專利名稱：一種海洋生物抗菌納米纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬抗菌納米纖維及其制備領(lǐng)域，特別是涉及一種海洋生物抗菌納米纖維及其制 備方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于皮的來源受制革工業(yè)的影響，加之瘋牛病、口蹄疫等傳染性疾病的發(fā)生 和流行，人們對來源于陸生牲畜的膠原蛋白安全性產(chǎn)生了懷疑。不少發(fā)達國家已經(jīng)禁止使 用從牛皮和牛骨中提取的膠原蛋白。同時，陸生牲畜來源的膠原蛋白在信仰伊斯蘭教、回 教等地區(qū)的應(yīng)用受到限制。為此，本課題組將關(guān)注的焦點轉(zhuǎn)向了尚未進行有效產(chǎn)業(yè)化開發(fā) 的海洋動物膠原?？梢灶A(yù)測，來源于魚皮、魚鱗等海洋水產(chǎn)品加工廢棄物中的膠原蛋白由 于其獨特的性質(zhì)而將成為組織工程用新穎生物醫(yī)用材料。應(yīng)用海洋魚類來源的膠原蛋白進
行組織工程用生物材料的研究，不僅可借鑒陸生動物膠原的研究方法和研究經(jīng)驗，而且本 課題組通過初步研究發(fā)現(xiàn)水產(chǎn)加工廢棄物中提取的膠原蛋白含有豐富的甘氨酸8%)、脯氨 酸(12%)及羥脯氨酸(9%)，并具有典型的a-三螺旋結(jié)構(gòu)。而利用海洋魚類加工廢棄
物制備高質(zhì)量的膠原蛋白生物醫(yī)用材料的研究報道甚少。
用于組織工程細胞支架的制備方法主要包括纖維黏結(jié)、溶劑澆鑄/粒子瀝濾、乳化/ 凍干、氣體發(fā)泡、相分離、自組裝、快速成型(rapidprototyping)和靜電紡絲(簡稱電紡， electrospining)方法和技術(shù),其中相分離、自組裝和電紡可用于以制備納米級細胞支架。尤 其是生長因子、細胞調(diào)控因子甚至活細胞；而且制備的支架具有較高的孔隙率和較好的孔 道連通。通過調(diào)節(jié)加工參數(shù)，電紡納米纖維的孔隙率可達90%左右，能夠滿足細胞生長對 材料孔隙率的要求，由納米纖維層層堆積而成的結(jié)構(gòu)也確保了支架具有良好的孔道連通 性。這些都為細胞的生存提供了良好的微環(huán)境，有利于細胞的粘附、分化、增殖和分泌。
通過選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾图庸?shù)，可以獲得降解率可控的納米纖維支架，并能對材料 表面進行理化修飾，提高支架的生物相容性；在電紡中，通過調(diào)節(jié)溶液濃度、紡絲參數(shù)等 可以很好控制支架的厚度、三維結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，能夠?qū)⑻烊徊牧虾腿斯ず铣刹牧嫌行?合起來，綜合發(fā)揮二者的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種海洋生物抗菌納米纖維及其制備方法，該纖維 加入了草魚皮組織中的膠原蛋白和電觸殺納米高價銀氧化物，使其具有良好的皮膚親和性
及殺菌特性；且制備方法操作簡單，原料來源廣泛，成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
3本發(fā)明的一種海洋生物抗菌納米纖維，其組分包括膠原蛋白、聚乙烯醇和電觸殺納
米高價銀氧化物，其質(zhì)量比為20 : 20 : o.ooi。
