CN101141985B - 抗菌医用敷料的制造方法及其用途 - Google Patents

抗菌医用敷料的制造方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了抗菌医用敷料的制造方法,包括采用壳聚糖纤维经碱化生成碱壳聚糖纤维再与氯乙酸进行醚化反应,制成羧甲基壳聚糖纤维,再经开松、成网、针刺制成敷料。或者先把壳聚糖纤维经无纺布加工处理制成壳聚糖无纺布,再对此敷料进行羧甲基化反应,并裁切、包装、消毒,得到羧甲基壳聚糖抗菌医用敷料。本发明还公开了用上述方法制备的抗菌医用敷料的用途。本发明适用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等,覆盖创面可防止体液中的水分损失,为伤口愈合提供一个积极的湿润环境,并保持创面不积液,无浸蚀,隔绝细菌感染,并可起到消炎、止血、镇痛,促进组织愈合的作用。

Description

抗菌医用敷料的制造方法及其用途
技术领域
本发明涉及医用敷料的制造方法,尤其是涉及抗菌医用敷料的制造方法;另外本发明还涉及该抗菌医用敷料的用途。
背景技术
长期以来,外科用敷料主要是消毒棉花和棉制纱布,其应用上有一定的局限性。棉纱布本身不具备抗微生物繁殖滋生的能力,虽然经过消毒但在使用过程中容易感染上细菌。这些传统敷料在使用中会粘连伤口,甚至长合在新生的肉芽中。造成更换敷料过程中病人的疼痛和新创面的产生。这些传统敷料在使用后还会残留一些碎屑,影响伤口的愈合。其他合成材料制造的敷料也存在同样的缺陷。
在治疗慢性伤口时需要一种敷料将伤口大量的渗液吸收掉并在同时加快伤口的愈合速度。目前市场上大量使用的藻酸盐类敷料吸收能力对于有大量渗出的伤口并不理想。
在治疗烧烫伤病人时,医生常用的做法是在去除坏死组织后的伤口上覆盖敷料,以控制水分的蒸发和防止细菌的侵入。猪皮和人皮是比较有效的烧烫伤敷料,但其成本高,还存在着人体对外来皮肤的排斥性问题。
WO94/16746公开了一种外科敷料,其中含有羧甲基纤维素,能够吸收自身重量15倍的生理盐水,可以用于外科手术以及处理慢性伤口。WO99/02093同样公开了一种用羧甲基纤维素制成的伤口敷料及其制造方法。但此两项发明只能通过提供一个湿润的环境来达到加速伤口愈合的目的。因此,创新一种既能消炎止血,又不粘连伤口,同时又为人体所能吸收的医用生物抗菌愈合敷料,无疑是对外科、烧伤科的治疗及减少病人痛苦有现实意义的一项工作。
聚乙酰氨基葡萄糖,俗称壳聚糖,是广泛分布于自然界中的一种多糖,是各种真菌的细胞壁和虾、蟹、昆虫外壳的主要成分,具有经体内溶菌酶分解后可被机体组织吸收的独特性能。材料无毒、无味,与机体组织相容性好,无免疫抗原反应,并具有抗菌、消炎、止血、镇痛及促进愈合的功能。
羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基反应产生的一类甲壳素衍生物。在众多的甲壳素衍生物中,羧甲基壳聚糖具有十分广泛的用途,在食品保鲜、化妆品及医药工业开发中具有十分重要的意义。陈凌云等在《羧甲基壳聚糖的结构与抗菌性能研究》(武汉大学学报,2000年4月)中,探讨了羧甲基甲壳素的制备方法和其优秀的抗菌性能。此外,中国发明专利(申请号92106598.7,03153650.6,20040015093.1等等)纷纷公开了羧甲基壳聚糖在不同领域的应用。
中国发明专利(公开号CN1298972A)公开了一种甲壳质纤维无纺布及其生产方法,其所制得的壳聚糖无纺布敷料虽然广泛用于医用领域,但是其不仅吸收渗液性能差,而且不能锁住渗液,且保湿性不好,从而使得伤口表面干燥,进而收缩变成深褐色的痂疤。
US 20050058694公布了一种含有壳聚糖纤维的敷料,该发明将壳聚糖纤维浸渍于不能将其溶解的溶剂中,加入有机酸处理后,使其吸收液体后可以形成凝胶.该发明的实质是壳聚糖与有机酸形成的是一种高分子的盐,其不是共价键结合的化合物.该种高分子的盐在吸收液体后可以成胶,但这种非共价键没有共价键连接的紧密,所以可能是不稳定的.
