CN101927029A - 一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法。本发明涉及一种创伤治疗的抗菌敷料，在聚乙烯醇缩醛化反应中，加入纳米银/聚乙二醇溶液，以及聚乙烯醇/壳聚糖醇共混液，制得含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料。本发明得到的敷料具有良好的生物相容性、止血抗菌，促进创面愈合；在创面治疗过程中，该产品能加速创面愈合，并能缓释纳米银粒子，持续不断地作用于再生细菌，具有持久、高效的杀菌特点，无耐药性发生；通过研究材料对小鼠成纤维细胞的毒性作用，发现该产品对此细胞没有产生明显毒性，且有促进该细胞生长的效果；工艺设备简单，实验原料价格低廉，利于产业化。

Description

一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种创伤治疗的抗菌敷料，具体的是一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法。

背景技术

医用敷料是指盖在伤口上有保护作用的覆盖物，可协助控制出血、防止感染并吸收分泌物。现代医用生物敷料是在Winter和Hinman等的创伤修复“湿润愈合”理论基础上发展起来的新型创面修复及保护材料，与传统的医用敷料(如脱脂棉纱)相比，现代医用生物敷料具有加速创面愈合、避免创面粘连、促进组织修复、抗菌消炎等特点。在烧伤治疗中，使用含抗菌药物的抗菌敷料依然是预防创面发生侵袭性感染的重要措施之一。良好的抗菌敷料必须具备穿透焦痂的能力、广谱抗菌、不易产生耐药性、无局部刺激性、无全身不良反应的特性。

抗菌生物敷料制备技术国内外近年已有不少专利和文献报道。专利：如远红外抗菌泡沫敷料及制备方法，专利号：200810034849；一种脂质水胶体高分子抗菌敷料及其制备方法，专利号：200510039300；一种中空醋酸纤维抗菌型水凝胶敷料及其制备，专利号：200510040001。文献报道：甲壳素/丝蛋白纤维复合医用生物敷料的制备及性能(侯智谋等，Journal of Zhejiang Sci-tech University.2008.25.141-144)；聚氨酯抗菌创伤敷料的制备及其灭菌效果的研究(程莉萍等，Journal Of Biomedical Engineering Research.2004.23.240-243)；几丁聚糖生物敷料的研究与开发(蒋玉燕等，Journal of Marine Science。2007.25.59-65)。

但是，这些抗菌敷料都有明显的缺陷。比如：在敷料中使用抗生素抗菌虽然起效迅速，但抗生素的长期使用会使细菌产生耐药性；目前临床上通常将抗菌材料与棉织物复合制得抗菌敷料，生物相容性差，不宜用于创面的长期覆盖。

针对市面常见敷料存在的这些缺陷，我们考虑结合纳米银强效杀菌、不易产生耐药性的特性，以及聚乙烯醇/壳聚糖生物活性良好的特性，将纳米银和壳聚糖/聚乙烯醇复合制得一种具有良好的生物相容性、抗菌消炎性的新型抗菌生物敷料。研究表明纳米银颗粒具有广谱杀菌、强效杀菌性能，无耐药性，无细胞毒性，能够促进伤口的愈合，同时对受损上皮细胞还具有促进修复作用，且遇水抗菌效果愈发增强，是最新一代的天然抗菌剂。但是，用传统方法制备的纳米银材料，粒度大且尺寸分布较宽，影响其抗菌性能的高效性。而我们采用聚乙二醇还原法制得的纳米银材料，其粒径分布可达到10～80nm。此外，壳聚糖/聚乙烯醇海绵具有良好的消炎止血性、抗粘连性和生物相容性，是一种优良的生物敷料。

所以，我们采用聚乙二醇还原法制得纳米银溶液，并将其添加到壳聚糖/聚乙烯醇海绵中，从而得到一种抗菌性能良好、生物活性良好的纳米银抗菌生物敷料，可以广泛应用于治疗感染性伤口、手术切口、各种烧烫伤创伤等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法，将具有消炎、止血、抗粘连等优点的壳聚糖，复合具有较高的强度和吸水能力的缩醛化聚乙烯醇海绵，作为基体，在其表面粘附装载纳米银颗粒，合成一种抗菌医用敷料。其合成工艺简单，易于产业化。

本发明目的通过以下技术方案来实现。

一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法，在聚乙烯醇缩醛化反应中，加入纳米银/聚乙二醇溶液，以及聚乙烯醇/壳聚糖醇共混液，制得含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料。

