本發明涉及功能性無紡布制備技術領域，尤其涉及一種抗菌增生復合膜及其制備方法。

背景技術：

氧化石墨烯(go)是石墨烯經氧化剝離生成的衍生物，表面具有較多的羥基、羧基等含氧官能團，能在溶液狀態下與其他物質實現鍵合從而制備性能優異的復合材料。近年來，許多文獻也進一步證實了go的抗菌性，溶液狀態下的go能夠通過細菌細胞膜破壞、oh^-氧化和表面接觸作用多種方式致死細菌，其溶液在較低濃度下抑菌率達99％以上。此外，go還具有較好的生物相容性，與人體紅細胞、骨髓細胞、小鼠細胞等接觸培養，發現細胞生長率均在80％以上，并未表現出對細胞生長的阻礙和抑制作用，反而具有促進細胞生長的作用，這對醫學上的各種治療具有積極的意義。go的抗菌性和生物相容性(luch,chemicalcommunications,2010,3)已得到充分的證實，而且對其抗菌機理(xuefengzou,journaloftheamericanchemicalsociety,2016.1)也被充分研究。

通過靜電紡絲技術可獲得各種具有生物降解特性和抗菌性優良的薄膜，目前，氧化石墨烯(go)在與其他可生物降解高分子聚合物、金屬氧化物、無機納米粒子等結合制備仿生膜、組織工程、生物支架、藥物緩釋、生物芯片基質等的研究都取得了較好的成果。由于氧化石墨烯性質活潑，因此較容易在高溫、電磁、水熱、紫外照射等條件下被還原。

雖然go含有較多的含氧官能團，但借助氫鍵等化學鍵合能力較弱，其牢度和耐環境性能都很差。現有的技術通常采用常規浸漬整理的方式對聚合物膜進行處理，處理方法較復雜，且現有技術制備的基于go的復合膜，通常難以用于抗菌領域。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種抗菌增生復合膜及其制備方法，其將具有抗菌性能和生物相容性的氧化石墨烯與抗菌藥物結合，依托靜電紡絲技術，利用靜電紡絲膜的緩釋和優良成膜特性，提高了氧化石墨烯在醫療輔料方面的應用價值。

本發明的提供了一種抗菌增生復合膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將生物相容性高分子、易揮發溶劑、氧化石墨烯和抗菌藥物在10-60℃下混勻，得到靜電紡絲液，所述靜電紡絲液中生物相容性高分子的質量分數為5.8-19.8％，氧化石墨烯的質量分數為0.02-8％，抗菌藥物的質量分數為0.5-8％；

(2)將步驟(1)得到的靜電紡絲液進行靜電紡絲，得到抗菌增生復合膜。

進一步地，在步驟(1)中，采用改性hummers法制備所述氧化石墨烯。

將2-8g石墨烯、1-5g硝酸鈉在45-100ml濃硫酸中混勻后在0-5℃下反應20-40min；然后在32-40℃下，向其中加入6-12g高錳酸鉀，繼續反應1.5-3.0h；加入40-100ml水后，在90-98℃下繼續反應30-100min；加入40-100ml蒸餾水后，除去高錳酸鉀，用鹽酸和水洗滌至中性，得到氧化石墨烯。

進一步地，在步驟(1)中，生物相容性高分子為聚乳酸、聚-己內酰胺、聚偏氟乙烯(pvdf)、羥基磷灰石(ha)、龍腦、聚谷氨酸(γ-pga)、聚異丁烯(pib)、聚乳酸乙醇酸(plga)、聚谷氨酸、脂肪族聚酯、聚酯醚、聚膦腈和殼聚糖中的一種或幾種。生物相容性高分子還具有易降解性能。生物相容性高分子在靜電紡絲后作為膜基體。

進一步地，在步驟(1)中，易揮發溶劑為n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺、乙酸、乙醇、丙酮、二氯甲烷(dma)、去離子水、四氫呋喃、甲苯、環己烷、石油醚和丙二醇中的一種或幾種。可依據不同的紡絲基質即生物相容性高分子進行適當選取。

