发明内容
本发明所要解决的技术问题:提供一种吸水、力学性能良好、生物相容性好的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合泡沫材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
本发明提供的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵,它是以羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇为原料制备而成,各原料所占重量百分比为:羧甲基壳聚糖8-17%,聚乙烯醇23-26%,酸28-33%,甲醛23-26%,发泡剂7-8%。所述的酸为硫酸或盐酸分析纯,所述的发泡剂为碳酸氢钠和十二烷基硫酸钠。
本发明提供的上述羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵,其制备方法包括:聚乙烯醇热溶解、缩醛化和发泡,以及与羧甲基壳聚糖的复合。制备时,用聚合度为2000~2600的完全醇解或不完全醇解的高粘度聚乙烯醇为原料,将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇溶解,再加入酸、甲醛和发泡剂共混,于烘箱中加热成型,得羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵。
所述溶解共混的温度范围为90-100℃,溶解共混的时间为30-40min,在上述条件下将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇溶解及共混。
所述的加热成型的工艺条件为:热成型的温度为50-100℃,热成型的时间为4-12h。
本发明提供的上述羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵,可在治疗创腔感染、烧伤或植皮中应用。
本发明与现有技术相比具有以下主要的有益效果:
本发明提供的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵,所用原料羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇的主链上都含有大量亲水性基团,两者均为亲水性聚合物,互溶性好。本发明通过简单的机械共混工艺,即可将上述两种材料制成膜状或水凝胶状或海绵状等材料,达到两种材料生理功能的协同作用,使所制备的材料具有两种材料单独使用时不具备的优点。本发明提供的这种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵即具有弹性好、柔韧性大、强度高,耐磨能力强,使用寿命长的优点。并且此种复合海绵吸水性高,生物相容性好,具有促进伤口愈合和止血作用特点,可广泛用作伤口敷料、人工皮肤替代物等。实验表明,本发明中述及的复合海绵的抗拉强度可达2MPa以上,断裂伸长率可达350%以上,而对于伤口愈合十分重要的一项指标---吸水倍率则可达15%以上。以上数据充分说明羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵具有优异的性能。
本发明以聚乙烯醇作为多孔海绵的载体,具有合成方便、安全低毒、产品质量易于控制、价格便宜、使用方便等特点,成型后比表面积大,生物结合性好,而羧甲基壳聚糖又具有抗菌、消炎之功效,使此种海绵更加具有普通海绵无法比拟的优点。而且本发明具有成本低、环保、工艺简单等特点,所以本产品推广应用的潜力巨大,市场前景十分广阔。
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明制备羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵的方法的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1:
具体实施方式
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇23%、羧甲基壳聚糖10%,加入三口瓶中,于90℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸33%、甲醛26%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中50℃热成型4h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例2:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇25%、羧甲基壳聚糖15%加入三口瓶中,于90℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸29%、甲醛24%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中60℃热成型6h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例3:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇26%、羧甲基壳聚糖13%加入三口瓶中,于90℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸28%、甲醛25%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中60℃热成型8h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例4:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖16%加入三口瓶中,于95℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸30%、甲醛23%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型6h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例5:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇23%、羧甲基壳聚糖12%加入三口瓶中,于95℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸31%、甲醛26%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型8h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例6:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖17%加入三口瓶中,于95℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸29%、甲醛23%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型8h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例7:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇25%、羧甲基壳聚糖13%加入三口瓶中,于100℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸32%、甲醛23%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例8:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇26%、羧甲基壳聚糖12%加入三口瓶中,于100℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸29%、甲醛25%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例9:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇23%、羧甲基壳聚糖14%加入三口瓶中,于100℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸33%、甲醛23%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例10:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖16%加入三口瓶中,于98℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸28%、甲醛24%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例11:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖17%加入三口瓶中,于98℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸29%、甲醛23%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中90℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例12:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇23%、羧甲基壳聚糖15%加入三口瓶中,于98℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸31%、甲醛23%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中100℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例13:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇25%、羧甲基壳聚糖14%加入三口瓶中,于92℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸30%、甲醛23%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中90℃热成型8h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例14:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖12%加入三口瓶中,于92℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸31%、甲醛26%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型10h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例15:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇25%、羧甲基壳聚糖10%加入三口瓶中,于92℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸32%、甲醛26%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例16:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖13%加入三口瓶中,于96℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸32%、甲醛23%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中80℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例17:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇26%、羧甲基壳聚糖11%加入三口瓶中,于96℃下冷凝回流溶解35min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸31%、甲醛25%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中90℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例18:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇23%、羧甲基壳聚糖11%加入三口瓶中,于96℃下冷凝回流溶解40min后,将溶液倒入烧杯中加入盐酸32%、甲醛26%和发泡剂8%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中100℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例19:
将聚乙烯醇与羧甲基壳聚糖按照各原料所占重量百分比为:聚乙烯醇24%、羧甲基壳聚糖15%加入三口瓶中,于94℃下冷凝回流溶解30min后,将溶液倒入烧杯中加入硫酸29%、甲醛25%和发泡剂7%,充分机械搅拌后将共混物倒入模具中,于烘箱中100℃热成型12h,制得复合海绵试样(一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵材料)。
实施例20:
将根据所制得的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵作为伤口敷料用于大白鼠深二度的烧伤部位,以生理盐水组作为对照组,每两天更换一次敷料,并对伤口愈合情况进行观察。每周处死一批大白鼠,实验观察时间持续一个月,取伤口处皮肤做组织切片,以观察烧伤处血管,真皮及表皮等的再生情况。实验表明所述复合海绵比对照组具有对烧伤皮肤愈合的促进作用,并且具有防止组织感染,伤口发炎等作用。