CN102284080A - 一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法 - Google Patents
一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，得到壳聚糖溶液，将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合后溶于沸水中，与壳聚糖溶液混匀，得到壳聚糖/聚乙烯醇共混液；将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合后溶于沸水中，加入十二烷基硫酸钠、甲醛溶液、碳酸氢钠、盐酸，搅拌至发泡，得到缩醛化聚乙烯醇；向缩醛化聚乙烯醇中加入聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入模具中固化，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。本发明制备的医用敷料具有生物相容性，能促进创面愈合，拉伸强度高，具有良好的透气性、吸水性、发泡性，没有明显细胞毒性，可用于治疗创伤。
Description
技术领域
本发明属于医用敷料制备技术领域，涉及聚乙烯醇海绵的制备技术，具体涉及一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法。
背景技术
外科创面的正确处理是外科手术治疗成败的关键之一，而创面良好的愈合是创伤后机体功能康复的前提，因此，加快创面愈合的研究非常重要，其中对创面敷料的研制是研究的热点之一。对伤口愈合的研究表明，使用敷料的目的不止是覆盖创面，敷料还应当具有促进伤口愈合的作用。根据“湿润伤口愈合”理论，伤口在湿润的环境中愈合的更快。
随着材料学及工业学的进步，伤口敷料经历了从传统纱布敷料、合成敷料、生物敷料，到新型医用生物合成敷料的变化过程。聚乙烯醇海绵是一种非纤维多孔结构的材料，生物相容性良好且化学性能稳定，机械强度高，具有优良的亲水、吸液和吸血性能、抗生物降解性能好以及成本低廉等优点，在医用敷料领域具有广阔的应用前景。壳聚糖是一种新型的医用可降解材料，具有提高机体免疫活性、抗菌、促进皮肤组织愈合、修复消炎、止血和抗粘连等优点；近年来，也被应用于医用敷料领域。如中国专利200510018241.X公开了一种梯度结构壳聚糖水凝胶烧伤敷料及其制备方法；中国专利CN02127182.8公开了多层结构多微孔性泡沫敷料及其制造方法；中国专利CN03135277.4公开了亲水性聚氨酯创伤敷料及其制备方法；中国专利CN88105184.5公开的医用高分子透明敷料的生产方法；程莉萍等[程莉萍,胡英,郑昌琼,唐小红.聚氨酯抗菌创伤敷料的制备及其灭菌效果的研究,2004.4.240-243]对聚氨酯抗菌创伤敷料的制备及其灭菌效果的研究；彭锐等[彭锐,邹阳,刘勇.明胶、白芨胶载药生物敷料的制备及理化性能分析.临床和实验医学杂志.2007. 6. 142 -143]也对明胶、白芨胶载药生物敷料的制备及理化性能进行了分析；中国专利200410010849.3公开了含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法，但该方法使用辐射交联法，制备工艺复杂，产品的力学强度不够，拉伸强度不理想，易损坏。目前市售的国产医用海绵也普遍存在强度低、抗伤口粘连差、易引发炎症等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法。本发明结合壳聚糖和聚乙烯醇的优点，将具有消炎、止血、抗粘连等优点的壳聚糖，复合在具有较高强度和吸水能力的聚乙烯醇海绵上，制备出一种兼具较高力学强度、泡孔致密均匀、发泡效果好的壳聚糖复合聚乙烯醇复合海绵作为医用敷料，应用于治疗感染性伤口、手术切口、外科创伤、体表溃疡、各种烧烫伤创伤等，本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，易于产业化。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。
一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备聚乙烯醇/壳聚糖共混液：将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合得到聚乙烯醇混合物，将去离子水加热至90~100℃，将聚乙烯醇混合物溶于其中，冷却至室温，得到聚乙烯醇溶液；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，得到壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液混匀，得到壳聚糖/聚乙烯醇共混液；
