醫用Ag—殼聚糖/水凝膠納米復合膜的制備

王露露++吳祭民++潘青青++徐夢++李景++顧菁菁++金杰++張小娟++郝凌云

摘 要：水凝膠敷料是一類性能優良的新型創面敷料，它具有高吸收、保濕、抗菌、易更換等優點。該文以熱敏性N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）為基體，通過化學交聯法將CS接枝到PNIPAM基體上，再采用紫外光照引發自由基聚合將一種具有生物兼容性和抑菌性的納米銀交聯到CS/PNIPAM水凝膠，合成具有溫敏抗菌性的Ag/Chitosan/PNIPAM的水凝膠微粒。所得產物通過XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM、SEM等手段進行了表征。結果表明，Ag/Chitosan復合粒子形成分散性較好的核殼包裹，Ag/Chitosan/PNIPAM通過化學交聯法成功實現交聯聚合。

關鍵詞：納米銀 殼聚糖 N-異丙基丙烯酰胺 紫外輻照法 化學交聯法

中圖分類號：T1343 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0209-02

水凝膠是研究醫用敷料的一個重要方向，因其機械力學性能好，具有吸水和保濕性能[1]。能夠吸收出創面的滲出液并能夠維持愈合環境的濕潤，不與傷口發生粘連，阻止細菌在傷口上繁殖，因此水凝膠在醫用敷料領域內得到了廣泛的研究與應用[2-3]。

隨著科學技術的進步，新型的功能敷料得到了很大的發展，研究表明：在濕潤的封閉的環境下傷口的愈合速度遠比在干燥的空氣中創面愈合要的多[4]，從而為水凝膠敷料提供了一定的理論基礎，也提出了濕潤愈合傷口的理念。從此之后，許多的專家學者以及研究人員均支持這種新概念[5]?，F已研究證明，這類保濕敷料不僅能夠為傷口創造一個溫和的環境，還能減少患者的疼痛同時使傷口的再上皮化能力明顯提高，從而加速了創面的愈合[6]。Turner給新型醫用敷料的定義是[7]：能夠給傷口除去膿血和有毒的成分；保持氧氣和二氧化碳在敷料的內外交換通暢；為傷口創造了一個溫暖濕潤的環境；阻止細菌、外部微塵和有毒成分的入侵；去除時又不會與紗布形成二次傷口。

當前醫用材料發展的一個重要的方向是抗菌性醫用敷料，有著很大的市場需求量。但是，就目前我國市場的情況而言，我國的醫用敷料材料以中低檔產品為主，利潤低，而且企業規模非常的小，產品的創新能力弱；而高檔產品仍依賴國外的進口，價格昂貴。因此，開發安全、高效、持久抗菌性并且價格低廉的功能性敷料具有很好的市場前景。

該文采用新穎的研究方案，通過化學交聯合成出Chitosan/PNIPAM核殼結構的水凝膠，再通過紫外輻射法將硝酸銀還原成納米銀融入水凝膠內，制備出具有抗菌性溫敏性的交聯型水凝膠的材料，從而使材料具備安全、高效和持久抗菌性特征。則醫用敷料同時具有多種材料的優點：保水性、抗菌、促進傷口愈合的時間、不與傷口發生粘連等優點，與國外的高檔敷料相比，在各種性能相當的情況下，具有更低廉的價格。

1 試驗

1.1 CS/PNIPAM水凝膠的制備

1.1.1 實驗試劑

殼聚糖，分析純，成都市科龍化工試劑廠；N-異丙基丙烯酰胺，化學純，國藥集團化學試劑有限公司；過硫酸銨，分析純，南京化學試劑有限公司；戊二醛，化學純，上海久億化學試劑有限公司；硝酸銀，分析純，天津市大茂化學儀器工作站。

1.1.2 實驗方法

（1）Chitosan/PNIPAM水凝膠的合成將殼聚糖以濃度為0.25%（wt%v）的量加入到濃度為1%v/v的醋酸溶液中，室溫下靜止過夜，使其充分溶解。然后將溶液過濾，除去未溶解的部分，澄清濾液待用。次日將1 g的NIPAM溶于25 mL蒸餾水配成NIPAM溶液，和已經配置好的CS溶液一起轉移至250 mL的三頸燒瓶中，加入0.5 mL的交聯劑戊二醛，慢攪拌下使其完全溶解，通氮氣30 min以驅除溶液中的氧。接上冷凝管，高速攪拌下水浴加熱至75 ℃。將0.05 g的引發劑過硫酸鉀溶于1 mL的水后加入，繼續攪拌反應4 h。反應結束后樣品冷至室溫，離心。之后置于透析袋中每日換水滲析5 d，以除去樣品中未反應的單體及雜質離子得到CS/PNIPAM微凝膠。

