CN102828285A

CN102828285A - 一种海藻酸纤维及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102828285A
Application number: CN2012103367795A
Authority: CN
Inventors: 秦益民
Original assignee: QINGDAO BRIGHT MOON BIOMEDICAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: QINGDAO BRIGHT MOON BIOMEDICAL MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明提供了一种海藻酸纤维及其制备方法和应用，可以改进现有海藻酸钙纤维的离子交换性能，提供一种吸湿性更强的海藻酸盐与藻酸丙二醇酯共混纤维材料。一方面，本发明提供一种海藻酸纤维，由重量百分比配方为海藻酸盐50-99.5%和藻酸丙二醇酯0.5-50%共混制成。还提供了海藻酸纤维的制备方法和应用。本发明在共混纤维中加入了水溶性的非离子型藻酸丙二醇酯，从而增加了纤维和由纤维加工成的医用敷料的吸湿性能，特别适用于在流血流脓较多的伤口上使用，可以延长产品的使用时间，减少敷料的更换次数，减少病人痛苦，促进伤口愈合。

Description

一种海藻酸纤维及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种海藻酸纤维及其制备方法和应用。

背景技术

海藻酸又称褐藻酸、海带胶、褐藻胶，是从褐藻类植物中提取的一种天然高分子材料。海藻酸具有许多优良的性能，在食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工、废水处理等领域有十分广阔的应用，是日常生活中使用最多的高分子材料之一。

作为一种天然高分子，海藻酸具有很高的分子量。从褐藻中提取的高粘度海藻酸的聚合度达600-1000，对应的分子量为120,000-190,000。由于海藻酸的钠盐可溶解于水中，因此把海藻酸钠溶于水中制备纺丝液后，可以通过湿法纺丝制备海藻酸纤维。海藻酸与大多数二价或多价金属离子形成的盐是不溶于水的，因此可以采用二价金属离子的水溶液作为凝固液。由于氯化钙对人体无任何毒性，因此用氯化钙为凝固液生产海藻酸钙纤维是工业上最常用的生产方法。

海藻酸钙纤维在与含钠离子的水溶液接触后，纤维中的钙离子与溶液中的钠离子发生离子交换，使不溶于水的海藻酸钙转换成水溶性的海藻酸钠。当海藻酸钙纤维与伤口渗出液接触后，由于伤口渗出液中的钠离子与海藻酸钙纤维中的钙离子发生离子交换，纤维在吸收大量的水分后被转换成胶体。这层胶体中含有大量的水分，可以使伤口表面维持一个湿润的愈合环境。现代医疗理论证明湿润的环境能促进细胞的增长繁殖，从而加快伤口的愈合速度。

作为一种纤维材料，海藻酸钙纤维可以被加工成纱线、机织物、针织物和非织造布材料。由海藻酸钙纤维制成的非织造布可以被加工成医用敷料，用于护理流血流脓的伤口。由于海藻酸钙纤维具有独特的离子交换性能及成胶性能，由海藻酸钙纤维加工制成的医用敷料有很好的吸湿性和保湿性，比传统的棉纱布更能促进伤口的愈合。

但是单纯的海藻酸钙纤维加工制成的医用敷料的吸水速度和吸水量还是不能很好地满足现代临床护理的要求，医用卫生材料的发展迫切需要有更高吸湿性的纤维材料。

发明内容

本发明提供了一种海藻酸纤维及其制备方法和应用，可以改进现有海藻酸钙纤维的离子交换性能，提供一种吸湿性更强的海藻酸盐与藻酸丙二醇酯共混纤维材料。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种海藻酸纤维，由重量百分比配方为海藻酸盐50-99.5%和藻酸丙二醇酯0.5-50%组成。

优选地，所述重量百分比配方为海藻酸盐70-95%，藻酸丙二醇酯5-30%。

其中，所述海藻酸盐是由海藻酸与二价或多价金属离子形成的盐。

其中，所述海藻酸盐为海藻酸钙、海藻酸锌、海藻酸铜、海藻酸铁、海藻酸镁中的一种。

一种海藻酸纤维的制备方法，以海藻酸与单价金属离子形成的盐为载体，以水溶性的藻酸丙二醇酯为添加剂，以上述海藻酸纤维的配方为基础，按配方量将上述盐用纯水溶解后与藻酸丙二醇酯的水溶液混合，混合溶液通过喷丝孔挤入凝固液中形成纤维，经水洗、干燥后制得海藻酸纤维。

