CN101381906B - 一种海藻酸盐纳米银抗菌纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的纤维由海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖以及纳米银分散液原料制备而成，各原料所占重量百分比为：海藻酸盐19～94.5％，羧丁酰壳聚糖5～80％，纳米银分散液0.5～1％。所述纤维的制备步骤包括：将海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖混匀，得混合溶液；向混合溶液加入纳米银分散液，并经搅拌、过滤和减压脱泡后得半成品溶液；采用溶液纺丝法，将半成品溶液于室温下制成所述纤维；在溶液纺丝过程中，采用的凝固液为CaCl2水溶液。本发明提供的纤维具有较高的生物活性、优良的力学性能和吸水性能，又因其原料来源丰富，价格便宜，在医疗领域具有广泛的应用前景。同时，该种纤维制备方法具有工艺简单、成本低和利于环境保护等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料科学领域，特别是涉及一种海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维(简称海藻酸盐纳米银抗菌纤维)及其制备方法。
背景技术
海藻酸是从褐藻中提取的，由β-1，4-D-甘露糖醛酸和α-1，4-L-古罗糖醛酸组成的杂多糖。海藻酸纤维在医用敷料中的应用起源于湿法疗法，1962年Winter在Nature上发表一篇研究报告，试验中他发现伤口在湿润的环境下比干燥环境下愈合得快，从而改变了传统的伤口愈合理论，人们开始研制各种高科技敷料。而海藻酸钠、壳聚糖等天然高分子以其特有的促进伤口愈合、吸湿、保湿、生物相容性好、可被人体吸收等功能而备受青睐。应用在医用敷料上一般是海藻酸的钙盐，在与伤口上的脓血接触后，人体中的钠离子跟敷料上的钙离子发生离子交换。当越来越多的钠离子进入敷料之后，敷料本身慢慢地由水不溶的海藻酸钙转换成水溶的海藻酸钠，大量的水分进入纤维而使敷料形成胶体。伤口上的敷料可以形成一层潮湿的水凝胶，从而给伤口提供一个潮湿的复愈环境。许多临床试验已经证明由海藻酸纤维制成的医用敷料不但有良好的吸湿性，而且比其他传统的纱布更能促进伤口的复愈。海藻酸医用敷料更换时易于清洗，避免传统敷料在更换时与伤口粘连而引起的二次损伤。海藻酸还具有活化巨噬细胞促进伤口愈合的作用。壳聚糖是另外一种可以用于制备新型伤口敷料的天然多糖，但由于其分子的刚性结构以及不溶于水等性质，使其与伤口相互作用能力受到影响。羧丁酰壳聚糖是一种壳聚糖水溶性衍生物，由于其良好的生物相容性和低毒性，被用于促进伤口愈合和药物缓释材料。
因此在本专利中采用溶液纺丝法制备海藻酸钠/羧丁酰壳聚糖共混纤维，以期通过两种分子间强烈的氢键作用及良好的相容性，达到两种医用高分子材料生理功效协同增效以及共混纤维吸水率的提高和机械性能的改善。并在共混纤维中加入纳米银分散液，制备复合抗菌纤维，并希望得到具有较高生物活性和抗菌性能的新型伤口敷料纤维。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种吸水、力学性能优良、具有较高生物活性和抗菌性能的海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维及其制备方法。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，它由海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖以及纳米银分散液原料制备而成，各原料所占重量百分比为：海藻酸盐19～94.5％，羧丁酰壳聚糖5～80％，纳米银分散液0.5～1％。
本发明提供的上述海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，是以溶液纺丝法制成，具体包括以下步骤：
(1)将海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖混匀，得混合溶液；
(2)向混合溶液加入纳米银分散液，并经搅拌、过滤和减压脱泡后得半成品溶液；
(3)采用溶液纺丝法，将半成品溶液于室温下制成所述纤维；在溶液纺丝过程中，采用的凝固液为5～10wt％的CaCl2水溶液。
本发明提供的上述海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，其在制备医用敷料中的应用。
本发明与现有技术相比，其突出效果是：鉴于海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖具有促进伤口愈合、吸湿、保湿、生物相容性好、可被人体吸收等功能，以溶液纺丝法制备出吸水性能和力学性能优良，并在共混纤维中加入纳米银分散液，因此能够制备出吸水、力学性能优良、生物相容性好、具有较高生物活性和抗菌性能的新型伤口敷料纤维，又因其原料来源丰富，价格便宜，在医疗领域具有广泛的应用前景。同时，该种纤维制备方法具有工艺简单、成本低和利于环境保护等优点。
具体实施方式
本发明通过共混改性这一提高高分子材料性能的简便有效的方法，将海藻酸盐与羧丁酰壳聚糖两种溶液共混，并加入纳米银分散液，以期改进纯海藻酸钠纤维的性能，消除单一组分的弱点，从而获得综合性能较为理想的海藻酸盐纳米银抗菌纤维。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖10％、海藻酸盐89.5％按照一定比例充分混匀，并加入0.5％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为9.6wt％的CaCl2水溶液。