另外,中国发明专利(公开号CN1431229)公开了一种羧甲基壳聚糖的制备方法,对壳聚糖原料(即粉料或粒料)直接进行羧甲基化,羧甲基后的产品仍是粉状或粒状。由于生产工艺的限制,该方法无法对壳聚糖纤维或者壳聚糖纤维制成的无纺布进行羧甲基化。本领域技术人员公知的是,若将此工艺直接应用于壳聚糖纤维或者壳聚糖纤维制成的无纺布,由于壳聚糖纤维的比表面积远远大于壳聚糖原料的比表面积,且壳聚糖本身具有很好的吸附性,所以如果按照上述专利方法操作,壳聚糖纤维将不能保持原有的纤维状态,从而导致了羧甲基化壳聚糖纤维的成品率大大降低;且如果按照上述专利方法操作,所得的壳聚糖纤维吸收渗液后将会溶解,不能制得吸液后有很好湿强度的促进伤口愈合的医用敷料。其产物羧甲基壳聚糖,仅仅只能作为保湿剂,不能被加工成各类医用纺织品。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种抗菌医用敷料的制造方法,用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等,覆盖创面可防止体液中的水分损失,为伤口愈合提供一个积极的湿润环境,并保持创面不积液,无浸蚀,隔绝细菌感染,并可起到消炎、止血、镇痛,促进组织愈合的作用。
为解决上述技术问题,本发明利用如下的二步法制备羧甲基壳聚糖敷料:
将壳聚糖纤维浸入浓度40~50%NaOH溶液中,浴比1∶20~60,室温下反应0.5~6小时,生成碱化壳聚糖纤维,将碱化后的产物用无水酒精洗净;
将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20~40%,反应温度35~75℃,反应时间1~8小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖纤维。
风干后的羧甲基壳聚糖纤维经开松、成网、针刺制成30~200g/m2的无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成羧甲基壳聚糖抗菌敷料。
作为该方法的优选技术方案,在风干后切断开松前,加入壳聚糖纤维,壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维比例为质量比1∶9到9∶1,经后处理后可进一步提高医用敷料的强度。
更佳地,本发明制备的医用敷料亦可通过各种手段加入添加剂以改变或改善其治疗功效。如在制作上述壳聚糖纤维时加入纳米银以改善敷料的杀菌效果。其制备方法如下:
在制作壳聚糖纤维时,在纺丝溶液中按质量比0.1%到1%的比例加入纳米级银颗粒;
另外,二步法制备羧甲基壳聚糖敷料还可以是:
将壳聚糖纤维经切断、开松、成网、针刺制成30~200g/m2的无纺布;
将该无纺布浸入浓度40~50%NaOH中,浴比1∶20~60,室温下反应0.5~6小时,生成碱化壳聚糖无纺布,将碱化后的产物用无水酒精洗净;
将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20~40%,反应温度35~75℃,反应时间1~8小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干;
经裁切、包装、消毒,即为羧甲基壳聚糖无纺布敷料。
上述敷料遇水即溶胀形成有弹性的凝胶体,可吸收本身重量30倍左右的水分,远远高于其他医用敷料。
本发明羧甲基壳聚糖纤维的单丝纤度为0.5~5dtex,强度为0.8~2.2cN/dtex。
本发明制备的医用敷料亦可通过以下手段改变或改善其治疗功效,即在制作羧甲基壳聚糖纤维或羧甲基壳聚糖无纺布时引入银离子以改善敷料的杀菌效果,其制备方法如下:
将制备好的羧甲基壳聚糖纤维或羧甲基壳聚糖无纺布浸泡在用乙醇溶解的硝酸银溶液中进行钠离子和银离子的交换,硝酸银溶液浓度为0.5%~10%,反应温度20~30℃,反应时间0.5~2小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即可。
本发明制备的医用敷料亦可通过等离子体处理提高亲水性。
等离子体处理提高医用敷料的亲水性的机理是利用等离子体处理,在惰性气体或者亲水性物质为载体的情况下,使医用敷料表面的化学键打开从而便于接枝上亲水性基团,从而很大程度的提高其亲水性。等离子体引发聚合是把等离子体作为一种能源作短时间照射(数秒到数分钟)然后放置在适当温度下进行聚合,其引发反应从气相中开始,链增长和链终止反应是在液相或固相中进行的。低温等离子体引发反应能有效地改善生物医用材料的特性,其特点为:(1)对材料表面的作用深度仅数十纳米,不会影响基体材料的性质;(2)能够处理各种形状的表面;(3)有较强的杀菌作用,是生物医用材料较为理想的表面处理技术。
将所制备的医用敷料进行常压等离子体处理,在常压下,利用等离子体放电,其放电功率为20W~100W,放电时间为10秒~30分钟,然后将其置于一定的亲水性溶液中浸泡5秒~60分钟。
将所制备的医用敷料进行低温等离子体处理,将制成的无纺布敷料并列放置于连接有电容耦合的等离子体反应装置中;
