CN120272007B - 一种氨基酸基可降解材料的制备方法 - Google Patents
一种氨基酸基可降解材料的制备方法Info
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Abstract
本发明涉及可降解材料技术领域，具体涉及一种氨基酸基可降解材料的制备方法，S1.1、将谷氨酸钙在催化下作用下转化为酰胺化物；S1.2、将酰胺化物与磷酸苏氨酸混合制备得到沉积物；S1.3、将沉积物进一步用柠檬酸进行改性，得到可降解基材；S1.4、将可降解基材、生物活性分子、增塑剂、稳定剂和抗氧化剂充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料；其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3～4：0.5～1制备而成；采用谷氨酸钙构建材料基础骨架，磷酸苏氨酸进一步增强结构稳定性并提高机械强度，平衡了机械性能与降解周期，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及可降解材料技术领域，具体地说，涉及一种氨基酸基可降解材料的制备方法。
背景技术
传统塑料由于其轻便、耐用、成本低廉等特点，在全球范围内得到了广泛的应用，然而，这些塑料在自然环境中难以降解，长期积累导致严重的环境污染问题，塑料垃圾不仅破坏了自然景观，还对海洋生态系统造成了巨大的威胁，许多海洋生物因误食塑料而死亡，随着环保意识的增强和环保法规的出台，可降解材料逐渐受到重视，可降解材料是指在自然环境中或通过微生物作用能够较快地分解为无害物质的材料，这些材料的使用可以减少对环境的污染，降低塑料垃圾对生态系统的威胁。
尽管可降解材料具有许多优点，但在实际应用中仍存在一些问题，例如，氨基酸基可降解材料由于其分子间作用力弱、分子量低、结晶度低和降解速率过快等因素，造成其机械性能不足，限制了其应用范围，鉴于此，我们提出一种氨基酸基可降解材料的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨基酸基可降解材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种氨基酸基可降解材料的制备方法，
S1.1、将谷氨酸钙在催化下作用下转化为酰胺化物；
S1.2、将酰胺化物与磷酸苏氨酸混合制备得到沉积物；
S1.3、将沉积物进一步用柠檬酸进行改性，得到可降解基材；
S1.4、将可降解基材、生物活性分子、增塑剂、稳定剂和抗氧化剂充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3～4：0.5～1制备而成；
稳定剂为改性淀粉、纤维素纳米晶和微晶纤维素的一种或多种组合。
作为优选，所述S1.1中，酰胺化物的具体制备步骤为：
将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1-0.5M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌20-30min，催化反应完成；然后在氮气保护下，转移至80-90℃的恒温水浴中以200-300rpm转速搅拌2-4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物。
作为优选，所述催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5～1混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的12-16%。
作为优选，所述S1.2中，沉积物的具体制备步骤为：
将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5～10，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至8-9，在60-70℃、100-200rpm搅拌反应2-3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至10.5-11，并转移至高压反应釜中，升温至120-150℃，反应10-12h，离心洗涤干燥，得到沉积物。
作为优选，所述S1.3中，可降解基材的具体制备步骤为：
柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.1-0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5-1：10，并在40-50℃的条件下，以100-150rpm转速搅拌1-2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材。