（2）制备缩醛化聚乙烯醇：将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合得到聚乙烯醇混合物，将去离子水加热至90~100℃，将聚乙烯醇混合物溶于其中，降温至30～55℃，加入十二烷基硫酸钠、35~40%（wt.）甲醛溶液、碳酸氢钠，将温度保持在30～55℃并高速搅拌，再加入33~38%（wt.）盐酸，将温度保持在30～55℃并继续高速搅拌，得到泡沫状缩醛化聚乙烯醇；
（3）将温度保持在30～55℃，向步骤（2）得到的泡沫状缩醛化聚乙烯醇中边搅拌边逐滴加入步骤（1）得到的聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入聚丙烯模具中，固化，冷却后从模具中取出，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。
本发明所述聚乙烯醇-AH26的聚合度为2600，醇解度为97.0~98.8；所述聚乙烯醇-1799的聚合度为1700，醇解度≥98%。
本发明步骤（1）中，所述聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799的质量比为4:1；所述聚乙烯醇混合物与去离子水的质量体积比为（0.5~1.5）:100g/mL；所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量体积比为（0.5~1.5）:100g/mL；所述壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液的体积比为1:（1~1.5）。
本发明步骤（2）中，所述聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799的质量比为4:1；所述聚乙烯醇混合物与去离子水的质量体积比为1：（6~10）g/mL；所述十二烷基硫酸钠与聚乙烯醇的质量比为（0.05～0.20）：20；所述35~40%（wt.）甲醛溶液与去离子水的体积比为（12～25）：120；所述碳酸氢钠与聚乙烯醇的质量比为（1～3）：20；所述33~38%（wt.）盐酸与去离子水的体积比为（15～20）：150。
本发明步骤（3）中，所述缩醛化聚乙烯醇与聚乙烯醇/壳聚糖共混液的体积比为（12~20）：1。
本发明步骤（1）中，所述醋酸水溶液中醋酸的质量分数为1~3%。
本发明步骤（2）中，所述高速搅拌的转速为1500~2500r/min，时间为15~20min。
本发明步骤（3）中，所述固化的温度为50～60℃，时间为8～10h。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明的医用敷料具有生物相容性，能够止血消炎，促进创面愈合；
（2）本发明的的制备方法不使用发泡剂，使用交联剂交联，得到的医用敷料孔隙率高、空隙致密均匀，力学拉伸强度高；
（3）对小鼠成纤维细胞的毒性实验表明，本发明的医用敷料对细胞没有产生明显毒性；
（4）本发明的的制备方法工艺简单，对设备没有过高要求，原料价低易得，成本低廉，易于实现产业化。
附图说明
图1为小鼠成纤维细胞分别在传统医用聚乙烯醇海绵以及本发明实施例1制备的壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料上随时间生长变化的对比图，其中A为传统医用聚乙烯醇海绵的对照组，B为本发明的壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料实验组。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的实施方式作进一步解释说明。
实施例1
（1）制备聚乙烯醇/壳聚糖共混液：将0.05g壳聚糖溶于5mL 3%（wt.）醋酸水溶液中，得到1.0%（wt.）壳聚糖溶液；将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将0.04g聚乙烯醇-AH26与0.01g聚乙烯醇-1799混合得到0.05g聚乙烯醇混合物，溶于5mL沸腾的去离子水中，冷却，得到1.0%（wt.）聚乙烯醇溶液；将5mL壳聚糖溶液和5mL聚乙烯醇溶液混合后充分搅拌，得到10mL壳聚糖/聚乙烯醇共混液；
（2）制备缩醛化聚乙烯醇：将16g聚乙烯醇-AH26与4g聚乙烯醇-1799混合得到20g聚乙烯醇混合物，将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将20g聚乙烯醇混合物溶于200mL沸腾的去离子水中，降温至55℃，加入0.20g十二烷基硫酸钠、20mL 35%（wt.）甲醛溶液、2.0g碳酸氢钠，保持在55℃下并以2500r/min速度搅拌10min，再加入24mL 33%（wt.）盐酸，保持在55℃下并继续以1500r/min速度搅拌使溶液发泡至最大体积，得到泡沫状缩醛化聚乙烯醇；