其中，所述凝固液为质量百分比浓度为0.5-2.5%的CaCl₂、ZnCl₂、CuCl₂、FeCl₂、MgCl₂中的一种。即凝固液为一种水溶液，其溶质是CaCl₂、ZnCl₂、CuCl₂、FeCl₂、MgCl₂中的一种，溶剂为水，溶质的质量百分比浓度为0.5-2.5%。

其中，所述海藻酸与单价金属离子形成的盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种。

本发明还提供上述海藻酸纤维在医用敷料、面膜中的应用。

藻酸丙二醇酯是海藻酸与环氧丙烷酯化后得到的一种高分子材料，是一种无毒、无害、可生物降解的生物材料。以海藻酸为原料制备的藻酸丙二醇酯具有天然高分子的生物活性，同时具有增稠性、乳化性、稳定性、耐酸性等优良的理化性能。由于海藻酸中的羧酸基团被酯化，藻酸丙二醇酯是一种非离子型水溶液高分子。与海藻酸钠相比，藻酸丙二醇酯具有耐金属离子的特性。

本发明的海藻酸纤维是海藻酸盐和藻酸丙二醇酯的共混纤维，具有一般纤维的性能，可以被加工成纱线、机织物、针织物和非织造布材料，也可以用聚脂纤维或其它纤维包覆后形成包覆纱线。

本发明的海藻酸纤维在被加工成纱线、机织物、针织物和非织造布材料后，可以通过切割包装后形成医用敷料，用于流血流脓较多的伤口上，起到吸收伤口上脓血，保护伤口并促进其愈合的作用。

由于共混纤维在吸收大量的水分后被转换成胶体，胶体中含有大量的水分，使得人体被覆表面维持一个湿润的环境，因此可以作为面膜使用。

本发明的海藻酸纤维具有海藻酸的生物活性。由于共混纤维中加入了水溶性的非离子型藻酸丙二醇酯，在共混纤维与伤口渗出液接触时，一方面纤维中的藻酸丙二醇酯可以把大量的水分吸入纤维，从而增加纤维和由纤维加工成的医用敷料的吸湿性能;另一方面，藻酸丙二醇酯破坏了共混纤维中海藻酸盐的交联结构，使其更容易与伤口渗出液中的钠离子发生离子交换，因此改善了纤维的成胶性能和吸湿、保湿性能。

采用本发明的海藻酸盐与藻酸丙二醇酯共混纤维所制成的医用敷料由于比纯海藻酸盐纤维制成的医用敷料有更高的吸湿性，当使用在流血流脓较多的伤口上时可以延长产品的使用时间，减少敷料的更换次数，一方面可以降低护理伤口的成本，另一方面也减少了病人在更换敷料时的痛苦，而且对人体无毒副反应，能促进伤口的愈合。

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

具体实施方式

实施例1

海藻酸钙与藻酸丙二醇酯共混纤维的制备

3.6公斤的海藻酸钠粉末被溶解在80升的去离子水溶液中。在另一个容器中，0.4公斤的藻酸丙二醇酯被溶解在16升的去离子水中。在两种高分子充分溶解后，把两种溶液在一个容器中混合并充分搅拌后形成海藻酸钠与藻酸丙二醇酯质量比例为0.9/0.1的均匀的纺丝溶液。把纺丝溶液在压力下用计量泵在孔数为10000，孔径为80微米的喷丝板上挤入含质量百分比为1.0%CaCl₂的水浴中形成丝条，经过水洗干燥得到含海藻酸钙与藻酸丙二醇酯的共混纤维。所得到的纤维切断成5厘米长后用非织造布设备加工成非织造布，经过切割包装后加工成供治伤用的纱布。

