[发明专利]海藻酸钠/胶原/石墨相氮化碳纳米片光催化抗菌膜的制备

说明书

本发明涉及一种海藻酸钠/胶原/石墨相氮化碳纳米片光催化抗菌膜，首先，以三聚氰胺为原料制备体相g‑C₃N₄，再采用超声剥离制备超薄的石墨相氮化碳纳米片，将海藻酸钠溶于该纳米片制得的均匀溶液。再将胶原溶于醋酸溶液中，与上述海藻酸钠‑氮化碳纳米片溶液等体积混合搅拌均匀得到铸膜液，脱泡后旋涂制膜，再用氯化钙溶液交联，清洗、干燥后得到海藻酸钠/胶原/石墨相氮化碳纳米片光催化抗菌膜。本发明工艺流程较为简单，原料易得，结构可控，所制得的海藻酸钠/胶原‑石墨相氮化碳纳米片杂化复合膜具有良好的光催化自抑菌及快速止血性能，可作为一种止血材料广泛应用于战创伤及其他伤口的治疗。

技术领域

本发明涉及胶原复合膜制备领域，一种具备光催化抑菌、止血性能的氮化碳/胶原-海藻酸钠复合膜的制备及其应用。

背景技术

现代战争中，战场上75％的伤亡事件由爆炸性碎片和枪伤造成，失血依然是战伤伤员的主要死因。同时，现代战场流动性强，由于细菌滋生可能需要经常更换敷料，这对伤员转移带来极为不利的影响。此外地震、车祸等重大突发事故的紧急止血，对后续入院治疗、挽救伤员生命具有极大的意义。因此，开发一种既能够快速止血，又具有自抑菌活性的止血材料至关重要。

该止血材料采用胶原蛋白和两种生物多糖为原料，其中海藻酸钠可以吸收大量的伤口渗出液，并在伤口表面形成一层网状的凝胶层，为创伤的愈合提供湿润的环境，对稳定战创伤伤情具有很大意义。

g-C₃N₄在光照条件下可产生单线态氧达到抗菌效果，使得该敷料材料具有光催化自抑菌的特点，大大降低战伤以及其他创伤伤口感染的风险。

采用交联技术将海藻酸钠与胶原交联，充分利用海藻酸钠的强吸水性和优异止血性，大幅增加伤口止血速度。并在其中加入氮化碳纳米片，利用其在光催化条件下产生抑菌作用，与壳聚糖共同赋予其灭菌防感染的性能，与市场同类商品比较具有更强实用性。

发明内容

本项目采用EDC/NHS交联技术将海藻酸钠与胶原交联，充分利用海藻酸钠的强吸水性及内源止血性，大幅增加伤口止血速度。并在其中加入氮化碳纳米片，利用其在光催化条件下产生抑菌作用，与市场同类商品比较具有更强实用性。该材料有如下特点：①g-C₃N₄复合材料具有光敏性，光照条件下即可实现自抑菌，在战创伤中应用时更符合战场流动性的要求。②利用海藻酸钠生物多糖的优点，使该材料做到大量快速止血，符合现代战场快速性的要求。③海藻酸钠在具有优异止血性能的同时，还可以协助g-C₃N₄抗菌，使得该材料在夜间行军时使用仍有较为可观的抑菌作用。该复合膜的制备步骤如下：

(1)取10g三聚氰胺，通过马弗炉520℃加热处理，高温热聚合途径得到浅黄色可流动固体粉末，即为g-C₃N₄粉末。

(2)取200mg g-C₃N₄原料于8mL 98％浓硫酸搅拌后，快速倒入去离子水中，静置30min，多次离心清洗至上清液呈中性后取沉淀。

(3)将沉淀倒入去离子水中，超声细胞破碎仪中处理30min后离心冻干，收集得到淡黄色粉末，即为g-C₃N₄纳米片。

(5)取20mg g-C₃N₄纳米片加入100mL去离子水中，超声清洗仪中分散2h，得到0.2mg/mL g-C₃N₄纳米片溶液。

(6)取2mL上述纳米片溶液至烧杯中，加入40mg海藻酸钠，搅拌至溶解。

(7)取20mg胶原加入2mL 1％醋酸溶液内溶解，用NaOH调pH至6.8-7.0。