具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜及由其製備的醫用敷料的製作方法

2023-09-23 15:54:50

技術領域

本發明涉及一種改性的生物纖維素膜，具體而言，涉及具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜及由其製備的醫用敷料。

背景技術：

敷料通常是指用以覆蓋瘡、傷口的或其他損害的材料，其用於治療痛處或傷口，其常以紗布、繃帶為載體，用防腐或抗菌素溶液浸泡製備。但是，紗布、繃帶等載體持水性和透氣性都不高，不利於傷口癒合；同時，防腐或抗菌素溶液容易殘留，提高醫用材料回收的成本，且其本身的殺菌抗菌效果有限，同時成本也較高。

電解水是目前世界公認最安全、最先進的水，水在電解過程中被功能化。通過電解可以同時製備酸性水和鹼性水。酸性離子水可以消毒殺菌，而鹼性離子水能夠維持人體內的酸鹼平衡、清除自由基、活化細胞、增強免疫力，對高血壓、高脂血病、糖尿病、冠心病、脂肪肝等都有良好的輔助治療作用。但是，電解水本身無法商業生產，其不穩定，在常溫常壓下僅數小時後就會被還原成普通的水，因此其需要現制現用，大大限制了其應用範圍。

生物纖維素（Biocellulose）是由生物纖維素產生菌代謝獲得的。目前生物纖維素的生產是使用天然或人工配製的液態發酵培養基，接種生物纖維素產生菌，如木醋桿菌、木葡糖酸醋桿菌等，經過靜態培養後，在液態發酵培養基的液體表面上會產生凝膠狀的生物纖維素膜，固液分離後經過清洗、純化即可獲得生物纖維素凝膠膜產品。該生物纖維素凝膠膜具有超過98%的含水率，且無木質素、果膠和半纖維素等伴生產物，具有高結晶度和高聚合度。此外，其還具有超精細的空間網狀結構，極高的持水性能，目前已經在多個領域廣泛應用。

技術實現要素：

本發明首先提供一種具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜，其通過包括如下步驟的方法製備：

（1） 生物纖維素凝膠膜在金屬鹽酸鹽類電解質溶液中浸泡；

（2） 將兩塊電極板連接到直流電源的正負極，並用兩塊電極板夾住生物纖維素凝膠膜的兩面，進行電解；

即可獲得具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜，其中電解時接觸陽極板的表面即為酸性表面，而接觸陰極板的表面即為鹼性表面。

上述步驟（1）中的金屬鹽酸鹽類電解質是氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或它們的混合物。優選是氯化鈉。

上述步驟（1）中的金屬鹽酸鹽類電解質溶液的濃度為0.2-0.5%，浸泡時間為0.5-3小時。

上述步驟（2）中的正負極之間的電壓為8-12伏。

上述步驟（2）中的電解時間為20-60min。

上述步驟（1）之前，優選將生物纖維素凝膠膜部分脫水至含水量為50-70%。脫水優選採用低溫熱風乾燥或真空冷凍乾燥。

上述方法中，還可以包括將獲得的具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜，沿電極板方向從中間切開，得到酸性生物纖維素凝膠膜和鹼性生物纖維素凝膠膜。

上述方法中的生物纖維素凝膠膜優選是靜態淺盤發酵培養法製備的，對於產生生物纖維素的菌種和培養基均沒有特別的要求，只要其能夠產生生物纖維素凝膠膜即可。

上述方法中，金屬鹽酸鹽類電解質是在水溶液中溶解會形成無序移動的金屬陽離子和酸根陰離子，在外加了一定的直流電壓後，陽離子會向陰極板的方向移動，在靠近陰極板處得到電子而被還原，陰離子則會向陽極板的方向移動，在靠近陽極板處失去電子而被氧化。在兩端電極板發生的反應如下：

陽極：2Cl- → Cl2+2e-

Cl2+H2O → HCl+HClO

2H2O → O2+4H++4e-

陰極: 2H2O+2e- → H2+2OH-

即通過上述反應，在生物纖維素凝膠膜內部發生了陰、陽離子的轉移和反應，使得生物纖維素凝膠膜的兩個面分別具備了不同的酸鹼性，其中電解時接觸陽極板的表面即為酸性表面，而接觸陰極板的表面即為鹼性表面。

本發明進一步提供一種醫用敷料，其由上述的具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜製備而成。

本發明進一步提供一種醫用敷料，其由上述經過切割的酸性生物纖維素凝膠膜製備而成。

上述的醫用敷料中，不論是具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜還是切割後的酸性生物纖維素凝膠膜，其在包裝上或包裝中均帶有標示或說明表明使用時用酸性接觸傷口或瘡口。

本發明提供了一種兩面具有不同酸鹼性的生物纖維素膜產品，以生物纖維素凝膠膜作為載體，讓電解質在其中發生電解，能夠獲得兩面具有不同酸鹼性，使用酸性表面作為敷料，不需要添加抗菌素等就其能夠起到良好的殺滅細菌、真菌等微生物的效果，且對人體安全無毒，使用之後其會被還原為普通的、可生物降解的生物纖維素凝膠膜，沒有任何化學殘留。因此，本發明能夠降低醫用敷料的生產、回收成本，減少環境汙染，具有良好的經濟、社會效益。此外，電解後各離子、電子存在於生物纖維素凝膠的空間網狀結構中，生物纖維素凝膠的纖維會阻礙其移動，且生物纖維素凝膠能夠隔絕外界環境，對其起到保護作用，因此能夠有效延長其活性保持的時間。

具體實施方式

下面結合具體實施方式和對比實驗來對本發明作進一步的說明，但是下文中的具體實施方法不應當被理解為對本發明的限制。本領域普通技術人員能夠在本發明基礎上顯而易見地作出的各種改變和變化，應該均在本發明的範圍之內。

實施例1： 具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜的製備

取人工配製培養基接種木葡糖酸醋桿菌後，於30℃下培養7天製備的生物纖維素凝膠膜，經稀鹼液和去離子水反覆清洗和純化後，用50℃熱風乾燥至含水量為60%，然後在濃度為0.2%的氯化鈉溶液中浸泡3小時；將兩塊電極板連接到直流電源的正負極，正負極之間的電壓為10伏，並用兩塊電極板夾住生物纖維素凝膠膜的兩面，電解40min，製備獲得具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜。

實施例2：酸性生物纖維素凝膠膜的製備

取人工配製培養基接種木醋桿菌後，於28℃下培養9天製備的生物纖維素凝膠膜，經稀鹼液和去離子水反覆清洗和純化後，真空冷凍乾燥至含水量為65%，然後在濃度為0.4%的氯化鈉溶液中浸泡1小時；將兩塊電極板連接到直流電源的正負極，正負極之間的電壓為12伏，並用兩塊電極板夾住生物纖維素凝膠膜的兩面，電解50min，製備獲得具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜，然後沿電極板方向從中間切開，其中接觸陽極板的那片為酸性生物纖維素凝膠膜。

實施例3： 醫用敷料的製備

取實施例1中製備的具有酸鹼性的生物纖維素凝膠膜或實施例2中製備的酸性生物纖維素凝膠膜直接作為醫用敷料，使用有色塑料材料真空包裝，且在包裝上有標示或說明表明使用時使電解時與陽極板接觸的表面接觸傷口或瘡口。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。