進一步地，在步驟(1)中，抗菌藥物為聚維酮碘、碘酊、對氯間二苯酚、苯扎氯銨青霉素類、頭孢菌素類、大環內脂類、氨基糖苷類、喹諾酮類、磺胺類、β內酰胺類和糖肽類抗菌藥物中的一種或幾種。

進一步地，在步驟(2)中，靜電紡絲的紡絲距離為10-20cm，紡絲電壓為8-25kv。在紡絲過程中，由于不同溶劑的使用而導致紡絲液導電性和粘度的變化，因此本發明公開了較為合理的靜電紡絲條件。

進一步地，在步驟(2)中，靜電紡絲時采用滾筒收集抗菌增生復合膜，滾筒的旋轉速度為10-30rpm。

進一步地，滾筒的表面包覆有錫箔紙、導電布或紡織面料。

進一步地，在步驟(2)中，還包括將抗菌增生復合膜在10-60℃下烘干處理的步驟。

本發明還提供了一種采用上述制備方法所制備的抗菌增生復合膜。

借助靜電紡絲技術，利用靜電紡絲膜的緩釋和優良成膜特性，可以提高物質的穩定性并通過緩釋作用來延長其抗菌性能和作用時間。通過本方法，一方面可以充分提升go的藥用價值，另一方面可以制備實用性的復合膜并將其應用于醫療敷料。此外，帶有藥物的靜電紡絲薄膜可以較好地適用于大范圍的傷口處理，避免因涂抹不均而影響恢復。而靜電紡絲膜借助絲線交織作用，形成的微孔有利于維持透氣性功能，且對傷口外滲體液也具有較好的吸收作用，有利于維持患傷清潔。

借由上述方案，本發明至少具有以下優點：

本發明通過靜電紡絲膜制備技術，借助物質之間的靜電吸引或其他鍵合方式，達到高分子聚合物、go、抗菌藥物之間的牢固結合，方法簡單易行而且最終形成的復合膜中各物質分布均勻。反應過程中不涉及到高溫、強酸堿環境和其他化學物質的添加，環境友好且健康安全。此外，新型go材料和外傷處理藥劑的優良抗菌性和生物相容性可以協同提高，使復合膜的抗菌性能得到更好的發揮。通過靜電紡絲技術制備的薄膜，適用于多種紡織材料的黏附，并充分發揮其在醫用敷料領域的增生、抗菌和保護等的作用。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中pvdf/go復合膜靜電紡絲的sem測試結果。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1

本發明采用改性hummers法制備氧化石墨烯，包括低溫、中溫和高溫三個步驟，具體方法如下：

低溫反應時，首先稱取2-4g石墨烯和1-4g硝酸鈉加入500-1000ml染杯中，再量取45-100ml濃硫酸緩慢倒入染杯，攪拌混合均勻，然后將染杯放入冰浴中反應20-40min；移去冰浴后進行中溫反應，將裝置轉入32-40℃水浴中，向其中緩緩加入6-12g高錳酸鉀，繼續攪拌反應1.5-3.0h，反應完畢后，向其中緩慢加入40-100ml蒸餾水；然后將染杯轉入90-98℃水浴中，高溫反應30-100min。

以上過程均在攪拌條件下進行，高溫反應結束后，向其中加入40-100ml蒸餾水終止反應，并用10-30ml30％的h2o2除去過量的高錳酸鉀，然后使用足量的稀鹽酸(體積比1:10)清洗3-6次去除mno2雜質，再用大量的蒸餾水洗至溶液呈中性為止，抽濾烘干后得到氧化石墨烯(go)。