对敷料进行亲水接枝或者聚合,其工作条件为真空下通改性气体到反应器中,改性压强为20~80Pa,改性时间为1~30分钟;
改性后进行接枝聚合,本底真空为2~8Pa,辉光放电,接枝聚合压强为10~60Pa,时间为2~60分钟,放电功率30~80W。
等离子体处理后敷料遇水即溶胀形成有弹性的凝胶体,可吸收本身重量30倍以上重量的水分,高于未处理的医用敷料。
应用上述等离子体处理方法,可以很大程度的提高医用敷料的实用性,进一步提高了敷料的亲水性。用于各种手术伤口渗血处止血,并可留存体内被吸收。用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等,覆盖创面可防止体液中的水分损失,为伤口愈合提供一个积极的湿润环境,并保持创面不积液,无浸蚀,隔绝细菌感染,并可起到消炎、止血、促进组织愈合的作用。
本发明制备的医用敷料适合外科、烧伤科领域的应用,可用于制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料。
本发明制备的医用敷料,经开松处理可制成创伤消炎止血棉和创伤消炎引流棉条,用于各种手术伤口渗血处止血,并可留存体内被吸收.
本发明制备的医用敷料亦可作为复合敷料的内层敷料以方便使用。如在其外层加上单面带胶的透明或非透明的薄膜,以制成手术伤口使用的敷贴。
和现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明制备的抗菌医用敷料,用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等,覆盖创面可防止体液中的水分损失,为伤口愈合提供一个积极的湿润环境,并保持创面不积液,无浸蚀,隔绝细菌感染,并可起到消炎、止血、镇痛,促进组织愈合的作用。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述:
实施例1:
将100克壳聚糖纤维浸入浓度40%NaOH溶液中,浴比1∶20,室温下反应0.5小时,生成碱化壳聚糖纤维;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20%,反应温度35℃,反应时间1小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖纤维。此产物经切断、开松、成网、针刺制成50克/m2的无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,称为a1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例2:
按质量比9∶1将壳聚糖纤维与制备a1所用羧甲基壳聚糖纤维经过混合、开松、成网、针刺制成100克/m2无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,称为a2。适合较大创伤的烧烫伤使用。
实施例3
将100克壳聚糖纤维浸入浓度45%NaOH溶液中,浴比1∶40,室温下反应1小时,生成碱化壳聚糖纤维;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为30%,反应温度60℃,反应时间3小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖纤维。此产物经切断、开松、成网、针刺制成50克/m2的无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,称为b1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例4
按质量比8∶2将壳聚糖纤维与制备b1所用的羧甲基壳聚糖纤维经过混合、开松、成网、针刺制成100克/m2无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,为b2。适合较大创伤的烧烫伤使用。
实施例5
将100克壳聚糖纤维浸入浓度50%NaOH溶液中,浴比1∶60,室温下反应6小时,生成碱化壳聚糖纤维;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为40%,反应温度75℃,反应时间8小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖纤维。此产物经切断、开松、成网、针刺制成50克/m2的无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,称为c1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例6
按质量比1∶9将壳聚糖纤维与制备c1所用的羧甲基壳聚糖纤维经过混合、开松、成网、针刺制成100克/m2无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,称为c2.适合较大创伤的烧烫伤使用.