所述的制备方法，包括以下步骤：

(1)将300～400mg的硝酸银溶解在40～50ml聚乙二醇溶液中；

(2)在避光条件下，搅拌下2～6h，得到纳米银/聚乙二醇溶液；

(3)称取20g的聚乙烯醇，溶于120～200mL沸水中，降温至35～50℃，加入0.05～0.20g十二烷基硫酸钠、20～25mL质量分数为37％的甲醛和1.0～3.0g碳酸氢钠，高速搅拌20min，再加入15～20mL质量分数为36％的盐酸和1.0～2.0mL纳米银/聚乙二醇溶液，高速搅拌使溶液发泡至最大体积，再滴入10ml聚乙烯醇/壳聚糖共混液并搅拌均匀，在50～60℃下固化8～10h，洗涤至中性，干燥，制得壳聚糖/缩醛化聚乙烯醇医用敷料。

所述聚乙烯醇/壳聚糖共混液的制备方法为：将0.05～0.15g壳聚糖溶于醋酸水溶液中，配成质量分数为0.5～1.5％的壳聚糖溶液；将0.05～0.15g聚乙烯醇溶于沸水中，配成质量分数0.5～1.5％的聚乙烯醇溶液；将壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液以体积比1∶1混合后搅拌均匀，即得聚乙烯醇/壳聚糖共混液。

所述高速搅拌的转速为1500r/min以上。

本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：

1、反应得到的产物具有良好的生物相容性、止血抗菌，促进创面愈合；

2、反应得到的产物孔隙率高、空隙致密均匀，具有很好的透气率、吸水率、拉伸强度；

3、在创面治疗过程中，该产品能加速创面愈合，并能缓释纳米银粒子，持续不断地作用于再生细菌，具有持久、高效的杀菌特点，无耐药性发生；

4、通过研究材料对小鼠成纤维细胞的毒性作用，发现该产品对此细胞没有产生明显毒性，且有促进该细胞生长的效果；

5、工艺设备简单，实验原料价格低廉，利于产业化。

附图说明

图1是实施例1中用纳米银/聚乙二醇溶液的纳米银的扫描电镜(SEM)图，

图2是实施例2中用纳米银/聚乙二醇溶液的纳米银的扫描电镜(SEM)图

图3是小鼠成纤维细胞在聚乙烯醇海绵以及实施例1中所制备的含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵上随时间生长的变化图。

具体实施方式

以下的实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。

实施例1

将400mg的硝酸银缓慢溶解在50ml聚乙二醇(分子量400g/mol)溶液中。在避光条件下，搅拌下反应2h，溶液颜色由淡黄变为橙红色，得到纳米银/聚乙二醇溶液。

将0.05g壳聚糖溶于5％体积分数的稀醋酸水溶液中，配成质量分数1.0％的壳聚糖溶液。将0.05g聚乙烯醇溶于5ml沸水中，配成质量分数1.0％的聚乙烯醇溶液。将以上的壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液以体积比1∶1混合后充分搅拌，得到壳聚糖/聚乙烯醇共混液。称取20g的聚乙烯醇，溶于200mL沸水中，降温至50℃，加入0.20g十二烷基硫酸钠、22mL质量分数为37％的甲醛和2.0g碳酸氢钠，以1500r/min搅拌20min，保持50℃再加入20mL质量分数为36％的盐酸和上述制备的1.0mL纳米银/聚乙二醇溶液，继续以1500r/min搅拌使溶液发泡至最大体积，50℃再向泡沫体中滴入10ml壳聚糖/聚乙烯醇共混液并搅拌均匀，将泡沫体注入聚丙烯模具中。在60℃下恒温固化10h，取出成型的海绵洗涤至中性，干燥，制得含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料。

图1是纳米银/聚乙二醇溶液的纳米银的扫描电镜(SEM)图，可以看出纳米银的粒径约为10～30nm，且粒径均匀，分散性良好。

根据杀菌试验结果表1-5显示样品A：含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料对所有五种实验菌种均有杀菌作用，尤其对铜绿假单胞菌杀菌作用更为明显。图3是小鼠成纤维细胞在聚乙烯醇海绵以及含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵上随时间生长的变化图。从图中可看出，随时间的延长，对照组和实验组的OD值均不断增大，且实验组比对照组增大得更快，到后面两个时间点，实验组的OD值明显超过对照组。这说明了含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵对小鼠成纤维细胞无明显毒性，且有促进该细胞生长的效果，此外，它比聚乙烯醇海绵具有更好的生物活性。(其中A为对照组聚乙烯醇，B为实验组含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇；纵轴MTT OD值(490nm)反应的是细胞生长的数量，该值越高，说明细胞生长得越多，材料对细胞生长毒性越小或促进效果越好。)