谷氨酸钙上含有羧基、氨基和钙离子，利用谷氨酸钙的羧基和氨基之间的脱水缩合反应形成酰胺键制成氨基酸基可降解材料，同时添加磷酸苏氨酸由于磷酸苏氨酸上氨基和羧基可以参与交联反应，与谷氨酸钙形成酰胺键，并形成氢键网络，增强材料的内聚力，提高材料的稳定性，除此之外磷酸苏氨酸上的磷酸基可以通过静电作用和化学键与谷氨酸钙上的钙离子结合，形成磷酸钙，并通过促进磷酸钙向羟基磷灰石的转变，最终使得羟基磷灰石沉积在氨基酸基可降解材料的表面并均匀分布，由于羟基磷灰石具有较强的机械性能，进而有效提高了氨基酸基可降解材料的机械强度，但是羟基磷灰石难以分解，因此引入柠檬酸提供亲水性，进而加快其分解速率，有利于在提高机械强度的同时，还能够控制其降解速率不至于过分延长，扩大了应用范围。
作为优选，所述S1.4中，生物活性分子为透明质酸、姜黄素和茶树油中的一种或多种组合；所述姜黄素购买自湖北省三鑫医药科技有限公司；所述茶树油购买自上海科拉曼试剂有限公司。
作为优选，所述S1.4中，增塑剂为丙三醇、聚乙二醇和三乙基柠檬酸酯的一种或多种组合。
作为优选，所述S1.4中，抗氧化剂为维生素E、迷迭香提取物和绿咖啡豆提取物的一种或多种组合。
作为优选，所述改性淀粉由过氧化氢对淀粉氧化得到。
作为优选，所述S1.4中，可降解基材74-83重量份、生物活性分子2-7重量份、增塑剂5-13重量份、稳定剂1-4重量份和抗氧化剂0.2-0.8重量份。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该一种氨基酸基可降解材料的制备方法中，利用谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸的协同作用，显著提升了材料的机械性能和可控降解性，谷氨酸钙通过羧基和氨基的脱水缩合形成酰胺键，构建材料基础骨架，同时磷酸苏氨酸参与交联反应，与谷氨酸钙形成酰胺键和氢键网络，增强内聚力；除此之外，磷酸苏氨酸的磷酸基与谷氨酸钙的钙离子又能够结合生成羟基磷灰石，并使其均匀沉积于材料表面，大幅提升机械强度，并且引入柠檬酸赋予材料亲水性，加速降解速率，平衡了机械性能与降解周期，突破了传统可降解材料机械性能好但降解周期长，以及功能单一问题，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种氨基酸基可降解材料的制备方法：
S1.1、将谷氨酸钙在催化下作用下转化为酰胺化物；
S1.2、将酰胺化物与磷酸苏氨酸混合制备得到沉积物；
S1.3、将沉积物进一步用柠檬酸进行改性，得到可降解基材；
S1.4、将可降解基材、生物活性分子、增塑剂、稳定剂和抗氧化剂充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3～4：0.5～1制备而成；
其中，生物活性分子为透明质酸、姜黄素和茶树油中的一种或多种组合，生物活性分子优选茶树油；
增塑剂为丙三醇、聚乙二醇和三乙基柠檬酸酯的一种或多种组合，增塑剂优选三乙基柠檬酸酯；
抗氧化剂为维生素E、迷迭香提取物和绿咖啡豆提取物的一种或多种组合，抗氧化剂优选迷迭香提取物；
稳定剂为改性淀粉、纤维素纳米晶和微晶纤维素的一种或多种组合，其中，改性淀粉由过氧化氢对淀粉氧化得到，稳定剂优选由改性淀粉与微晶纤维素按照质量比为3:1比例混合而成；
迷迭香提取物中主要活性成分包括萜类化合物（单萜类、倍半萜类、二萜类）、酚酸类化合物（迷迭香酸及其衍生物）、黄酮类化合物（木犀草素及其糖苷、芹菜素类）和挥发性油类（α-蒎烯、β-蒎烯）；
绿咖啡豆提取物中主要活性成分包括绿原酸类化合物（绿原酸及其异构体）、葫芦巴碱、脂肪类（甘油三酯等）和含氮化合物（氨基酸类、生物碱类）。
实施例1：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3：0.5制备而成；
S1.4、将可降解基材83重量份、茶树油7重量份、三乙基柠檬酸酯13重量份、稳定剂4重量份和迷迭香提取物0.8重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
实施例2：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3.5：0.7制备而成；
S1.4、将可降解基材83重量份、茶树油7重量份、三乙基柠檬酸酯13重量份、稳定剂4重量份和迷迭香提取物0.8重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
实施例3：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3.5：1制备而成；
S1.4、将可降解基材83重量份、茶树油7重量份、三乙基柠檬酸酯13重量份、稳定剂4重量份和迷迭香提取物0.8重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
实施例4：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3.5：0.7制备而成；
S1.4、将可降解基材83重量份、茶树油2重量份、三乙基柠檬酸酯5重量份、稳定剂1重量份和迷迭香提取物0.2重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
实施例5：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3.5：0.7制备而成；
S1.4、将可降解基材74重量份、茶树油7重量份、三乙基柠檬酸酯13重量份、稳定剂4重量份和迷迭香提取物0.8重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
