[发明专利]一种聚γ-谷氨酸/壳聚糖/纳米铜抗菌复合纤维的制备方法

说明书

本发明属于纤维材料制备应用技术领域，具体涉及一种聚γ‑谷氨酸/壳聚糖/纳米铜抗菌复合纤维的制备方法。该方法具体通过以下步骤实现：首先将聚γ‑谷氨酸溶液滴加到壳聚糖纺丝液中，制备纳米颗粒；然后将聚γ‑谷氨酸/壳聚糖、纳米铜粉末混合，加水溶解，加入戊二醛交联，混合均匀，静置脱泡，制得复合纺丝液；将复合纺丝液进行静电纺丝，真空干燥，制得聚γ‑谷氨酸/壳聚糖/纳米铜复合纤维。本发明制备的复合纤维通过交联和络合，克服了无机铜引发的环境及毒性问题，制得的复合纤维由于本身具有高效抗菌功能，其制品无需进行抗菌后整理，降低了生产成本，且可生物降解，对环境无污染。

技术领域

本发明涉及纤维材料制备应用技术领域，具体为一种聚γ-谷氨酸/壳聚糖/纳米铜抗菌复合纤维的制备方法。

背景技术

作为一种天然的中性高分子材料，壳聚糖具有固有的抗菌性能和来源广泛、产量高等特点，近几十年来，壳聚糖基材料一直是抗菌领域的研究的热点，其优异的生物相容性、抗菌性和促使口愈合能力，使其成为最理想的抗菌材料之一 。然而，壳聚糖仅在酸性条件下可溶并发挥抗菌作用，这极大的制约了壳聚糖基抗菌材料在生理条件下的应用。为了解决这一问题，通常可采取两种策略。一种是对壳聚糖进行化学改性以增强其抗菌性能，或增强其水溶性。这一类壳聚糖基衍生物主要包括:季铵化壳聚糖，琥珀酰化壳聚糖，羧烷基化壳聚糖，磺化和磺基苯甲酰壳聚糖，以及氨基酸接枝壳聚糖等。另一种策略是利用壳聚糖上氨基的络合作用，将壳聚糖与其他具有抗菌性能的纳米颗粒相结合。

聚γ-谷氨酸，简称γ-PGA，是一种由L-和D-谷氨酸单体通过γ-谷氨酰键在酶催化作用下，链接而成的一种非核糖体多肽，分子链上具有大量侧链羧基，可在分子内部或分子间形成氢键。具有生物可降解性、易于修饰性、保水性、增溶性、缓释性。

铜是一种天然的金属元素，也是人体的一种必需元素之一，但是无机铜的使用往往会引起环境的污染，还容易引发中毒，使铜的应用受到限制。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚γ-谷氨酸/壳聚糖/纳米铜抗菌复合纤维的制备方法，该复合纤维将无机铜转变为有机铜，同时提高了壳聚糖的抗菌和杀菌作用，聚γ-谷氨酸与壳聚糖交联所得复合物易溶于水，有缓释性能，毒性低，抗菌活性更好。而且具有良好的生物相容性、分散性。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

本发明提供了一种聚γ-谷氨酸/壳聚糖/纳米铜抗菌复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚γ-谷氨酸溶液滴加到壳聚糖纺丝液中，制备纳米颗粒；

（2）以氯化铜为铜源，水合肼为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为稳定剂，氨水为络合剂，通过液相还原法合成纳米铜粉；

（3）将聚γ-谷氨酸/壳聚糖、纳米铜粉末按一定质量比混合，加水溶解，加入戊二醛交联，混合均匀，静置脱泡，制得复合纺丝液；

（4）将步骤（3）制得的复合纺丝液进行静电纺丝，真空干燥，制得聚γ-谷氨酸/壳聚糖/纳米铜复合纤维。

本发明所使用的聚γ-谷氨酸是由地衣芽孢杆菌（bacillus licheniformis）发酵提取得到的，其发酵提取方法包括以下步骤：

a称取基础培养基，溶解，得基础培养基溶液，然后称取优化培养基各成分加入至基础培养基溶液中，定容，固体NaOH调节pH至7.5；

b将培养基分装至锥形瓶（50ml/瓶）中，经100-150℃灭菌，按2-10%的接种量将地衣芽孢杆菌接入培养基中，30-50℃摇床培养3-7天，得发酵液；

c将发酵液离心，取上层清液加入2-7倍体积的乙醇沉淀10-24h，离心，所得上清液重新用2-6倍体积的乙醇沉淀，离心，将沉淀烘干至恒重，得恒重样品；