实施例2

在室温25℃下，将300mg的硝酸银缓慢溶解在40ml聚乙二醇(分子量400g/mol)溶液中。在避光条件下，搅拌下反应6h，溶液颜色由淡黄变为橙红色，得到纳米银/聚乙二醇溶液。

将0.05g壳聚糖溶于体积分数为5％的稀醋酸水溶液中，配成质量分数1.0％的壳聚糖溶液。将0.05g聚乙烯醇溶于5ml沸水中，配成质量分数1.0％的聚乙烯醇溶液。将以上的壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液以体积比1∶1混合后充分搅拌，得到聚乙烯醇/壳聚糖共混液。称取20g的聚乙烯醇，溶于120mL沸水中，降温至35℃，加入0.10g十二烷基硫酸钠、20mL质量分数为37％的甲醛和3.0g碳酸氢钠，以1500r/min搅拌20min，35℃再加入15mL质量分数为36％的盐酸和上述制备的2.0mL纳米银/聚乙二醇溶液，继续以1500r/min搅拌使溶液发泡至最大体积，保持35℃再向泡沫体中滴入10ml聚乙烯醇/壳聚糖共混液并搅拌均匀，将泡沫体注入聚丙烯模具中。在50℃下恒温固化8h，取出成型的海绵洗涤至中性，干燥，得到微黄色的壳聚糖/缩醛化聚乙烯醇医用敷料。

图2纳米银/聚乙二醇溶液的纳米银扫描电镜(SEM)图显示，纳米银颗粒的粒径约为10～30nm，且粒径均匀，分散性良好。根据杀菌试验结果显示含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料对所有五种实验菌种均有杀菌作用。

杀菌试验

A：含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料

B：聚乙烯醇海绵

C：壳聚糖/聚乙烯醇海绵

一、菌种：金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白念珠菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙门菌

二、方法：

1.普通肉汤培养基

2.稀释液：含1％蛋白胨的0.03mol/L磷酸盐缓冲液(PBS)(PH7.2～7.4)

3.试验方法

3.1将菌液进行活菌计数，并用稀释液配制成含菌量均为5×105～10×106cfu/ml的菌悬液

3.2将样本A、B、C分别放入无菌平皿中，加菌悬液50μl于各样本上

3.3记录各管加菌时间，分别于加菌后2、5、10、20、60min不同间隔时间，接种血平板，同时将样本放入5ml营养肉汤管内

3.4将接种细菌的血平板及肉汤管放37℃培养48h，观察初步结果，无菌生长管继续培养至第7天

3.5结果判定

若肉汤管浑浊及血平板有菌生长，记为阳性，以(+)表示；如第七天仍澄清，视为无菌生长，以(-)表示

三、结果

根据杀菌试验结果表1～表5显示：样品A：含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料对所有五种实验菌种均有杀菌作用，尤其对铜绿假单胞菌杀菌作用更为明显。

表1为金黄色葡萄球菌，表2大肠埃希菌，表3白念珠菌，表4铜绿假单胞菌，表5伤寒沙门菌

表1

表2

表3

表4

表5

Claims (4)

1.一种含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料的制备方法，其特征在于，在聚乙烯醇缩醛化反应中，加入纳米银/聚乙二醇溶液，以及聚乙烯醇/壳聚糖醇共混液，制得含纳米银的壳聚糖/聚乙烯醇海绵敷料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将300～400mg的硝酸银溶解在40～50ml聚乙二醇溶液中；

(2)在避光条件下，搅拌下2～6h，得到纳米银/聚乙二醇溶液；

(3)称取20g的聚乙烯醇，溶于120～200mL沸水中，降温至35～50℃，加入0.05～0.20g十二烷基硫酸钠、20～25mL质量分数为37％的甲醛和1.0～3.0g碳酸氢钠，高速搅拌20min，再加入15～20mL质量分数为36％的盐酸和1.0～2.0mL纳米银/聚乙二醇溶液，高速搅拌使溶液发泡至最大体积，再滴入10ml聚乙烯醇/壳聚糖共混液并搅拌均匀，在50～60℃下固化8～10h，洗涤至中性，干燥，制得壳聚糖/缩醛化聚乙烯醇医用敷料。

3.根据权利要求1或2的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇/壳聚糖共混液的制备方法为：将0.05～0.15g壳聚糖溶于醋酸水溶液中，配成质量分数为0.5～1.5％的壳聚糖溶液；将0.05～0.15g聚乙烯醇溶于沸水中，配成质量分数0.5～1.5％的聚乙烯醇溶液；将壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液以体积比1∶1混合后搅拌均匀，即得聚乙烯醇/壳聚糖共混液。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为1500r/min以上。

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