实施例6：一种氨基酸基可降解材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.1、将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌30min，然后在氮气保护下，转移至90℃的恒温水浴中以200rpm转速搅拌4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物；
其中，催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的13%；
S1.2、将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至9，在70℃、200rpm搅拌反应3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至11，并转移至高压反应釜中，升温至150℃，反应12h，离心洗涤干燥，得到沉积物；
S1.3、柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5：10，并在40℃的条件下，以150rpm转速搅拌2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3.5：0.7制备而成；
S1.4、将可降解基材79重量份、茶树油7重量份、三乙基柠檬酸酯13重量份、稳定剂4重量份和迷迭香提取物0.8重量份充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料。
对比例1：采用实施例2的方法，直接使用谷氨酸钙未通过磷酸苏氨酸和柠檬酸对谷氨酸钙进行改性。
对比例2：采用实施例2的方法，直接使用谷氨酸钙和磷酸苏氨酸，未通过柠檬酸对谷氨酸钙和磷酸苏氨酸进行改性。
对比例3：采用实施例2的方法，直接使用谷氨酸钙和柠檬酸，未通过磷酸苏氨酸对谷氨酸钙和柠檬酸进行改性。
本发明通过采用可降解基材制备的一种氨基酸基可降解材料，其中，氨基酸基可降解材料的性能指标检验项目与检验标准如下：
通过拉伸试验机量化材料机械强度，载荷30MPa，速度5mm/min，标准哑铃型试样（长度75mm，标距段25×4×2mm3），测试其初始拉伸强度，并在温度37℃，pH=5.5的酸性环境下浸泡7天，测试其拉伸强度和质量损失率（降解率），并用1.5wt%的酶解液（脂肪酶：蛋白酶=2:1），在恒温37℃下降解7天，测试其拉伸强度和降解率，然后在腐殖土:蛭石=3:1（w/w），含水率30%，温度25℃条件下，结合土壤微生物降解30天，测试拉伸强度和降解率。
通过上述标准，对上述实施例1-6和对比例1-3制备的氨基酸基可降解材料进行测试，得到的数据如表1所示：
表1 实施例1-6和对比例1-3的性能数据
以上数据，充分地显示了实施例1-6相比于对比例1-3，可以充分看出可降解基材对氨基酸基可降解材料在机械性能和降解速率方面的作用。
由于本发明采用可降解基材制备氨基酸基可降解材料，通过可降解基材有效提高了氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率，具体如下：
通过实施例1-3可以看出，随着谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸含量的不断增加，氨基酸基可降解材料的机械性能先增加后下降，由于磷酸苏氨酸具有交联作用，能够增加氨基酸基可降解材料的内聚力，提高材料稳定性，并沉积羟基磷灰石提高机械性能，因此氨基酸基可降解材料的机械性能逐渐增加，但是随着柠檬酸含量的增加，氨基酸基可降解材料的亲水性增强，因此材料的降解速率提高，故氨基酸基可降解材料的机械性能下降，而随着机械性能的增加，由于羟基磷灰石不易分解，因此氨基酸基可降解材料的降解速率较慢。
通过实施例3和实施例4可以看出，随着其他组分含量的不断增加，氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率无明显变化，说明其他组分在一定程度上的小幅度变化，不足以显著影响氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率。
通过实施例2、实施例5和实施例6可以看出，随着可降解基材含量的不断变化，氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率不断变化，可降解基材含量的增加，也就意味着氨基酸基可降解材料中骨架部分的含量也逐渐增加，因此机械性能逐渐增加。
根据上述测试实验可知，根据实施例2制备的氨基酸基可降解材料具有最优性能，则将实施例2作为最优实施例；
通过实施例2与对比例1-3对比可以看出：
对比例1直接使用谷氨酸钙未通过磷酸苏氨酸和柠檬酸对谷氨酸钙进行改性，氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率较差，磷酸苏氨酸通过与谷氨酸钙形成交联结构，并促进羟基磷灰石的生成，有效增强了材料的内聚力和机械强度；柠檬酸则增加了材料的亲水性，有助于调控降解速率，因此，未经改性的材料因缺乏这些增强机制而表现出较差的机械性能和不理想的降解行为，表明了多组分协同作用在制备氨基酸基可降解材料中的重要性。
