[发明专利]一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法，首先制备粉末状3‑氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷，然后加入到羧甲基壳聚糖的溶液中，再添加聚乙二醇二缩水甘油醚溶液，搅拌均匀，将溶液转入模具中，置于电热恒温干燥箱中恒温反应1h，得到增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶。3‑氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷与羧甲基壳聚糖共价相连，均匀分布在羧甲基壳聚糖水凝胶体系中，从而增强了水凝胶的力学性能和热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法及其应用，属于高分子材料改性及其应用技术领域。

背景技术

水凝胶是由亲水性聚合物构成的三维网络结构与溶剂水组成的呈溶胀状态的体系，介于液体和固体之间,既有固体的稳定性，又具有一定的柔顺性和弹性，能够在水中溶胀并且保持大量水分而又不溶解，也不能熔融，小分子物质能在其中扩散或进行交换，因而被广泛应用于药物控制释放、固定化酶、生物材料培养提纯、医用敷料等领域。

壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,是自然界中仅次于纤维素的第二大生物资源，是自然界存在的唯一的阳离子氨基多糖，表现出多种独特的生物活性和功能，包括无毒性、可生物降解性、无免疫原性、抗肿瘤活性、生物粘附性、生物相容性、广谱抗菌性、环境友好性、可再生性及其多功能反应性。

羧甲基壳聚糖是壳聚糖的衍生物，它具有优良的增稠性、分散性、絮凝性等。羧甲基壳聚糖既保留了壳聚糖的优点，又极大地改善了水溶性，并可以在任何pH溶液内溶解，且无毒、生物相容性好，这些丰富而独特的功能性质使羧甲基壳聚糖在许多领域中得到了很好的应用。

虽然由壳聚糖及其衍生物制备的水凝胶在医用领域有广泛的用途，但是该材料目前尚存的缺陷在于：制成品的强度不够，膜的力学性能差，脆性较大，吸收渗液能力不强，因此需要增强改性。以往虽然有些文献报道羧甲基壳聚糖的增强改性，但是往往方法复杂、条件苛刻、制备难度高、产物脆性大，作为贴在皮肤上的医用敷料使用性能不好。

发明内容

针对壳聚糖及其衍生物制备的水凝胶目前存在的问题，本发明提供一种增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶的制备方法，将3-氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷与羧甲基壳聚糖在水溶液中直接反应，再选择水溶性高分子交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚，将羧甲基壳聚糖交联制备水凝胶。同时通过3-氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷中的氨基与交联剂中环氧基团的反应，使3-氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷与羧甲基壳聚糖共价相连，均匀分布在羧甲基壳聚糖水凝胶体系中，从而对其增强改性。

在具体方法中，

步骤1)：将去离子水、乙醇、乙腈和四乙基氢氧化铵的混合溶液缓慢加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷中，室温下搅拌，油浴升温至55℃，反应30h后降温至20℃，加入反应液体积4倍的四氢呋喃，在10℃温度下密封静置沉淀一夜，过滤，产物在40℃下烘干48h，研磨，过筛，得到粉末状3-氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷；

步骤2)：将羧甲基壳聚糖粉末溶解在去离子水中，水浴加热，搅拌反应，得到粘稠羧甲基壳聚糖溶液，备用；

步骤3)：将聚乙二醇二缩水甘油醚溶解在去离子水中，温水加热，搅拌反应，得到聚乙二醇二缩水甘油醚溶液，备用；

步骤4)：在玻璃容器中加入羧甲基壳聚糖溶液，再将上述粉末状3-氨丙基多面体低聚倍半硅氧烷缓缓加入到羧甲基壳聚糖溶液中，搅拌1.5h，观察到溶液完全均匀后，滴加上述聚乙二醇二缩水甘油醚溶液，25℃继续搅拌30min，将溶液转入模具中，置于电热恒温干燥箱中，恒温反应后取出，得到增强改性羧甲基壳聚糖水凝胶。

在一种实施例中，步骤1中，所述去离子水、乙醇、乙腈和四乙基氢氧化铵的体积比为25：10：2：1.2；所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水的体积比为2：1～1.5。

在一种实施例中，步骤2中，所述水浴温度为35℃，搅拌时间为8h。

在一种实施例中，步骤2中，所述羧甲基壳聚糖溶液的质量百分浓度为4％。