本發(fā)明的一種海洋生物抗菌納米纖維的制備方法，包括 u)制備電觸殺納米高價銀氧化物顆?？咕芤?br> 取24-90g氧化劑溶于蒸餾水中，加入48-60g堿金屬氫氧化物，稀釋至1000ml,加熱 至85-90'C，翻滾攪拌下加入0.5-1.0g硝酸銀，9(TC保溫30-60min，過濾，并用純水沖洗4 次，以洗去未反應(yīng)的硫酸鹽、硝酸鹽及其他雜質(zhì)，即得電觸殺納米高價銀氧化物顆粒，然 后溶解于5-7%的氨水中，制得質(zhì)量濃度2%電觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液；
(2) 制備膠原蛋白溶液
用含質(zhì)量分數(shù)r^雙氧水的0.01mol/L氫氧化鈉，于20'C處理草魚皮組織24小時，提 取得到0.1g/mL的膠原蛋白溶液；
(3) 制備膠原蛋白和聚乙烯醇PVA的混合抗菌紡絲溶液
將質(zhì)量比為20 : 0.001上述兩種溶液混合均勻，加入與膠原蛋白質(zhì)量比1: 1的聚乙烯 醇，于20'C下混合均勻；
(4) 將上述混合溶液進行靜電紡絲，即得海洋生物抗菌納米纖維。 所述步驟(1)中的氧化劑為過硫酸鉀或過硫酸鈉；
所述步驟(1)中的堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉；
所述步驟(3)中的聚乙烯醇PVA為聚乙烯醇17-99型，白色或微黃色粉末或絮狀物 固體，玻璃化溫度85。C，皂化值3 12mgKOH/g，溶于90 95。C的熱水，難溶于冷水； 質(zhì)量濃度大于10%的水溶液，在室溫下就會凝膠成凍，高溫下會變稀恢復(fù)流動性。
由于魚類膠原蛋白作為組織工程生物材料具有力學(xué)性能好、親水性適中、含水條件下 易塑形、利于內(nèi)部器官的構(gòu)建、不易被體內(nèi)及新生細胞產(chǎn)生的膠原酶降解、潮濕環(huán)境中不 受細菌侵蝕、能夠與組織細胞生長繁殖的速度相匹配等優(yōu)點，因此本發(fā)明通過對魚類膠原 蛋白進行改性和復(fù)合的技術(shù)，制備了海洋生物抗菌納米纖維。 有益效果
(1) 本發(fā)明的復(fù)合納米纖維加入了從草魚皮組織中提取的膠原蛋白和電網(wǎng)殺納米高價銀 氧化物，使其具有良好的皮膚親和性及殺菌特性；
(2) 該制備方法操作簡單，原料來源廣泛，成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實施例1
(1 )制備電觸殺納米高價銀氧化物顆?？咕芤?br> 取24g過硫酸鈉溶于蒸餾水中，加入48g氫氧化鈉，稀釋至1000ml，加熱至85-90。C， 翻滾攪拌下加入0.5g硝酸銀，9(TC保溫30min，過濾，并用純水沖洗四次，以洗去未反應(yīng) 的硫酸鈉、硝酸鈉及其他雜質(zhì)，即得電觸殺納米高價銀氧化物顆粒，然后溶解于5-7%的氨 水中，制得質(zhì)量濃度2%電觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液；
(2) 制備膠原蛋白溶液
用含質(zhì)量分數(shù)1 %雙氧水的0.01mol/L氫氧化鈉，于20'C處理草魚皮組織24小時，提 取得到0.1g/mL的膠原蛋白溶液；
(3) 制備膠原蛋白和聚乙烯醇PVA的混合抗菌紡絲溶液 取0.1g/mL的膠原蛋白溶液10mL， 2%電觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液25ul，加
入lOmL的聚乙烯醇(0.1g/mL)，于20'C下混合均勻；
(4) 將上述混合溶液進行靜電紡絲，即得海洋生物抗菌納米纖維。
實施例2
(1) 制備電觸殺納米高價銀氧化物顆?？咕芤?取90g過硫酸鉀溶于蒸餾水中，加入60g氫氧化鉀，稀釋至1000ml，加熱至85-90。C，
翻滾攪拌下加入0.5-1.Og硝酸銀，90'C保溫45min，過濾，并用純水沖洗四次，以洗去未 反應(yīng)的硫酸鉀、硝酸鉀及其他雜質(zhì)，即得電觸殺納米高價銀氧化物顆粒，然后溶解于5-7% 的氨水中，制得質(zhì)量濃度2%電觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液；