实施例7
将100克壳聚糖无纺布浸入浓度40%NaOH溶液中,浴比1∶20,室温下反应0.5小时,生成碱化壳聚糖无纺布;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20%,反应温度35℃,反应时间1小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,该产物称为d1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例8
将100克壳聚糖无纺布浸入浓度45%NaOH溶液中,浴比1∶40,室温下反应1小时,生成碱化壳聚糖无纺布;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为30%,反应温度60℃,反应时间3小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,该产物称为e1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例9
将100克壳聚糖无纺布浸入浓度50%NaOH溶液中,浴比1∶60,室温下反应6小时,生成碱化壳聚糖无纺布;将碱化后的产物用无水酒精洗净;将此产物再在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为40%,反应温度75℃,反应时间8小时,反应结束,除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干即为羧甲基壳聚糖无纺布,经裁切、包装、消毒即可制成敷料,该产物称为f1。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例10
将敷料a1并列放置于连接有电容耦合的等离子体反应装置中。对敷料进行亲水接枝或者聚合,其工作条件为真空下通氧气到反应器中,改性后进行接枝聚合,本底真空为2Pa,辉光放电。改性压强为20Pa,改性时间为1分钟;接枝聚合压强为10Pa,时间为2分钟,放电功率为30W。得到的产品称为A1。
实施例11
将敷料a1并列放置于连接有电容耦合的等离子体反应装置中。对敷料进行亲水接枝或者聚合,其工作条件为真空下通氮气(或氢气)到反应器中,改性后进行接枝聚合,本底真空为6Pa,辉光放电。改性压强为40Pa,改性时间为15分钟;接枝聚合压强为30Pa,时间为20分钟,放电功率为50W。得到的产品称为B1。
实施例12
将敷料a1并列放置于连接有电容耦合的等离子体反应装置中。对敷料进行亲水接枝或者聚合,其工作条件为真空下通惰性气体到反应器中,改性后进行接枝聚合,本底真空为8Pa,辉光放电。改性压强为80Pa,改性时间为30分钟;接枝聚合压强为60Pa,时间为60分钟,放电功率为80W。得到的产品称为C1。
实施例13
将按实施例1至6制成的无纺布敷料裁切成10cm×10cm,经包装、消毒即可制得外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料。
实施例14
将按实施例1至6制成的无纺布敷料裁切成4cm×20cm,然后贴在单面有医用胶的9cm×25cm的透明薄膜的带胶面,并在带胶面贴上硅纸,经包装、消毒即可制得手术敷贴.
实施例15
将按实施例1至6制成的无纺布经包装、消毒即可制得创伤消炎止血棉球。
实施例16
将按实施例1至6制成的无纺布敷料裁切成4cm×20cm,经包装、消毒即可制得创伤消炎引流棉条。
以下通过试验例对本发明的效果作进一步的阐述:
试验例1羧甲基壳聚糖敷料抑菌试验结果(见表1)
试验样品为按照实施例1~9制成的产品;对照样品为普通医用纱布(上海针织二十一厂)。
检验技术依据为AATCC100-1999后整理织物抗菌性能评价。
表1,抑菌试验结果
Figure G2005800491233D00101
注1.本试验不加样品振荡前后平均菌落数差值<10%试验有效。
2.当试验样本抑菌率与对照样本抑菌率差值>26%可以认定试验样本有抗菌作用.
