CN101869516A - 一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法 - Google Patents

一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法，是选用能分泌细菌纤维素的微生物做为模式菌株，发酵制成细菌纤维素膜，选择在常温常压下的不透水的细菌纤维素膜做为包装材料制作成三面封闭、一面开口的包装膜袋，然后将内填充材料混合后加入细菌纤维素包装膜袋，于120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。本发明选用细菌纤维素膜做为包装封装材料，解决了冰敷过程中冰敷袋表面水分凝结问题，且冰敷前后温度变化较小，使冰敷疗效持续长久，是一种较为理想的医用冰敷袋，所得冰敷袋材料安全、无毒副作用，具有良好的生物相容性、可塑性和较大的机械强度，为物理治疗提供更优良的治疗工具。

Description

一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法，属于生物工程技术领域。
背景技术
冰敷是一种常用的物理治疗方法，是将冰块或冰水混合物贴覆于患处或特定部位，可以起到消肿止血、减轻疼痛的效果，从而达到缓解或治疗疾病的目的。
人体组织尤其是软性组织受伤后会进入肿、胀、痒、热、痛的应急伤害期。人体生理反应随温度变化差异显著，一方面，当温度降至二十摄氏度时，骨胳肌的肌纺锤反射会受到抑制，肌肉张力减弱，痛觉神经传导也会变慢或被阻断，低于十摄氏度时，能够舒缓组织应急反射，令受伤破损的细胞和毛细血管收缩、减轻出血、弱化细胞代谢产物对神经末梢的刺激和压迫、缓和发炎情况，可以有效的缓解疼痛。另一方面，低温会强化胶原蛋白纤维(肌腱、韧带、软骨等)，使受伤的肌肉、肌腱伤害不因自体组织应激反应而加剧伤害。此时及早进行局部冷敷降温可以有效保护身体免受二次创害。
冰敷常用在急性伤害当中，如外科手术、运动损害、高热发炎等情况。虽然治疗效果显著，但冰敷疗法仍然存在相应不足：
一、发热病人的常规冰敷方式是置冰敷袋于头、枕、颈、腮、颔等部。除了能够降温除燥外，还可以减缓脑细胞代谢，提高脑组织对缺氧的耐受能力，减少脑细胞损伤，防治脑部水肿。目前常用的方法是使用传统冰敷袋(袋内封装冰块、水的混合物)，因为冰块硬度高、断面锐利，患处容易受到伤害，因此难于与患部紧密贴和，只能浮贴于患处，且当患者情绪激烈或痛楚难耐时，更无法固定，应用效果很不理想。
二、针对冰块硬度高、断层锋锐易伤害患者，人们开发出以乙醇、丙二醇等保冷剂做为液体填充料，以聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯等薄膜做为包装材料封装，这一方法解决了敷袋贴和不稳定问题。但聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯等材料在室温下会因敷袋内外热交换强烈而发生水汽凝结，从而在薄膜表面形成细密水滴，不仅为冰敷患者带来不便，同时水分的无定形流动会造成患处阴冷潮湿，容易引发伤口感染或局部降温不均等严重后果。
三、冰敷过程中冰敷袋温度随着与人体热源接触时间增长而不断升高，其冰敷温度曲线变化剧烈。在实际应用中每次不能超过二十分钟，因此人们只能分次冰敷，且间隔至少要三十分钟以上，更为重要的是，同一冰敷袋冰敷初始至终了温度变化很大会使局部血管过度收缩造成冻伤，严重者会造成冰敷处组织坏死，甚至截肢。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法，该方法选用细菌纤维素膜做为包装封装材料，解决了冰敷过程中冰敷袋表面水分凝结问题，且冰敷前后温度变化较小，使冰敷疗效持续长久，是一种较为理想的医用冰敷袋，所得冰敷袋材料安全、无毒副作用，具有良好的生物相容性、可塑性和较大的机械强度，为物理治疗提供更优良的治疗工具。
本发明所采用的技术原理：
根据患者患处的实际形状与结构特点，设计与之相匹配的细菌纤维素凝胶膜，最终制成新型细菌纤维素冰敷袋。
细菌纤维素的特点有如下几个方面：
1细菌纤维素是一种生物相容性极好的天然材料。能够无障碍的存在于生物体表、体内，不会引起过敏及免疫排斥等不良反应；
2细菌纤维素具备极高的杨氏模量(15GP，经过热压处理后可达30GP，与金属铝相当)，可以抗高剪切力、高环形张力的作用，因此能够承受很强的外作用力；
3细菌纤维素是由D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接的聚合物，具有极强的亲水性能与保水能力(吸水比例为1∶50，经特殊处理可达1∶700)，因此可以有效避免热交换引起的水气凝结。
4可塑性强，可因应患处表面形状任意曲折；
5能够被自然环境快速降解；
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案：
一种细菌纤维素冰敷袋及其生产方法及其生产方法，是选用细菌纤维素做为冰敷袋包装材料，选用适当的保冷剂、增稠剂，配以蒸馏水做为内填充材料经杀菌消毒后无菌封装制备。
其具体步骤如下：
1、制备细菌纤维素膜
以能分泌细菌纤维素的微生物做为模式菌株，发酵制成细菌纤维素膜。所述微生物是木葡糖酸醋杆菌323。
2、选取剪裁合适形状与结构强度的细菌纤维素膜
选择在常温常压下的不透水的细菌纤维素膜做为包装材料，根据患处的实际形状及大小制作成三面封闭、一面开口的包装膜袋。
3、将内填充材料混合后加入细菌纤维素包装膜袋，于120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。
所述内填充材料是保冷剂、保冷剂和增稠剂的混合物、保冷剂和蒸馏水的混合物或保冷剂和增稠剂、蒸馏水的混合物。
所述保冷剂是丙三醇、乙醇或丙三醇与乙醇的混合物。
所述增稠剂是甲基纤维素。
