一种医用抗菌凝胶的制备方法

摘要

本发明公开一种医用抗菌凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将聚乙二醇和巯基乙酸按照质量比为25‑30:2的比例进行加成反应后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG‑4‑SH；(2)将PEG‑4‑SH和天蚕芽孢菌素抗菌肽按照质量比为10‑15:1的比例溶于PBS溶液中后，透析处理，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG‑4‑SH‑AMP；(3)将甘油、聚乙二醇、PEG‑4‑SH‑AMP、卡姆胶、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯依次加入蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入氢氧化钠固体，继续搅拌处理后进行超声脱泡处理，然后进行冷冻‑解冻循环处理，得到医用凝胶。本发明制备方法制备出的医用凝胶，抗菌效果显著，化学稳定性强，抗菌剂不会在存储的过程中析出，有效的延长了医用凝胶的使用寿命，并且不会对人体造成伤害。

权利要求

1.一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

(1)将聚乙二醇和巯基乙酸按照质量比为25-30:2的比例完全溶于甲苯中，向其中滴入混合液体积0.1％的浓硫酸后，回流反应30-40小时，得到反应液，将反应液加入至冷乙醚中，静置沉淀后过滤，将滤饼真空干燥后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH；

(2)将PEG-4-SH和天蚕芽孢菌素抗菌肽按照质量比为10-15:1的比例溶于PBS溶液中后，在蒸馏水中透析4-5天后，冷冻干燥，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH-AMP；

(3)按重量份计，将8-13份甘油、77-84份聚乙二醇、40-50份PEG-4-SH-AMP、8-12份卡姆胶、0.2-0.5份尼泊金甲酯、0.2-0.5份尼泊金丙酯依次加入840-860份蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入3-6份氢氧化钠固体，继续搅拌处理后进行超声脱泡处理40-50min，然后进行冷冻-解冻循环处理5-7次后，得到医用凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，聚乙二醇的平均分子量为10500-15000，上述步骤(3)中，聚乙二醇的平均分子量为400-

600。

3.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，冷乙醚为乙醚在零下20℃的冰箱中放置1小时后制成。

4.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)中，滤饼在真空干燥前进行清洗，清洗的操作为：滤饼用二氯甲烷溶解，所得溶液用饱和碳酸氢钠溶液洗，分液后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后有机相旋转蒸发浓缩至粘稠状液体，获得的粘稠液体再逐滴加入到过量冷乙醚中，沉淀过滤后进行真空干燥。

5.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中，透析时，透析袋的分子截留量为10000。

6.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中，超声脱泡时超声波的频率为28-32kHz。

7.根据权利要求1所述的一种医用抗菌凝胶的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中，冷冻-解冻循环处理的操作为：在-20℃冷冻12h，室温解冻6h。

说明书

一种医用抗菌凝胶的制备方法

技术领域

[0001] 本发明医用新材料技术领域，具体涉及一种医用抗菌凝胶的制备方法。

背景技术

[0002] 水凝胶是一种亲水的、水不溶的聚合物大分子，为半开放的网状系统，由纠缠的链或不同长度的短链交叉连接在一起。在与水或任何生物流体接触时，可以在孔隙或间隙空间内捕获大量溶剂，从而膨胀到几倍于它们的体积，这导致其流变特性的急剧变化和最终的相变。水凝胶的刚度和吸水能力是由附着在聚合物骨架上的亲水官能团(如醇、梭酸和酞胺等)的存在而引起的，而交叉连接的存在使其在水介质中具有抗溶解性。迄今为止，水凝胶己经被广泛应用于各种生物医学领域，包括组织工程、药物传递、基因传递、3D生物打印、人造皮肤、生物传感器、伤口愈合、癌症研究和抗菌研究、隐形眼镜等。水凝胶材料与体液接触，在复杂的体液环境中，很容易引起蛋白质的积累和微生物的繁殖，其自身的高含水量也为微生物的繁殖提供了良好的生存环境，有可能会引起水凝胶植入或接触部位的炎症反应。因此现有技术中，常常在水凝胶的制备过程中加入一些抗菌药物，抗菌药物与水凝胶通过物理或化学方法结合(抗菌水凝胶)，可以增强其局部抗菌功效，是克服水凝胶所引起感染的一种有效方法。现有技术中，加入的抗菌药物对水凝胶抗菌性能提升的不明显，因此需要加大抗菌药物的用量来提升水凝胶的抗菌性能，过量的抗菌药物不仅增加了成本，而且会对使用者造成伤害。另一方面，现有的抗菌药物在水凝胶中的稳定性较差，容易与水凝胶的大结构分子脱离进行析出，导致其存储周期较短。

发明内容

[0003] 本发明通过制备出天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，并作为医用凝胶原料加入其中，有效的降低了现有的抗菌药物的用量，同时延长了医用凝胶的存储时间。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。