根据上述结果,按照实施例1~9制成的产品均具有抗菌作用。
试验例2液体吸收试验
试样的制备:按照实施例1所制得的羧甲基壳聚糖无纺布a1(试验样品),按照实施例10-12经低温等离子处理后的产品A1,B1,C1(试验样本),普通医用双层纱布(对照样品,上海针织二十一厂),均剪成5cm×5cm。
试验溶液制备:8.298g氯化钠和0.368g氯化钙,溶于1000ml去离子水。
测试设备
分析天平(精度0.001g);恒温箱;皮式培养皿。
试验步骤
1,用天平称出样品质量W1,单位g;
2,将样品放入皮式培养皿,加入试验溶液,加入量为样品质量的40倍;
3,皮式培养皿放入37℃的恒温箱中,30分钟后取出;
4,用镊子将样品夹起,悬在空中30秒
5,用天平称出此时的重量W2,单位g;
6,液体吸收性按下列公式计算:
a=(W2-W1)/W1,a为吸液性
7,取两次试验结果的算术平均值(见表2)
表2,液体吸收试验
Figure G2005800491233D00111
结果:a1的液体吸收能力(吸液性)为对照样本的2.03倍,A1的液体吸收能力(吸液性)为a1的1.09倍,为对照样本的2.14倍,B1的液体吸收能力(吸液性)为a1的1.13倍,为对照样本的2.29倍,C1的液体吸收能力(吸液性)为a1的1.12倍,为对照样本的2.27倍。这证明等离子体处理能提高医用敷料的亲水性。

Claims (8)

1.一种抗菌医用敷料的制造方法,包括将壳聚糖纤维制成羧甲基壳聚糖无纺布,再经裁切、包装、消毒制得医用敷料,其中,将壳聚糖纤维制成羧甲基壳聚糖无纺布的步骤为:
将壳聚糖纤维浸入浓度40~50%NaOH溶液中,浴比1∶20~60,室温下反应0.5~6小时,生成碱化壳聚糖纤维,将碱化后的产物用无水酒精洗净;
将产物在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20~40%,反应温度35~75℃,反应时间1~8小时;
除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干,得到羧甲基壳聚糖纤维;
经切断、开松、成网、针刺制成无纺布。
2.按照权利要求1所述的抗菌医用敷料的制造方法,其特征是:在风干后切断开松前,加入壳聚糖纤维,壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维质量比为1∶9到9∶1。
3.一种抗菌医用敷料的制造方法,包括将壳聚糖纤维制成羧甲基壳聚糖无纺布,再经裁切、包装、消毒制得医用敷料,其中将壳聚糖纤维制成羧甲基壳聚糖无纺布的步骤为:
先将壳聚糖纤维经切断、开松、成网、针刺制成无纺布;
将此无纺布浸入浓度40~50%NaOH中,浴比1∶20~60,室温下反应0.5~6小时,生成碱化壳聚糖无纺布,将碱化后的产物用无水酒精洗净;
将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应,氯乙酸浓度为20~40%,反应温度35~75℃,反应时间1~8小时;
除去多余溶液,用无水乙醇洗净,风干,得到羧甲基壳聚糖无纺布。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的抗菌医用敷料的制造方法,其特征是:
将所制备的医用敷料进行低温等离子体处理,将制成的无纺布敷料并列放置于连接有电容耦合的等离子体反应装置中;
对敷料进行亲水接枝或者聚合,其工作条件为真空下通改性气体到反应器中,本底真空为2~8Pa,辉光放电,改性压强为20~80Pa,改性时间为1~30分钟;
改性后进行接枝聚合,本底真空为2~8Pa,辉光放电,接枝聚合压强为10~60Pa,时间为2~60分钟,放电功率30~80W。
5.按照权利要求1至4中任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料中的应用。
6.按照权利要求1至4中任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备创伤消炎止血棉球中的应用。
7.按照权利要求1至4中任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备创伤消炎引流棉条中的应用。
8.按照权利要求1至4中任一项所述方法制造的抗菌医用敷料用于复合敷料的内层制成手术敷贴。
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