將質量分數12-16wt％的聚偏氟乙烯(pvdf)溶解于10mln,n-二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶劑中分散均勻，再將質量分數0.2-1wt％的go，質量分數2-5％的龍腦加入上述體系，充分超生分散30-60min在50℃條件下磁力攪拌3-6h，最后靜置脫泡獲得靜電紡絲液a。將制備的紡絲液倒入規格20ml的全玻璃針筒注射器中，針孔內徑為0.4mm，裝置安裝于靜電紡絲設備。將規格12cm*20cm鋁箔紙包裹在滾筒上并保持平整，錫箔紙的首尾用雙面膠粘貼。設置靜電紡絲的參數為：紡絲電壓15kv，紡絲速度1-2ml/h，接收距離10-20cm，旋轉速度10-30rpm，在此條件下進行靜電紡絲，在20-60℃下烘干，得到抗菌增生復合膜。

為了考察在pvdf靜電紡絲膜摻雜go后所帶來的影響，本實施例中未添加龍腦藥物，其他在同上述工藝條件下，制備了系列不同go含量的pvdf/go復合膜。

圖1是本實施例制備的pvdf/go復合膜的sem測試結果，與純pvdf靜電紡絲膜相比，pvdf/go復合膜表面變得粗糙，正是因為go的摻雜導致這種變化。單根纖維多點測量平均直徑約5×10^-3mm，粗細較為均勻。

實施例2

將聚乳酸(pla)和聚維酮碘溶解在20ml的二氯甲烷和n,n-二甲基乙酰胺溶液中，然后在磁力攪拌器中攪拌6h，獲得均質溶液a，溶液a中聚乳酸的質量分數占10-15wt％，聚維酮碘的質量分數占1-5wt％。向溶液a中加入0.03-0.09g實施例1制備的go并充分超聲分散，得到均勻穩定的靜電紡絲液b，靜電紡絲液b中聚乳酸的質量分數占12％，聚維酮碘的質量分數占4％，go的質量分數占1％。用內徑為0.4mm的玻璃針筒吸取20ml靜電紡絲液b將其安置于靜電紡絲設備上。將規格12cm*20cm錫箔紙包裹在滾筒上并保持平整，錫箔紙的首尾用雙面膠粘貼。設置靜電紡絲的參數為：紡絲電壓15kv，紡絲速度1-2ml/h，接收距離10-20cm，旋轉速度10-30rpm，在此條件下進行靜電紡絲，在20-60℃下烘干，得到抗菌增生復合膜。

實施例3

將pvdf、1-8ml碘酊和0.02-0.10g實施例1制備的go濃度加入到10-30mln，n-二甲基乙酰胺中，充分超聲分散均勻后，置于30-60℃水浴中持續磁性攪拌約8h獲得均勻穩定的靜電紡絲液，靜電紡絲液中pvdf的質量分數為6-12％，碘酊的質量分數為4％，go的質量分數為0.5％。用規格為40ml的玻璃針筒吸取10-30ml靜電紡絲液，并將其固定于靜電紡絲設備上。將規格10cm*80cm的錫箔紙包裹在滾筒上并保持平整，錫箔紙的首尾用雙面膠粘貼。設置靜電紡絲的參數為：紡絲電壓20kv，紡絲速度0.1-1.0ml/h，接收距離10-20cm，滾筒旋轉速度10-30rpm，在此條件下進行靜電紡絲，得到抗菌增生復合膜。

實施例4

將殼聚糖、0.2-1.5g苯扎氯銨和0.01-0.09g實施例1制備的go濃度加入到10-60ml冰醋酸中，置于30-60℃水浴中持續磁性攪拌約2-8h獲得均勻穩定的靜電紡絲液，靜電紡絲液中殼聚糖的質量分數為3-18％，苯扎氯銨的質量分數為2-5％，go的質量分數為0.05-3％。用規格為10-50ml的注射器吸取8-40ml靜電紡絲液，并將其固定于靜電紡絲設備上。將規格12cm*20cm導電布包裹在滾筒上并保持平整，錫箔紙的首尾用雙面膠粘貼。設置靜電紡絲的參數為：紡絲電壓11-20kv，紡絲速度0.3-1.0ml/h，接收距離20cm，滾筒旋轉速度30rpm，在此條件下進行靜電紡絲，得到抗菌增生復合膜。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，并不用于限制本發明，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。