專利名稱：一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜及其制備方法
技術領域：
本發明屬含銀納米粒子復合材料領域，特別是涉及一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜及其制備方法。
背景技術：
細菌纖維素是一種由微生物合成的高純度纖維素，其微纖維直徑只有40-60nm，是自然界中最精細的納米材料。超細纖維網絡結構使其具有高比表面積、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被稱作“大自然賦予人類的天然生物醫用材料”。大量研究和臨床試驗表明，細菌纖維素基創傷敷料對于燒傷燙傷以及慢性潰瘍疾病具有良好的治愈效果。例如，利用濕態細菌纖維素膜治療下肢靜脈性慢性潰瘍，治療周期僅需14周，而廣泛應用于該類傷口的水膠體敷料則需20周。細菌纖維素基敷料對于糖尿病足慢性潰瘍以及Π/ΙΙΙ度燒傷也有明顯的傷口促愈效果，治療周期與傳統的載藥紗布敷料相比明顯縮短。研究者普遍認為，細菌纖維素基敷料的結構和性能符合現代創傷愈合的醫療理論，具有吸濕能力強、促進愈合、減輕疼痛和減少更換次數等優點。然而，細菌纖維素本身不具有抗菌性能，難以應對細菌感染的傷口。金屬銀及其化合物是目前最常用的無機抗菌劑，尤其適用于治療燒傷燙傷以及慢性潰瘍創傷。納米銀粒子由于表面效應，抗菌能力是微米級銀粒子的200倍以上，因此，以富羥基的細菌纖維素為載體負載納米銀粒子將有望獲得具有高效保濕抗菌功能的“理想”醫用創傷敷料。孫東平等人以細菌纖維素為載體，甲醛為還原劑采用液相化學還原法合成載銀細菌纖維素復合材料，所得銀納米粒子平均粒徑在45nm左右，對大腸桿菌、酵母菌和白色念珠菌等都有理想的抗菌性能。Marques等人分別以細菌纖維素和普通植物纖維為基體，采用NaBH4原位還原 AgNO3的方法在纖維素膜上合成納米銀單質，結果表明細菌纖維素纖維的銀負載量可達到植物纖維的50倍以上，并且對Ag+具有更持久的控釋作用，是一種良好的納米銀合成基質。 上述研究大多采用NaBH4、甲醛等化學試劑為還原劑，這些試劑通常具有較高的人體毒性， 反應結束后很難解決試劑在纖維膜內的殘留問題，尤其不適合應用于生物醫用材料產品的制備。因此，迫切需要開發一種綠色安全的含銀納米粒子細菌纖維素材料的制備方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜及其制備方法，該細菌纖維素膜抗菌性能高、透氣性好、持水能力強、含水率可控，適宜用作創傷醫用敷料；無需化學還原試劑參與，工藝條件綠色安全，設備簡單、無污染。本發明的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其中銀納米粒子附著于細菌纖維素膜三維網狀結構的微纖維表面，銀納米粒子含量占總重量的0. 1-15%，粒徑為8-50nm;其制備方法，包括將細菌纖維素膜在室溫下浸入銀離子濃度為0. 0001mol/L-0. 5mol/L的銀鹽溶液中浸泡10分鐘-5小時后取出，然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，之后采用紫外照射方法照射0. 5-6小時，獲得含銀納米粒子的細菌纖維素濕膜，最后經脫水處理，得到含銀納米粒子的細菌纖維素膜。所述的細菌纖維素膜由木醋桿菌、產醋桿菌、醋化桿菌、巴氏醋桿菌、葡萄糖桿菌、 農桿菌、根瘤菌、八疊球菌、洋蔥假單胞菌、椰毒假單胞菌、空腸彎曲菌中的一種經發酵得到。纖維素膜經過蒸餾水洗滌表面粘附的培養基后，先后采用高溫水煮和高溫堿煮的方法進行分離純化。高溫水煮的條件為將細菌纖維素膜置于60-100°C的蒸餾水中處理5-12 小時；高溫堿煮的條件為將細菌纖維素膜置于60-100°C的氫氧化鈉水溶液中處理5-12小時。然后用蒸餾水反復沖洗細菌纖維素膜至洗滌液為中性。所述的銀鹽為硝酸銀或檸檬酸銀。所述用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面的次數以2-3次為宜。所述的紫外照射方法，紫外光波長為200nm-365nm。所述的脫水方法包括冷凍干燥、真空干燥、自然干燥、離心除水、加熱烘干或者機械壓除方法。經干燥處理后的含銀納米粒子的細菌纖維素膜的含水量為濕膜總重量的 0-95%。所述的銀鹽溶液濃度與最終得到的含銀納米粒子的細菌纖維素膜中銀納米粒子的含量及粒徑大小有關。可以通過調節銀鹽溶液的銀離子濃度控制最終細菌纖維素膜中的銀納米粒子的含量。本發明的制備方法基于細菌纖維素本身的弱還原性，在不借助任何化學還原試劑的條件下，利用紫外照射的方法原位合成銀納米粒子。有益效果(1)本發明的含銀納米粒子的細菌纖維素膜的制備過程中不涉及任何有毒化學試劑、綠色安全、無污染，尤其符合生物醫用材料的產品要求；(2)本發明的銀納米粒子的含量及粒徑可控，具體可通過改變銀鹽溶液濃度、紫外照射條件、處理時間控制銀納米粒子的粒徑大小；(3)本發明制備過程簡單、操作方便、無污染，屬于綠色合成生產工藝；(4)本發明得到的含銀納米粒子的細菌纖維素膜抗菌性能好，透氣性好、持水能力強、含水率可控，適宜用作創傷醫用敷料。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發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利要求書所限定的范圍。實施例1將木醋桿菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. lmol/1的硝酸銀溶液中浸泡1小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面2次，并將細菌纖維素膜平置于254nm的紫外燈下照射4小時。將得到的細菌纖維素膜進行冷凍干燥處理即得到含水量接近0%的含銀納米粒子的細菌纖維素干膜。實施例2