对比例2直接使用谷氨酸钙和磷酸苏氨酸，未通过柠檬酸对谷氨酸钙和磷酸苏氨酸进行改性，氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率较差，由于磷酸苏氨酸含有氨基和羧基，可以与谷氨酸钙形成酰胺键，增强了材料内部的交联网络，以及磷酸基团能够与谷氨酸钙中的钙离子形成稳定的化学键，进一步促进羟基磷灰石的沉积，从而有效提高了材料的机械强度，但是缺乏亲水性成分柠檬酸，无法加速材料的降解过程，这表面了磷酸苏氨酸在提升材料机械性能方面的重要作用，以及柠檬酸在调控降解速率方面的不可或缺性。
对比例3直接使用谷氨酸钙和柠檬酸，未通过磷酸苏氨酸对谷氨酸钙和柠檬酸进行改性，氨基酸基可降解材料的机械性能和降解速率较差，磷酸苏氨酸的交联效果以及羟基磷灰石的沉积，是提高材料机械强度的重要强化机制，没有磷酸苏氨酸参与的情况下，又含有柠檬酸组分，反而进一步加快材料的降解，使得材料的性能迅速衰减。
综上所述，通过谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸的共同作用，可以显著提升氨基酸基可降解材料的综合性能，谷氨酸钙为材料提供基础结构支撑；磷酸苏氨酸则进一步增强了这一结构的稳定性，并促进羟基磷灰石的沉积，进而增加了材料的机械强度，柠檬酸在此基础上发挥了调节亲水性和降解速率的关键作用，通过提供额外的亲水位点，柠檬酸加速了材料的降解过程，同时保证了降解产物的安全性和生物相容性，三者的结合不仅有效提升了材料的机械强度，还优化了其降解行为，拓展了应用范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：
S1.1、将谷氨酸钙在催化下作用下转化为酰胺化物；
S1.2、将酰胺化物与磷酸苏氨酸混合制备得到沉积物；
S1.3、将沉积物进一步用柠檬酸进行改性，得到可降解基材；
S1.4、将可降解基材、生物活性分子、增塑剂、稳定剂和抗氧化剂充分混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出成型，得到一种氨基酸基可降解材料；
其中，可降解基材由谷氨酸钙、磷酸苏氨酸和柠檬酸按质量比7：3～4：0.5～1制备而成；
稳定剂为改性淀粉、纤维素纳米晶和微晶纤维素的一种或多种组合；
所述S1.4中，生物活性分子为透明质酸、姜黄素和茶树油中的一种或多种组合。
2.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.1中，酰胺化物的具体制备步骤为：
将谷氨酸钙溶解于去离子水中配制成浓度为0.1-0.5M的谷氨酸钙溶液，加入催化剂，室温搅拌20-30min，然后在氮气保护下，转移至80-90℃的恒温水浴中以200-300rpm转速搅拌2-4h，冷却洗涤干燥，得到酰胺化物。
3.根据权利要求2所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述催化剂为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按质量比1：0.5～1混合得到，催化剂占谷氨酸钙质量的12-16%。
4.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.2中，沉积物的具体制备步骤为：
将酰胺化物分散于去离子水，其中，酰胺化物与去离子水的固液比为1：5～10，加入磷酸苏氨酸形成混合溶液，调节混合溶液的pH至8-9，在60-70℃、100-200rpm搅拌反应2-3h，得到复合溶液，再调节复合溶液的pH至10.5-11，并转移至高压反应釜中，升温至120-150℃，反应10-12h，离心洗涤干燥，得到沉积物。
5.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.3中，可降解基材的具体制备步骤为：
柠檬酸溶解于去离子水中配制成浓度为0.1-0.3mol/L的柠檬酸溶液，将沉积物浸泡在柠檬酸溶液中，且柠檬酸与沉积物的质量比为0.5-1：10，并在40-50℃的条件下，以100-150rpm转速搅拌1-2h，最后离心洗涤干燥，得到可降解基材。
6.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.4中，增塑剂为丙三醇、聚乙二醇和三乙基柠檬酸酯的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.4中，抗氧化剂为维生素E、迷迭香提取物和绿咖啡豆提取物的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述改性淀粉由过氧化氢对淀粉氧化得到。
9.根据权利要求1所述的氨基酸基可降解材料的制备方法，其特征在于：所述S1.4中，可降解基材74-83重量份、生物活性分子2-7重量份、增塑剂5-13重量份、稳定剂1-4重量份和抗氧化剂0.2-0.8重量份。
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