实施例2：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖5％、海藻酸盐94.5％按照一定比例充分混匀，并加入0.5％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为10wt％的CaCl2水溶液。
实施例3：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖15％、海藻酸盐84％按照一定比例充分混匀，并加入1％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为9.2wt％的CaCl2水溶液。
实施例4：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖25％、海藻酸盐74.3％按照一定比例充分混匀，并加入0.7％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为8.9wt％的CaCl2水溶液。
实施例5：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖35％、海藻酸盐64.2％按照一定比例充分混匀，并加入0.8％ 的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为8.5wt％的CaCl2水溶液。
实施例6：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖50％、海藻酸盐49％按照一定比例充分混匀，并加入1％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为7.4wt％的CaCl2水溶液。
实施例7：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖70％、海藻酸盐29.3％按照一定比例充分混匀，并加入0.7％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为6.7wt％的CaCl2水溶液。
实施例8：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖80％、海藻酸盐19％按照一定比例充分混匀，并加入1％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为5.5wt％的CaCl2水溶液。
实施例9：海藻酸盐纳米银抗菌纤维的制备
按重量计，将羧丁酰壳聚糖80％、海藻酸盐19.5％按照一定比例充分混匀，并加入0.5％的纳米银分散液搅拌过滤，减压脱泡后，于25℃以溶液纺丝法制成。在溶液纺丝过程中，所采用的凝固液为5wt％的CaCl2水溶液。
本发明采用的原料可由市场上购买，也可以自己制备。例如：
所述羧丁酰壳聚糖可由以下步骤的方法制成：
(1)将壳聚糖溶于醋酸，配成1wt％的壳聚糖醋酸溶液；
(2)将丁二酸酐溶于丙酮中配成50wt％的混合溶液，再将其滴入至壳聚糖醋酸溶液中于35～42℃下反应3.5～4.5小时，得反应液；混合溶液与壳聚糖醋酸溶液的浓度重量比为0.5～1∶1；
(3)将反应液冷却至室温，再纯化，得到所述羧丁酰壳聚糖。
所述纳米银分散液可由以下步骤的方法制成：
(1)配制浓度为1wt％柠檬酸钠溶液；
(2)将柠檬酸钠溶液加入硝酸银溶液中，二者浓度重量比为1∶0.5～1；
(3)加热沸腾0.8～1.2小时，得到纳米银分散液。
本发明提供的上述海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，其在制备医用敷料中的应用。例如可制备无纺布，绷带等医用伤口敷料。
Claims (6)
1.一种纳米银抗菌纤维，其特征是一种海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，它由海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖以及纳米银分散液原料制备而成，各原料所占重量百分比为：海藻酸盐19～94.5％，羧丁酰壳聚糖5～80％，纳米银分散液0.5～1％。
2.根据权利要求1所述的纳米银抗菌纤维的用途，其特征是在制备医用敷料中的应用。
3.一种纳米银抗菌纤维的制备方法，其特征是按重量计，采用海藻酸盐19～94.5％、羧丁酰壳聚糖5～80％和纳米银分散液0.5～1％，以溶液纺丝法制备出海藻酸盐/羧丁酰壳聚糖复合纳米银抗菌纤维，具体包括以下步骤：
(1)将海藻酸盐和羧丁酰壳聚糖混匀，得混合溶液；
(2)向混合溶液加入纳米银分散液，并经搅拌、过滤和减压脱泡后得半成品溶液；
(3)采用溶液纺丝法，将半成品溶液于室温下制成所述纤维；在溶液纺丝过程中，采用的凝固液为CaCl2水溶液。
4.根据权利要求3所述的纳米银抗菌纤维的制备方法，其特征是采用的凝固液为5～10wt％的CaCl2水溶液。
5.根据权利要求3所述的纳米银抗菌纤维的制备方法，其特征是所述羧丁酰壳聚糖由以下步骤的方法制成：
(1)将壳聚糖溶于醋酸，配成1wt％的壳聚糖醋酸溶液；
(2)将丁二酸酐溶于丙酮中配成50wt％的混合溶液，再将其滴入至壳聚糖醋酸溶液中于35～42℃下反应3.5～4.5小时，得反应液；混合溶液与壳聚糖醋酸溶液的浓度重量比为0.5～1∶1；
(3)将反应液冷却至室温，再纯化，得到所述羧丁酰壳聚糖。
6.根据权利要求3所述的纳米银抗菌纤维的制备方法，其特征是所述纳米银分散液由以下步骤的方法制成：
(1)配制浓度为1wt％柠檬酸钠溶液；
(2)将柠檬酸钠溶液加入硝酸银溶液中，二者浓度重量比为1∶0.5～1；
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