一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法
2023-05-04 23:45:31
一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法屬於天然生物高分子材料領域。本發明的步驟：將海藻酸鈉和合成聚合物分散於乙醇溶液中，配製含有交聯劑的殼聚糖溶液作為接收液，當海藻酸鈉纖維被接收到殼聚糖溶液中後，交聯劑使纖維發生交聯，而殼聚糖的電解質屬性使其通過靜電作用吸附於海藻酸鈉纖維表面，得到的海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維具有較好的透氣性及抗菌止血效果，將其用於傷口敷料有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合。該方法採用天然高分子基為原材料，成本低，無毒，生物相容性好。
【專利說明】一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於天然生物高分子材料【技術領域】，涉及一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法技術背景
[0002]殼聚糖(Chitosan，CS)是一種豐富的天然鹼性多糖，在自然界經次於纖維素的第二大生物資源，具有良好的生物相容性、生物可降解性、人體親和性以及抗菌、止血和促進傷口癒合等優異性能，使用後可自行吸收，不引起過敏，還能加速傷口癒合，對大面積燒傷有保護作用，能促進皮膚再生；用其生產的醫用無紡布，可以在燒傷創面和供皮區使用，不僅起到覆蓋、保護創面的作用，而且抗原性低。因此，殼聚糖生物敷料在近年越來越受到人們的重視，並作為人工皮膚、手術縫合線在生物醫用領域中應用。
[0003]海藻酸鹽(Alginate)是一種天然存在的高分子聚合物,其數量繁多，按顏色可粗分為紅藻、褐藻、綠藻和藍藻四大類，海藻酸鹽最早被用於食品和飲料工業中，它可作為穩定劑、增稠劑和膠凝劑。由於它具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在生物科技領域越來越受到人們的關注。
[0004]海藻酸鈉是無臭、無味、淡黃色不定形粉末，是多極性、多羥基高分子化合物，與水有較強的親和力，糊化性良好，加水膨化，吸溼性強，持水性好，不溶於有機溶劑，在pH為6~11間穩定性好，低於6時形成海藻酸凝膠，不溶於水；粘度在pH值為7時最大，但隨溫度的升高而顯著下降。海藻酸鈉中含有游離的羧基，性質活潑，具有很高的離子交換功能，海藻酸鈉水溶液中加入Ca2+、Ba2+等二價陽離子後，海藻酸鈉中的Na+與二價陽離子發生離子交換反應，形成離子交聯水凝膠。
[0005]納米纖維由於其具有非常高的體積-表面比，在組織工程、藥物釋放、醫用敷料等領域具有較高的利用價值。靜電紡絲技術是製備納米纖維簡單而有效的方法。它是一種使帶電荷的聚合物溶液或熔體射流在靜電場中拉伸，製備聚合物超細纖維方法。在外加電場達到一定臨界值時，射流就會從噴絲口噴射而出，同時溶劑揮發，射流固化，形成超細纖維。目前醫用敷料在使用上有諸多不便之處，有的敷料使用不可降解的材料作為支架材料，造成醫源性汙染；同時，敷料吸收創面滲出液同時和創面發生粘連，造成揭除時損傷新生組織，給患者帶來了極大的痛苦。而納米纖維膜製成的醫用敷料有利於傷口滲出液的蒸發，有利於氧氣透過，也有利於創面組織的生長和再生，從而可加速傷口的癒合，近年來，將納米纖維無紡布用於醫用敷料已越來越廣泛。
【發明內容】
[0006]本發明的目的之一設計一種可用於接收海藻酸鈉基電紡絲纖維的接收裝置；
[0007]本發明的目的之二利用電紡絲法製備海藻酸鈉殼聚糖複合聚電解質納米纖維；
[0008]本發明的目的之三提高一種可快速交聯海藻酸鈉的溶液配方，並用於紡絲接收；
[0009]本發明的目的之四利用交聯溶液交聯海藻酸鈉，獲得具有良好力學性能的複合聚電解質纖維；
[0010]本發明的目的之五製備了一種天然產物基可生物降解納米纖維膜材料作為醫用敷料的應用。
[0011]本發明的原理:海藻酸鈉由於其在水溶液中分子鏈伸展，分子間鏈纏結少，分子間相互作用力弱，導致其利用電紡絲技術很難形成納米纖維。本發明通過海藻酸鈉與合成聚合物共混紡絲，利用聚合物載體作用，製備海藻酸鈉納米纖維；當海藻酸鈉納米纖維落入自製的殼聚糖接收液中，溶液中的交聯劑使海藻酸鈉納米纖維發生交聯，由於殼聚糖是聚陽電解質，海藻酸鈉是聚陰電解質，兩者之間的相互靜電作用，使殼聚糖吸附在海藻酸鈉纖維表面，成功的製備了海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。
[0012]本發明的接收裝置:將含有交聯劑的殼聚糖接收液傾倒入帶有過濾網的控溫槽內，在紡絲過程中，可以調節控溫槽來改變接收液的溫度，以便獲得性能最佳的海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。
[0013]本發明是一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法，其具體步驟如下:
[0014]I)海藻酸鈉紡絲溶液的配製:將海藻酸鈉粉末和合成聚合物混合物溶解於體積分數為10%~50%的乙醇水溶液中，配成重量百分比為3~12wt%的溶液，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0015]2)殼聚糖接收溶液配製:將殼聚糖粉末溶解於體積分數為1%~3%乙酸溶液中，配成重量比為4~10被％的溶液，向其中加入交聯劑，交聯劑的含量為5~15wt%，攪拌，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0016]3)纖維製備步驟:將步驟I)中配製的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中(圖1)，調整電壓為15~30kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15~20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5~2.0mL/h ;紡絲溫度為25°C;啟動裝置進行靜電紡絲，在一定的接收溫度下，交聯劑交聯海藻酸鈉納米纖維，殼聚糖通過靜電作用吸附到海藻酸鈉纖維表面，成功的獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。
[0017]步驟I)所述的合成聚合物為聚氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL);其中海藻酸鈉和合成聚合物的質量比為3: 7~7: 3;
[0018]步驟2)所述的交聯劑為CaCl2、MgCl2、BaCl2、戊二醛、京尼平、二乙烯基碸、碳化二亞胺、三聚磷酸鈉中的一種或幾種。
[0019]本發明方法的優點:
[0020]I)海藻酸鈉納米纖維經過交聯後有較好的強度和保水性；
[0021]2)製備的海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維具有較好的抗菌止血效果，良好的透氣性可以使其作為傷口敷料，有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合；
[0022]3)採用天然高分子基為原材料，成本低，無毒，細胞相容性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明使用的裝置示意圖；
[0024]圖2是本發明按實施例1製備所得纖維的掃描電鏡圖片；
[0025]圖3是本發明按實施例2製備所得纖維的掃描電鏡圖片；
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027](I)配製體積分數為20%的乙醇的水溶液；配製體積分數為1%的乙酸的水溶液