將產醋桿菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. 0001mol/l的硝酸銀溶液中浸泡5小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，并將細菌纖維素膜平置于365nm的紫外燈下照射0. 5小時。將得到的細菌纖維素膜真空干燥6小時進行部分脫水，即得到含水率為10%的含銀納米粒子的細菌纖維素膜。實施例3將醋化桿菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. 2mol/l的硝酸銀溶液中浸泡4小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，并將細菌纖維素膜平置于254nm的紫外燈下照射6小時。將得到的細菌纖維素膜離心脫除部分水分， 即得到含水率為95%含銀納米粒子的細菌纖維素膜。實施例4將巴氏醋桿菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. 3mol/l的硝酸銀溶液中浸泡5小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面3次，并將細菌纖維素膜平置于365nm的紫外燈下照射5小時。將得到的細菌纖維素膜室溫下自然干燥 6小時進行部分脫水，即得到含水率為20%的含銀納米粒子的細菌纖維素膜。實施例5將農桿菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于0. 4mol/l 的硝酸銀溶液中浸泡10分鐘。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，并將細菌纖維素膜平置于365nm的紫外燈下照射6小時。將得到的細菌纖維素膜置于60°C烘箱內加熱干燥10 小時進行部分脫水，即得到含水率為5%的含銀納米粒子的細菌纖維素膜。實施例6將椰毒假單胞菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. 0001mol/l的硝酸銀溶液中浸泡5小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，并將細菌纖維素膜平置于200nm的紫外燈下照射5小時。將得到的細菌纖維素膜機械擠壓的方法進行部分脫水，即得到含水率為60%的含銀納米粒子的細菌纖維素膜。實施例7將空腸彎曲菌發酵制備細菌纖維素膜，先后進行高溫水煮和高溫堿煮后置于 0. 5mol/l的硝酸銀溶液中浸泡5小時。然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，并將細菌纖維素膜平置于365nm的紫外燈下照射6小時。將得到的細菌纖維素膜室溫自然干燥10小時進行部分脫水，即得到含水率為30%的含銀納米粒子的細菌纖維素膜。
權利要求
1.一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于該細菌纖維素膜中銀納米粒子附著于細菌纖維素膜三維網狀結構的微纖維表面，銀納米粒子含量占總重量的0. 1-15%，粒徑為8-50nm ；其制備方法，包括將細菌纖維素膜在室溫下浸入銀離子濃度為0. 0001mol/L-0. 5mol/L的銀鹽溶液中浸泡10分鐘-5小時后取出，然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，之后采用紫外照射方法照射0. 5-6小時，獲得含銀納米粒子的細菌纖維素濕膜，最后經脫水處理，得到含銀納米粒子的細菌纖維素膜。
2.根據權利要求1所述的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于所述的細菌纖維素膜由木醋桿菌、產醋桿菌、醋化桿菌、巴氏醋桿菌、葡萄糖桿菌、農桿菌、根瘤菌、八疊球菌、洋蔥假單胞菌、椰毒假單胞菌、空腸彎曲菌中的一種經發酵得到。
3.根據權利要求1所述的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于所述的銀鹽為硝酸銀或檸檬酸銀。
4.根據權利要求1所述的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于所述的紫外照射方法，紫外光波長為200nm-365nm。
5.根據權利要求1所述的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于所述的脫水處理的方法為冷凍干燥、真空干燥、自然干燥、離心除水、加熱烘干或者機械壓除。
6.根據權利要求1所述的一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜，其特征在于所述經脫水處理后的含銀納米粒子的細菌纖維素膜的含水量為濕膜總重量的x%，其中0 < χ < 95。
全文摘要
本發明涉及一種含銀納米粒子的細菌纖維素膜及其制備方法，該細菌纖維素膜中銀納米粒子附著于細菌纖維素膜三維網狀結構的微纖維表面，銀納米粒子含量占總重量的0.1-15％，粒徑為8-50nm；制備，包括將細菌纖維素膜在室溫下浸入銀鹽溶液中浸泡10分鐘-5小時后取出，然后用蒸餾水清洗細菌纖維素膜表面，之后采用紫外照射方法照射0.5-6小時，獲得含銀納米粒子的細菌纖維素濕膜，最后經脫水處理，得到含銀納米粒子的細菌纖維素膜。本發明的細菌纖維素膜抗菌性能高、透氣性好、持水能力強、含水率可控，適宜用作創傷醫用敷料；無需化學還原試劑參與，工藝條件綠色安全，設備簡單、無污染。
文檔編號C08L1/02GK102206355SQ20111007597
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者萬凌雁, 吳一倫, 孫丹, 張文怡, 楊光, 湯淼, 謝健健 申請人:東華大學