在本发明中，木醋杆菌作为的生产菌株，包括并不限于醋酸菌属(Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)和八叠球菌属(Sarcina)等微生物均可用于本发明。
本发明具有如下优点：
1、避免冰敷袋表面水汽凝结
细菌纤维素是葡萄糖的高聚体，具有极强的亲水性能与保水能力(吸水比例为1∶50，经特殊处理可达1∶700)，能够有效吸收水分，因此可以有效避免热交换引起的水气凝结。
2、高机械强度
细菌纤维素具备极高的杨氏模量，能够耐受高剪切力、高环形张力的作用，在治疗过程中不易人为损坏。
3、极好的生物相容性
细菌纤维素是一种生物相容性极好的天然材料，不会引起过敏、免疫排斥等不良反应，适应范围广；
4、生物可降解
细菌纤维素能够为自然界的纤维素酶等物质快速降解，有利于环境保护。
具体实施方式
下面结合非限定性实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
制备人体后脑枕部冰敷袋
1)制备包装材料
以人体后脑枕部外周结构为蓝本，制备三面封闭，一面开口的长为20cm、宽为8cm、厚度为0.5cm的长方形细菌纤维素膜袋，膜袋四角接续四根长度为10cm长的棉质绳索，便于系缚。
2)制备内填充材料
将食用丙二醇、甲基纤维素、蒸馏水按照重量比75∶1∶24均匀混合后置入制备好的长方形细菌纤维素膜袋，120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。
用以聚氯乙稀为材料制作的冰敷袋为对照，对本发明的水气凝结程度、机械强度、有效冰敷时间内冰敷初始至终了温度变化值进行测定，测定结果见表1。
表1技术参数
  参数   聚氯乙稀   细菌纤维素
水气凝结程度   水汽迅速凝结，密布薄膜表面，呈滴状流动 无水汽凝结，表面干燥
  机械强度   8.36GP   31.12GP
  温度变化值   20℃   13℃
实施例二
制备人体膝部冰敷袋
1)制备包装材料
以人体膝部外周结构为蓝本，制备三面封闭，一面开口的长为30cm、宽为20cm、厚度为0.4cm的长方形细菌纤维素膜袋，膜袋四角接续四根长度为15cm长的棉质绳索，便于系缚。
2)制备内填充材料
将医用己醇、蒸馏水按照重量比70∶1∶29均匀混合后置入制备好的长方形细菌纤维素膜袋，120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。
用以聚氯乙稀为材料制作的冰敷袋为对照，对本发明的产品的水气凝结程度、机械强度、有效冰敷时间内冰敷初始至终了温度变化值进行测定，测定结果见表2。
表2技术参数
  参数   聚氯乙稀   细菌纤维素
水气凝结程度   水汽迅速凝结，密布薄膜表面，呈滴状流动 无水汽凝结，表面干燥
  机械强度   8.73GP   30.08GP
  温度变化值   19℃   12℃
实施例三
制备人体踝部冰敷袋
1)制备包装材料
以人体踝关节外周结构为蓝本，制备三面封闭，一面开口的长为18cm、宽为10cm、厚度为0.5cm的长方形细菌纤维素膜袋，膜袋四角接续四根长度为10cm长的棉质绳索，便于系缚。
2)制备内填充材料
将食用丙二醇、医用乙醇、甲基纤维素、蒸馏水按照重量比40∶25∶1∶34均匀混合后置入制备好的长方形细菌纤维素膜袋，120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。
用以聚氯乙稀为材料制作的冰敷袋为对照，对本发明的产品的水气凝结程度、机械强度、有效冰敷时间内冰敷初始至终了温度变化值进行测定，测定结果见表3。
表3技术参数
  参数   聚氯乙稀   细菌纤维素
水气凝结程度   水汽迅速凝结，密布薄膜表面，呈滴状流动 无水汽凝结，表面干燥
  机械强度   8.91GP   30.88GP
  温度变化值   20℃   14℃
上述实施例中，可根据实际操作过程中各指标的变化调整发酵菌种、细菌纤维素长度、宽度、厚度、系绳长度等参数设定来控制细菌纤维素冰敷袋的机械强度等工艺参数。
应当指出，以上仅是本发明的非限定实施例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种细菌纤维素冰敷袋，其特征在于：冰敷袋包装材质为细菌纤维素膜。
2.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素冰敷袋的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)、选取能分泌细菌纤维素的微生物做为模式菌株，发酵生产细菌纤维素膜；
2)、选取剪裁合适形状与结构强度的细菌纤维素膜，选择在常温常压下不透水的细菌纤维素膜做为包装材料，根据患处的实际形状及大小制作成三面封闭、一面开口的包装膜袋；
3)、将内填充材料混合后加入细菌纤维素包装膜袋，于120摄氏度杀菌30分钟，无菌封装。
3.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素冰敷袋的生产方法，其特征在于：所述微生物是木葡糖酸醋杆菌323。
4.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素冰敷袋的生产方法，其特征在于：所述内填充材料是保冷剂、保冷剂和增稠剂的混合物、保冷剂和蒸馏水的混合物或保冷剂和增稠剂、蒸馏水的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种细菌纤维素冰敷袋的生产方法，其特征在于：所述保冷剂是丙三醇、乙醇或丙三醇与乙醇的混合物。
6.根据权利要求4所述的一种细菌纤维素冰敷袋的生产方法，其特征在于：所述增稠剂是甲基纤维素。
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