[0005] 一种医用抗菌凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：

[0006] (1)将聚乙二醇和巯基乙酸按照质量比为25-30:2的比例完全溶于甲苯中，向其中滴入混合液体积0.1％的浓硫酸后，回流反应30-40小时，得到反应液，将反应液加入至冷乙醚中，静置沉淀后过滤，将滤饼真空干燥后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH；

[0007] (2)将PEG-4-SH和天蚕芽孢菌素抗菌肽按照质量比为10-15:1的比例溶于PBS溶液中后，在蒸馏水中透析4-5天后，冷冻干燥，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH-AMP；

[0008] (3)按重量份计，将8-13份甘油、77-84份聚乙二醇、40-50份PEG-4-SH-AMP、8-12份卡姆胶、0.2-0.5份尼泊金甲酯、0.2-0.5份尼泊金丙酯依次加入840-860份蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入3-6份氢氧化钠固体，继续搅拌处理后进行超声脱泡处理40-50min，然后进行冷冻-解冻循环处理5-7次后，得到医用凝胶。

[0009] 具体地，上述步骤(1)中，聚乙二醇的平均分子量为10500-15000，上述步骤(3)中，聚乙二醇的平均分子量为400-600。

[0010] 具体地，上述步骤(1)中，冷乙醚为乙醚在零下20℃的冰箱中放置1小时后制成。

[0011] 具体地，上述步骤(1)中，滤饼在真空干燥前进行清洗，清洗的操作为：滤饼用二氯甲烷溶解，所得溶液用饱和碳酸氢钠溶液洗，分液后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后有机相旋转蒸发浓缩至粘稠状液体，获得的粘稠液体再逐滴加入到过量冷乙醚中，沉淀过滤后进行真空干燥。

[0012] 具体地，上述步骤(2)中，透析时，透析袋的分子截留量为10000。

[0013] 具体地，上述步骤(3)中，超声脱泡时超声波的频率为28-32kHz。

[0014] 具体地，上述步骤(3)中，冷冻-解冻循环处理的操作为：在-20℃冷冻12h，室温解冻6h。

[0015] 由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：

[0016] 本发明制备方法制备出的医用凝胶，抗菌效果显著，化学稳定性强，抗菌剂不会在存储的过程中析出，有效的延长了医用凝胶的使用寿命，并且不会对人体造成伤害。其中的抗菌剂尼泊金甲酯、尼泊金丙酯含量较低，既能保证医用凝胶具有优异的抗菌效果，又不会对人体造成伤害；聚乙二醇和巯基乙酸发生加成反应后生成的PEG-4-SH，可有效的与抗菌肽结合，避免了单独添加抗菌肽导致其易发生失效，抗菌肽不会对人体造成伤害，并且抗菌效果显著，有效的降低了尼泊金甲酯、尼泊金丙酯的相对含量；本发明制得的PEG-4-SH-AMP，可以在医用凝胶中稳定的存在，同时抗菌肽的存在，还能提升凝胶吸收液体的能力，可保持患者创面的湿润环境，防止组织液的大量流失。

具体实施方式

[0017] 以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。

[0018] 实施例1

[0019] 一种医用抗菌凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：

[0020] (1)将25g聚乙二醇和2g巯基乙酸完全溶于100ml甲苯中，向其中滴入混合液体积0.1％的浓硫酸后，回流反应30小时，得到反应液，将反应液加入至冷乙醚中，静置沉淀后过滤，滤饼用二氯甲烷溶解，所得溶液用饱和碳酸氢钠溶液洗，分液后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后有机相旋转蒸发浓缩至粘稠状液体，获得的粘稠液体再逐滴加入到过量冷乙醚中，沉淀过滤后进行真空干燥将滤饼真空干燥后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH，其中冷乙醚为乙醚在零下20℃的冰箱中放置1小时后制成；

[0021] (2)将10gPEG-4-SH和1g天蚕芽孢菌素抗菌肽溶于100mlPBS溶液中后，在蒸馏水中用分子截留量为10000的透析袋透析4天后，冷冻干燥，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH-AMP；

[0022] (3)按重量份计，将8份甘油、77份聚乙二醇、40份PEG-4-SH-AMP、8份卡姆胶、0.2份尼泊金甲酯、0.2份尼泊金丙酯依次加入840份蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入3份氢氧化钠固体，继续搅拌处理后在超声波的频率为28kHz中进行超声脱泡处理40min，然后加入四氟乙烯模具中，-20℃冷冻12h，室温解冻6h，冷冻-解冻循环处理5次后，得到医用凝胶。

[0023] 其中，步骤(1)所用聚乙二醇的平均分子量为10500，步骤(3)所用聚乙二醇的平均分子量为400。

[0024] 实施例2

[0025] 一种医用抗菌凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：

[0026] (1)将28g聚乙二醇和2g巯基乙酸完全溶于100ml甲苯中，向其中滴入混合液体积0.1％的浓硫酸后，回流反应35小时，得到反应液，将反应液加入至冷乙醚中，静置沉淀后过滤，滤饼用二氯甲烷溶解，所得溶液用饱和碳酸氢钠溶液洗，分液后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后有机相旋转蒸发浓缩至粘稠状液体，获得的粘稠液体再逐滴加入到过量冷乙醚中，沉淀过滤后进行真空干燥将滤饼真空干燥后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH，其中冷乙醚为乙醚在零下20℃的冰箱中放置1小时后制成；