（3）在55℃下向200mL步骤（2）得到的泡沫状缩醛化聚乙烯醇中边搅拌边逐滴加入10mL步骤（1）得到的聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入长方体的聚丙烯模具中在50℃下固化10h，冷却至室温，从模具中取出，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。
采用MTT比色法测定490nm处材料的光密度值（简称：OD值），OD值反应细胞生长的数量，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。
结果如图1所示。由图1可知，随着时间的延长，传统医用聚乙烯醇海绵对照组和本发明实验组的OD值均不断增大，且实验组比对照组增大得更多，明显超过对照组。说明本发明的壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料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，并且比传统的医用聚乙烯醇海绵具有更好的生物活性。
实施例2
（1）制备聚乙烯醇/壳聚糖共混液：将0.075g壳聚糖溶于5mL 1%（wt.）醋酸水溶液中，得到1.5%（wt.）壳聚糖溶液；将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将0.09g聚乙烯醇-AH26与0.0225g聚乙烯醇-1799混合得到0.1125g聚乙烯醇混合物，溶于7.5mL沸腾的去离子水中，冷却，得到1.5%（wt.）聚乙烯醇溶液；将5mL壳聚糖溶液和7.5mL聚乙烯醇溶液混合后充分搅拌，得到12.5mL壳聚糖/聚乙烯醇共混液；
（2）制备缩醛化聚乙烯醇：将16g聚乙烯醇-AH26与4g聚乙烯醇-1799混合得到20g聚乙烯醇混合物，将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将20g聚乙烯醇混合物溶于120mL沸腾的去离子水中，降温至45℃，加入0.10g十二烷基硫酸钠、25mL 40%（wt.）甲醛溶液、3.0g碳酸氢钠，保持在45℃下并以1500r/min速度搅拌20min，再加入12mL 38%（wt.）盐酸，保持在45℃下并继续以1500r/min速度搅拌使溶液发泡至最大体积，得到泡沫状缩醛化聚乙烯醇；
（3）在45℃下向150mL步骤（2）得到的泡沫状缩醛化聚乙烯醇中边搅拌边逐滴加入12.5mL步骤（1）得到的聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入长方体的聚丙烯模具中在60℃下固化8h，冷却至室温，从模具中取出，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。
实施例3
（1）制备聚乙烯醇/壳聚糖共混液：将0.025g壳聚糖溶于5mL 2%（wt.）醋酸水溶液中，得到0.5%（wt.）壳聚糖溶液；将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将0.24g聚乙烯醇-AH26与0.06g聚乙烯醇-1799混合得到0.3g聚乙烯醇混合物，溶于60mL沸腾的去离子水中，冷却，得到0.5%（wt.）聚乙烯醇溶液；将5mL壳聚糖溶液和6mL聚乙烯醇溶液混合后充分搅拌，得到11mL壳聚糖/聚乙烯醇共混液；
（2）制备缩醛化聚乙烯醇：将16g聚乙烯醇-AH26与4g聚乙烯醇-1799混合得到20g聚乙烯醇混合物，将去离子水在90~100℃加热至沸腾，将20g聚乙烯醇混合物溶于150mL沸腾的去离子水中，降温至30℃，加入0.05g十二烷基硫酸钠、24mL 38%（wt.）甲醛溶液、1.0g碳酸氢钠，保持在30℃下并以2000r/min速度搅拌18min，再加入20mL 35%（wt.）盐酸，保持在30℃下并继续以1500r/min速度搅拌使溶液发泡至最大体积，得到泡沫状缩醛化聚乙烯醇；
（3）在30℃下向165mL步骤（2）得到的泡沫状缩醛化聚乙烯醇中边搅拌边逐滴加入11mL步骤（1）得到的聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入长方体的聚丙烯模具中在55℃下固化9h，冷却至室温，从模具中取出，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。
分别测定本发明实施例1~3制备的壳聚糖/缩醛化聚乙烯醇医用敷料和现在市面产品1号（VSD一次性使用负压引流护创材料；VSD-2-15X10X1；密闭性生物活性敷料）、2号（威克伤高负压封闭引流装置；15×10cm；密闭性生物活性敷料）的物理性能，包括孔隙率、密度、孔径分布、最大孔径分布、干态和湿态拉伸强度、对去离子水和生理盐水的吸水率、保湿率和透气率，结果如表1所示。