(2) 制備膠原蛋白溶液 用含質(zhì)量分數(shù)l^雙氧水的0.01mol/L氫氧化鈉，于20'C處理草魚皮組織24小時，提
取得到0.1g/mL的膠原蛋白溶液；
(3) 制備膠原蛋白和聚乙烯醇PVA的混合抗菌紡絲溶液 取0.1g/mL的膠原蛋白溶液20mL, 2%電觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液50ul，加
5入20mL的聚乙烯醇(0.1g/mL)，于20'C下混合均勻； (4)將上述混合溶液進行靜電紡絲，即得海洋生物抗菌納米纖維。
權(quán)利要求
1.一種海洋生物抗菌納米纖維，其組分包括膠原蛋白、聚乙烯醇和電觸殺納米高價銀氧化物，其質(zhì)量比為20∶20∶0.001。
2. —種海洋生物抗菌納米纖維的制備方法，包括(1) 制備電觸殺納米高價銀氧化物顆?？咕芤喝?4-90g氧化劑溶于蒸餾水中，加入48-60g堿金屬氫氧化物，稀釋至1000ml，加熱 至85-9(TC，翻滾攪拌下加入0.5-1.0g硝酸銀，90'C保溫30-60min，過濾，并用純水沖洗4 次，即得電觸殺納米高價銀氧化物顆粒，然后溶解于5-7%的氨水中，制得質(zhì)量濃度2%電 觸殺納米高價銀氧化物消毒液母液；(2) 制備膠原蛋白溶液用含質(zhì)量分數(shù)lX雙氧水的0.01mol/L氫氧化鈉，于20'C處理草魚皮組織24小時，提 取得到0.1g/mL的膠原蛋白溶液；(3) 制備膠原蛋白和聚乙烯醇PVA的混合抗菌紡絲溶液各取質(zhì)量比為20 : 0.001上述兩種溶液混合均勻，加入與膠原蛋白質(zhì)量比1: 1的聚乙 烯醇，于20'C下混合均勻；(4) 將上述混合溶液進行靜電紡絲，即得海洋生物抗菌納米纖維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海洋生物抗菌納米纖維的制備方法，其特征在于所述步驟 (1)中的氧化劑為過硫酸鉀或過硫酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海洋生物抗菌納米纖維的制備方法，其特征在于所述步驟 (1)中的堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海洋生物抗菌納米纖維的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的聚乙烯醇PVA為聚乙烯醇17-99型，白色或微黃色粉末或絮狀物固體，玻璃化 溫度85'C，皂化值3 12mgKOH/g，溶于90 95。C的熱水，難溶于冷水；質(zhì)量濃度大于 10%的水溶液，在室溫下就會凝膠成凍，高溫下會變稀恢復(fù)流動性。 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海洋生物抗菌納米纖維及其制備方法，其組分包括膠原蛋白、聚乙烯醇和電觸殺納米高價銀氧化物，其質(zhì)量比為20∶20∶0.001；其制備包括(1)制備電觸殺納米高價銀氧化物顆?？咕芤海?2)制備草魚皮的膠原蛋白溶液；(3)制備膠原蛋白和聚乙烯醇(PVA)的混合抗菌紡絲溶液；(4)將上述混合溶液進行靜電紡絲，即得海洋生物抗菌納米纖維。該纖維加入了草魚皮組織中的膠原蛋白和電觸殺納米高價銀氧化物，使其具有良好的皮膚親和性及殺菌特性；且制備方法操作簡單，原料來源廣泛，成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號D01F8/02GK101580978SQ20091005271
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者丁若垚, 張興群, 曹張軍, 程 潘, 黃錚華 申請人:東華大學(xué)