[0027] (2)将13gPEG-4-SH和1g天蚕芽孢菌素抗菌肽溶于100mlPBS溶液中后，在蒸馏水中用分子截留量为10000的透析袋透析4天后，冷冻干燥，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH-AMP；

[0028] (3)按重量份计，将10份甘油、80份聚乙二醇、45份PEG-4-SH-AMP、10份卡姆胶、0.4份尼泊金甲酯、0.4份尼泊金丙酯依次加入850份蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入5份氢氧化钠固体，继续搅拌处理后在超声波的频率为30kHz中进行超声脱泡处理45min，然后加入四氟乙烯模具中，-20℃冷冻12h，室温解冻6h，冷冻-解冻循环处理6次后，得到医用凝胶。

[0029] 其中，步骤(1)所用聚乙二醇的平均分子量为13000，步骤(3)所用聚乙二醇的平均分子量为500。

[0030] 实施例3

[0031] 一种医用抗菌凝胶的制备方法，包括以下操作步骤：

[0032] (1)将30g聚乙二醇和2g巯基乙酸完全溶于100ml甲苯中，向其中滴入混合液体积0.1％的浓硫酸后，回流反应40小时，得到反应液，将反应液加入至冷乙醚中，静置沉淀后过滤，滤饼用二氯甲烷溶解，所得溶液用饱和碳酸氢钠溶液洗，分液后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后有机相旋转蒸发浓缩至粘稠状液体，获得的粘稠液体再逐滴加入到过量冷乙醚中，沉淀过滤后进行真空干燥将滤饼真空干燥后，得到巯基修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH，其中冷乙醚为乙醚在零下20℃的冰箱中放置1小时后制成；

[0033] (2)将15gPEG-4-SH和1g天蚕芽孢菌素抗菌肽溶于100mlPBS溶液中后，在蒸馏水中用分子截留量为10000的透析袋透析5天后，冷冻干燥，得到天蚕芽孢菌素抗菌肽修饰的聚乙二醇，PEG-4-SH-AMP；

[0034] (3)按重量份计，将13份甘油、84份聚乙二醇、50份PEG-4-SH-AMP、12份卡姆胶、0.5份尼泊金甲酯、0.5份尼泊金丙酯依次加入840-860份蒸馏水中，搅拌处理后，向其中加入6份氢氧化钠固体，继续搅拌处理后在超声波的频率为32kHz中进行超声脱泡处理50min，然后加入四氟乙烯模具中，-20℃冷冻12h，室温解冻6h，冷冻-解冻循环处理7次后，得到医用凝胶。

[0035] 其中，步骤(1)所用聚乙二醇的平均分子量为15000，步骤(3)所用聚乙二醇的平均分子量为600。

[0036] 对比例1

[0037] 将步骤(3)中的PEG-4-SH-AMP替换成平均分子量为10500的聚乙二醇，其余操作步骤与实施例1完全相同。

[0038] 对比例2

[0039] 将步骤(3)中的PEG-4-SH-AMP替换成等重量的PEG-4-SH和天蚕芽孢菌素抗菌肽的混合物(PEG-4-SH没有与天蚕芽孢菌素抗菌肽进行透析处理)，其中聚乙二醇和天蚕芽孢菌素抗菌肽的质量比为15:1，其余操作步骤与实施例3完全相同。

[0040] 试验方法：

[0041] (1)平衡溶胀率测定：将制得的医用凝胶在60℃真空烘箱中干燥24h后称量(Wa)，然后将干燥的样品浸泡在500mL蒸馏水中，并每间隔一段时间对样品进行称量(Wb)，直至水凝胶达到平衡溶胀状态，平衡溶胀率(SR)通过以下公式进行计算：

[0042] SR＝(Wb-Wa)/Wa；

[0043] (2)分别采用GB 15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》附录C4抑菌性能试验和《消毒技术规范(2002年版》2.1.8.2抑菌环试验的方法对医用凝胶进行抗菌性能评价。

[0044] 平衡溶胀率试验结果如表1所示：

[0045] 表1医用凝胶的平衡溶胀率

[0046]

[0047]

[0048] 由表1可知，本发明中制得的PEG-4-SH-AMP可有效的提升医用凝胶的溶胀率，提升了凝胶吸收液体的能力，可保持患者创面的湿润环境，防止组织液的大量流失。

[0049] 医用凝胶的抗菌效果如表2所示：

[0050] 表2医用凝胶的抗菌效果

[0051]

[0052] 由表2可知，本发明制得的医用凝胶，具有优异的抗菌效果，其中对金黄色葡萄球菌的抗菌效果最为显著。

[0053] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。