一种壳聚糖复合抗菌织物，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物通过以上制备方法制备，同时具有疏水性、表面带正电荷、具有促凝血性和抗菌活性。

8、本发明提供另一种壳聚糖复合抗菌织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

9、步骤s21、将织物浸渍于壳聚糖醋酸溶液中，然后转移至去离子水中振荡或静置反应后干燥，得到壳聚糖纤维/织物；

10、步骤s22、将所述步骤s21得到的壳聚糖纤维/织物复合材料浸渍于含有壳聚糖和药物的醋酸溶液中，然后转移至去离子水中振荡或静置反应后，再转移至硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液中，去离子水清洗后干燥，得到壳聚糖微球/壳聚糖纤维/织物；

11、所述壳聚糖醋酸溶液的浓度为0.25~1%（w/v），其中壳聚糖的分子量为5~800万，粘度为50~800 mpa·s，脱乙酰度为80~95%；所述硫酸盐或磷酸盐水溶液浓度的浓度为1~10%（w/v）；所述硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液的ph值为0~7；所述硫酸盐水溶液或磷酸盐水溶液的金属离子包括钠离子、铜离子、锌离子、镁离子中的一种。

12、本发明还提供一种壳聚糖复合抗菌织物，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物通过以上制备方法制备；所述壳聚糖复合抗菌织物包封药物和/或表面接枝药物，同时具有疏水性、表面带正电荷、具有促凝血性和抗菌活性。

13、进一步地，所述织物是无纺布、针织布、机织布中的一种，材质是棉、聚乳酸、聚酯中的一种。

14、另一方面，本发明提供如上述的壳聚糖复合抗菌织物的应用，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物作为预防感染的纺织品或止血抗菌敷料或口罩芯层。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、（1）通过干燥法使得壳聚糖醋酸溶液中的壳聚糖分子沉淀于织物纤维表面，赋予织物超疏水性能和促凝血功能。通过离子凝胶法（硫酸盐或磷酸盐与壳聚糖的静电相互作用）使壳聚糖在织物纤维表面原位形成微球，赋予织物亲水性能和抗菌性能。本发明的复合抗菌织物综合了两种方法的优点，因其具有合适的亲疏水性质、表面电荷量以及抗菌活性，赋予了织物抗菌、血液和细胞相容性、促凝血等优良性能，同时保留了织物原本的透气和完整性，使其能很好地作为预防感染的纺织品使用。

17、（2）本发明制备的织物纤维外侧从内向外包覆壳聚糖纤维和壳聚糖微球；所述壳聚糖纤维具有超疏水性和促凝血性能、缺乏抗菌活性；所述壳聚糖微球具有亲水性、表面带正电荷、具有抗菌活性和差的促凝血性能；所述壳聚糖复合抗菌织物整体表现为疏水性、表面带正电荷、具有促凝血性能和抗菌活性。也就是说，本发明的制备方法根据壳聚糖在不同方式下沉淀得到的形态和带电荷差异性，通过选择和组合两种复合方法，结合两种复合方法得到涂层的优点，赋予织物合适的疏水性能、抗菌性能、细胞和血液相容性以及止血性能。

18、（3）本发明在形成壳聚糖微球时，壳聚糖分子还可以同步螯合硫酸盐或磷酸盐中的特定金属离子（如铜、锌或镁离子），发挥协同抗菌作用，赋予织物更强的广谱抗菌性能。

19、（4）本发明的制备方法克服现有技术制备过程复杂、壳聚糖抗菌性能不足等问题，同时保留了织物原本的形态、透气性和柔韧性等。

20、（5）本发明的制备方法适用于不同材料（棉织物、聚乳酸以及聚酯）和类型（机织、针织、无纺布）的织物，普适性强。

21、（6）本发明的制备方法反应条件温和，可在室温下完成，方法简单高效。

技术特征：

1.一种壳聚糖复合抗菌织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.一种壳聚糖复合抗菌织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求1或2所述的壳聚糖复合抗菌织物的制备方法，其特征在于：所述织物是无纺布、针织布、机织布中的一种，材质是棉、聚乳酸、聚酯中的一种。

4.一种壳聚糖复合抗菌织物，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物通过如权利要求1所述的制备方法制备，同时具有疏水性、表面带正电荷、具有促凝血性和抗菌活性。

5.一种壳聚糖复合抗菌织物，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物通过如权利要求2所述的制备方法制备；所述壳聚糖复合抗菌织物包封药物和/或表面接枝药物，同时具有疏水性、表面带正电荷、具有促凝血性和抗菌活性。

6.如权利要求4或5所述的壳聚糖复合抗菌织物的一种应用，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物作为预防感染的纺织品。

7.如权利要求4或5所述的壳聚糖复合抗菌织物的一种应用，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物作为止血抗菌敷料。

8.如权利要求4或5所述的壳聚糖复合抗菌织物的一种应用，其特征在于，所述壳聚糖复合抗菌织物作为口罩芯层。

技术总结本发明公开了一种壳聚糖复合抗菌织物、其制备方法及应用。所述壳聚糖复合抗菌织物的制备方法先通过干燥法使得壳聚糖醋酸溶液中的壳聚糖分子沉淀于织物纤维表面，赋予织物超疏水性能和促凝血功能，再通过离子凝胶法使壳聚糖在织物纤维表面原位形成微球，赋予织物亲水性能和抗菌性能。本发明获得的壳聚糖复合抗菌织物因其具有合适的亲疏水性质、表面电荷量以及抗菌活性，赋予了织物抗菌、血液和细胞相容性、促凝血等优良性能，同时保留了织物原本的透气和完整性，使其能很好地作为预防感染的纺织品使用。技术研发人员：任杰,韦昭受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2