[发明专利]钙锌离子复合抑菌海藻酸盐缓释材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌并且促进伤口愈合的双功能海藻酸盐医用材料缓释剂，具体涉及设计富含Ca和Zn离子的多孔载体并且利用海藻酸盐的生物相容性和促凝胶性来制备具备缓释功能和促愈合功能的材料。

技术背景

近年来随着各国老龄化问题的日趋严重，糖尿病、肥胖等发病率的持续增长，老年群体多发的褥疮、难愈性溃疡等慢性伤口护理需求日益增加，开发具有缓释作用的促进伤口愈合同时具有抑菌作用的缓释凝胶对减少了换药次数，降低对伤口带来的刺激，减轻患者的疼痛都具有十分重要的意义。

钙离子是机体各项生理活动不可缺少的离子。它对于维持细胞膜两侧的生物电位，维持正常的神经传导功能。维持正常的肌肉伸缩与舒张功能以及神经-肌肉传导功能，还有一些激素的作用机制均通过钙离子表现出来。它的主要生理功能均是基于以上的基本细胞功能，主要有以下几点：1.钙离子是凝血因子，参与凝血过程。2.参与肌肉(包括骨骼肌、平滑肌)收缩过程；3.参与神经递质合成与释放、激素合成与分泌；当病菌、细菌、毒物等外来入侵者侵入人体时，是钙离子首先发出预警信号；随后钙离子又发出入侵者有何特性的信号，免疫系统随之组织相应的免疫细胞，捕获和吞噬敌人。

一旦钙缺乏，就会发生免疫系统功能下降、紊乱，引发疾病。如：自身免疫性疾病红斑狼疮、风湿病；皮肤病：皮炎、痤疮等。

最近的研究表明，锌离子具有加速和增强创伤组织再生的能力。人体缺锌后创伤上皮及愈合的组织中胶原含量减少，可溶性胶原含量增多，创伤不易愈合；补充锌离子后，人体的上皮组织中胶原的合成量明显增多，含胶原的组织破坏减少，创伤处的肉芽组织形成良好，创伤愈合加速。而且，生物实验证明，锌离子也具有一定的抑菌作用。

然而研究表明，锌离子在人体的代谢时间为10小时，一般的补锌产品很难实现锌离子的缓释。这就制约了锌离子在外伤愈合治疗中的应用。同时，伤口的出血和渗液也会导致身体中钙离子的快速流失。因此，锌离子和钙离子的补充对创伤伤口的快速愈合具有很重要的生理意义。

目前并没有一种长效的锌离子和钙离子复合缓释凝胶，基于此，本发明了一 种钙锌离子复合的复合抑菌海藻酸盐长效缓释凝胶，实验证明此凝胶具有长达72小时的离子缓释能力，并能够维持均一恒定的离子浓度。

发明内容

本发明创新性的提供一种新型的具有同时缓释钙离子和锌离子功能的抗菌材料的制备方法。首先制备富含比例可调节的钙离子和锌离子两种离子的高比表面积的生物相容性多孔固体作为缓释离子的载体，然后与具有生物相容性的海藻酸盐制备成凝胶。富含两种离子的多孔固体能够在凝胶中均匀的分散，使得离子在凝胶中浓度均一，同时生物相容性多孔固体能够缓慢的向凝胶中释放钙离子和锌离子，达到持久抗菌、促进伤口愈合的功能。本发明制备的凝胶在与创面的接触面的钙锌离子的浓度基本维持恒定，其原理是通过“钙锌离子多孔载体-一价离子型的海藻酸盐-高价阳离子金属盐”三者之间动态平衡的协同作用结果。

本发明所述的钙锌离子复合抗菌缓释材料具体制备方法包括以下步骤：

步骤一：制备高比表面积的具有离子交换功能的生物相容性的沸石分子筛，形成钙离子和锌离子的多孔载体。

步骤二：通过与可溶解的钙离子和锌离子混合溶液进行离子交换，形成富含钙离子和锌离子的载体。

步骤三：取海藻酸钠加水搅拌制备成质量浓度0.01％到60％的海藻酸钠溶液，然后加入富含钙锌离子的多孔载体，继续搅拌使分散均匀。

步骤四：加入质量比为0.002％至10％的具有成凝胶特性的二价离子如钙、镁等溶液，或是加入成胶剂，搅拌8小时，静置过夜成凝胶。

上述步骤一中所述的具有离子交换能力的多孔载体包括沸石分子筛、等具有离子交换能力的生物相容性多孔无机固体。

步骤二中所述的离子交换方法用的溶液为锌离子和钙离子的混合水溶液。其中锌离子和钙离子的摩尔比为0.01至100，所用的离子交换温度为室温到100度。

上述步骤三中所述的海藻酸钠为食品级海藻酸盐。制备的海藻酸盐的浓度为0.11％～73％不等，加入的钙锌离子复合多孔载体的量为0.01％～10％不等。

上述步骤四中加入的具有成凝胶特性的二价阳离子是Mn2+，Fe2+，Fe3+，Al3+，Co2+，Cu2+等的乙酸盐、硝酸盐或是氯化盐等。

附图说明

图1为钙锌离子复合海藻酸盐凝胶离子缓释图

图2为富含钙锌离子多孔载体海藻酸盐凝胶钙锌离子的释放效果图

具体实施方式