[0028](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質量比為3: 7分散到20%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0029](3)將分子量為5X 104g/mol的殼聚糖粉末分散到I %的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入CaCl2作為交聯劑，濃度為5%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0030](4)將配製好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調整電壓為20kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。將纖維真空乾燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合。
[0031]實施例2
[0032](I)配製體積分數為20%的乙醇的水溶液；配製體積分數為2%的乙酸的水溶液
[0033](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質量比為3: 7分散到20%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0034](3)將分子量為1.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入CaCl2作為交聯劑，濃度為5%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0035](4)將配製好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調整電壓為20kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為30°C。啟動裝置進行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。將纖維真空乾燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合。
[0036]實施例3
[0037](I)配製體積分數為30%的乙醇的水溶液；配製體積分數為2%的乙酸的水溶液
[0038](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質量比為4: 6分散到30%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt %，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0039](3)將分子量為1.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入MgCl2作為交聯劑，濃度為10%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0040](4)將配製好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調整電壓為25kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。將纖維真空乾燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合。
[0041]實施例4
[0042](I)配製體積分數為30%的乙醇的水溶液；配製體積分數為3%的乙酸的水溶液
[0043](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質量比為4: 6分散到30%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0044](3)將分子量為2.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入MgCl2作為交聯劑，濃度為10%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0045](4)將配製好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調整電壓為25kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。將纖維真空乾燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利於創面組織的生長和再生，可加速傷口的癒合。
【權利要求】
1.一種製備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫用敷料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)海藻酸鈉紡絲溶液的配製:將海藻酸鈉粉末和合成聚合物混合物溶解於體積分數為10%~50%的乙醇水溶液中，配成重量百分比為3~12wt%的溶液，然後將溶液充分攪拌，以致完全溶解，將溶液超聲I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液； (2)殼聚糖接收溶液配製:將殼聚糖粉末溶解於體積分數為1%~3%乙酸溶液中，配成重量比為4~1wt %的溶液，向其中加入交聯劑，攪拌，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液； (3)纖維製備步驟:將步驟(1)中配製的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調整電壓為15~30kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15~20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5~2.0mL/h ;紡絲溫度為25°C;啟動裝置進行靜電紡絲，在一定的接收溫度下，交聯劑交聯海藻酸鈉納米纖維，殼聚糖通過靜電作用吸附到海藻酸鈉纖維表面，獲得海藻酸鈉-殼聚糖複合納米纖維。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中合成聚合物為聚氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL);其中海藻酸鈉和合成聚合物的質量比為3: 7~7: 3。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(2)中殼聚糖的分子量為5X14~2.5X105g/mol，脫乙醯度為≥90%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟⑵中交聯劑為CaCl2、MgCl2、BaCl2、戊二醛、京尼平、二乙烯基碸、碳化二亞胺、三聚磷酸鈉中的一種或幾種，交聯劑的含量為5 ~15wt % ο
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(3)中接受裝置的溫度為25~60°C。
【文檔編號】A61L15/28GK104069536SQ201410332254
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】孫開源 申請人:江蘇開源康達醫療器械有限公司