（2）紫外輻射合成Ag/CS/PNIPAM微凝膠配置0.01 mol/L的AgNO3溶液，取4 mL的AgNO3溶液加入到上述制備好的CS/PNIPAM微凝膠內。置于紫外燈源下輻照8 h，得到Ag/CS/PNIPAM微凝膠。

1.2 樣品的性能及表征

Ag/CS/PNIPAMk的形貌的分析及能譜分析用JEOL日本電子公司JCM-6000型高分辨場發射掃描電鏡和Philips公司Tecnai 12型透射電子顯微鏡，在蒸餾水介質中超聲分散20 min后，在銅網碳膜上進行測定分析。UV-Vis圖譜物象和結構分析采用日本島津儀器公司Cary 50 Conc型紫外可見分光光度計。FT-IR光譜由美國熱電公司Nicolet iS10型傅立葉-紅外（FT-IR）光譜儀分析測定。

2 結果與討論

2.1 FT-IR分析

圖1為PNIPAM、Ag/CS/PNIPAM與CS的紅外光譜圖。圖1-a中，3442.61、1651.96、1541.59、1459.28、1389.98和1368.23cm-1處的吸收峰分別為PNIPAM的N-H伸縮振動峰、C=O的伸縮振動峰（酰胺I）、N-H彎曲振動峰（酰胺II）、聚合物主鏈上的亞甲基峰和異丙基官能團上的甲基特征峰。圖c中，3444.03、3368.07、1597.48、1084.53cm-1處的吸收峰分別為CS的O-H伸縮振動峰。圖1-b中，Ag/CS/PNIPAM微凝膠在3437.82、1643.91、1532.92、1461.90、1384.28和1370.31、1064.57cm-1處的吸收峰既有PNIPAM的特征峰，又有CS的特征峰，表明了Ag/CS/PNIPAM微凝膠接枝共聚的發生。endprint

2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內，形成核殼包裹結構。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結構的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫用敷料領域獲得廣泛的應用。

參考文獻

[1] 饒志高，周明元，張建清，等.水凝膠的制備及其在醫學上的運用[J].中國醫療器械信息，2007（13）：17-20.

[2] Lee K Y，Mooney D J.Hydrogels for tissue engineering[J].Chemical Reviews，2001，101（7）：1869-1880.

[3] Peppas N A.Hydrogels in medicine and Pharmacy[M].Boca Raton，FL：CRC Press，1987.

[4] 許偉石，樂嘉芬.燒傷創面修復[M].武漢：湖北科學技術出版社，2000：28-29.

[5] J.C.Lawrence et al.J[J].Wound Care，1995（8）：366-371.

[6] 葉碧芳.實用傷口護理[M].北京：科學技術文獻出版社，1999：53-60.

[7] T.D.Tuner.Wounds：A Compendium of Clinical Research and Practice，1989（3）：155-171.endprint

2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內，形成核殼包裹結構。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結構的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫用敷料領域獲得廣泛的應用。

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2.2 TEM分析

圖2是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的TEM圖。由圖可見，納米銀顆粒分散并且包裹在Ag/CS/PNIPAM內，形成核殼包裹結構。所制備出的微凝膠具有較窄的分布，凝膠微粒形狀為球形。

2.3 SEM分析

圖3是Ag/CS/PNIPAM微凝膠的SEM圖。由圖可見，在基體上出現大量的銀納米粒子，且為球形粒子，分布較廣。表面出現空洞，這有利于提高吸水性等。

3 結語

該文選用殼聚糖（CS）作為大分子單體，使其具有生物兼容性良好，生物降解性良好和無毒無污染的天然弱堿性物質，與溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和有抗菌作用的納米銀接枝共聚制備出Ag/CS/PNIPAM水凝膠，使其兼具溫敏性，抗菌性，及生物兼容性的可降解性高分子聚合物，并對所制備的水凝膠進行表征。用紫外照射與化學合成共同制備出的Ag/CS/PNIPAM水凝膠微粒接近于球形，顯示是核殼結構的特征，并具有較窄的粒徑分布，有望在醫用敷料領域獲得廣泛的應用。

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