拉伸强度的测定方法如下：分别将干态和湿态的待测材料按GB/T634-1996切成标准样条，在美国Instron万能力学试验机上测定试样的拉伸强度。
吸水率的测定方法如下：将待测材料剪成1cm×1cm的样品，精密称定质量W1，浸入含去离子水或生理盐水50mL的容器中，室温静置至吸水达饱和；取出后用滤纸吸去表面水分，精密称定质量W2，计算吸水率，计算公式为：吸水率=（W2—W1）/W1×100%。
保湿率的测定方法如下：将待测材料剪成2cm×2cm的样品，精密称定质量W1，浸泡于去离子水中使其吸水达平衡，取出后500r/min离心3min，精密称定质量W2，计算保湿率，计算公式为：保湿率=（W1-W2）/W1×100%。
透气率的测定方法如下：广口瓶内装一定量的蒸馏水，用待测材料密封瓶口，以另一个装有蒸馏水的不封口广口瓶作为对照组，室温放置24h，计算透气率，计算公式为：透气率=24h失水量/对照组失水量×100%。
表1 本发明和市面产品的物理性能对比
由表1可知，本发明的医用敷料具有良好的力学和物理性能，能够满足医用敷料的要求，与市面产品相比，本发明的医用敷料孔隙率高、空隙致密均匀，拉伸强度良好，吸水率高，保湿率高，透气性好。
Claims (8)
1.一种壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备聚乙烯醇/壳聚糖共混液：将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合得到聚乙烯醇混合物，将去离子水加热至90~100℃，将聚乙烯醇混合物溶于其中，冷却至室温，得到聚乙烯醇溶液；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，得到壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液混匀，得到壳聚糖/聚乙烯醇共混液；
（2）制备缩醛化聚乙烯醇：将聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799混合得到聚乙烯醇混合物，将去离子水加热至90~100℃，将聚乙烯醇混合物溶于其中，降温至30～55℃，加入十二烷基硫酸钠、35~40%（wt.）甲醛溶液、碳酸氢钠，将温度保持在30～55℃并高速搅拌，再加入33~38%（wt.）盐酸，将温度保持在30～55℃并继续高速搅拌，得到泡沫状缩醛化聚乙烯醇；
（3）将温度保持在30～55℃，向步骤（2）得到的泡沫状缩醛化聚乙烯醇中边搅拌边逐滴加入步骤（1）得到的聚乙烯醇/壳聚糖共混液，注入聚丙烯模具中，固化，冷却后从模具中取出，制得壳聚糖复合缩醛化聚乙烯醇医用敷料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇-AH26的聚合度为2600，醇解度为97.0~98.8；所述聚乙烯醇-1799的聚合度为1700，醇解度≥98%。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799的质量比为4:1；所述聚乙烯醇混合物与去离子水的质量体积比为（0.5~1.5）:100g/mL；所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量体积比为（0.5~1.5）:100g/mL；所述壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液的体积比为1:（1~1.5）。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚乙烯醇-AH26与聚乙烯醇-1799的质量比为4:1；所述聚乙烯醇混合物与去离子水的质量体积比为1：（6~10）g/mL；所述十二烷基硫酸钠与聚乙烯醇的质量比为（0.05～0.20）：20；所述35~40%（wt.）甲醛溶液与去离子水的体积比为（12～25）：120；所述碳酸氢钠与聚乙烯醇的质量比为（1～3）：20；所述33~38%（wt.）盐酸与去离子水的体积比为（15～20）：150。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述缩醛化聚乙烯醇和聚乙烯醇/壳聚糖共混液的体积比为（12~20）：1。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述醋酸水溶液中醋酸的质量分数为1~3%。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高速搅拌的转速为1500~2500r/min，时间为15~20min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述固化的温度为50～60℃，时间为8～10h。
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