按照实施例1步骤制备海藻酸钠与藻酸丙二醇酯不同质量比例的共混纤维，表1显示了六种样品中海藻酸钠与藻酸丙二醇酯的比例。

表1

样品序号	海藻酸钠与藻酸丙二醇酯质量比例
		1.	1/0
2.	0.995/0.005
		3.	0.9/0.1
4.	0.8/0.2
		5.	0.7/0.3
6.	0.5/0.5

实施例2

海藻酸锌与藻酸丙二醇酯共混纤维的制备

3.8公斤的海藻酸钠粉末被溶解在88升的去离子水溶液中。在另一个容器中，0.2公斤的藻酸丙二醇酯被溶解在8升的去离子水中。在两种高分子充分溶解后，把两种溶液在一个容器中混合并充分搅拌后形成海藻酸钠与藻酸丙二醇酯质量比例为0.95/0.05的均匀的纺丝溶液。把纺丝溶液在压力下用计量泵在孔数为10000，孔径为80微米的喷丝板上挤入含质量百分比1.0%ZnCl₂的水浴中形成丝条，经过水洗干燥得到含海藻酸锌与藻酸丙二醇酯的共混纤维。所得到的纤维切断成5厘米长后用非织造布设备加工成非织造布，经过切割包装后加工成供治伤用的纱布。

海藻酸纤维在水中的溶胀率的测试

称取约1 g纤维材料,放置在100 ml的去离子水中。一小时后，把溶胀后的材料取出,包裹在一片长丝织物中后,离心脱水2分钟，在塑料容器中称重(W₁)后在105℃下干燥至恒重,得到纤维的干重(W₂)。纤维在去离子水中的溶胀率=W₁/W₂。六种样品在去离子水中的溶胀率见表2。

表2

海藻酸钠与藻酸丙二醇酯质量比例	纤维的湿重(W₁)，克	纤维的干重(W₂)，克	纤维在水中的溶胀率（=W₁/W₂），克/克
				1/0	1.083	0.435	2.489
0.995/0.005	1.294	0.442	2.927
				0.9/0.1	1.299	0.361	3.598
0.8/0.2	2.581	0.425	6.073
				0.7/0.3	1.066	0.147	7.252
0.5/0.5	2.683	0.267	10.048

由表2中数据可以看出，含海藻酸钙与藻酸丙二醇酯的共混纤维在水中的溶胀率较纯的海藻酸钙纤维的溶胀率大大提高。

海藻酸纤维在生理盐水中的溶胀率的测试

称取约1 g纤维材料,放置在100 ml的生理盐水中(生理盐水为含0.9%氯化钠的水溶液)。一小时后，把溶胀后的材料取出,包裹在一片长丝织物中后,离心脱水2分钟，在塑料容器中称重(W₁)后在105℃下干燥至恒重,得到纤维的干重(W₂)。纤维在生理盐水中的溶胀率=W₁/W₂。六种样品在生理盐水中的溶胀率见表3。

表3

海藻酸钠与藻酸丙二醇酯质量比例	纤维的湿重(W₁)，克	纤维的干重(W₂)，克	纤维在生理盐水中的溶胀率（=W₁/W₂），克/克
				1/0	5.005	0.342	14.634
0.995/0.005	4.778	0.318	15.025
				0.9/0.1	4.24	0.262	16.183
0.8/0.2	3.429	0.209	16.406
				0.7/0.3	8.071	0.472	17.099
0.5/0.5	3.095	0.182	17.005

由表3中数据可以看出，含海藻酸钙与藻酸丙二醇酯的共混纤维在生理盐水中的溶胀率较纯的海藻酸钙纤维的溶胀率大大提高。

海藻酸纤维无纺布的制备及吸湿性测试

实施例1中的按0.9/0.1质量比例制备的含海藻酸钙与藻酸丙二醇酯的共混纤维被切断成5厘米长后用非织造布设备加工成每平方米120克重的针刺非织造布。所得到的非织造布被切割成5cm x 5cm, 10cm x 10cm 以及10cm x 20cm的纱布片。在测试纱布的吸湿性时，纱布被切割成5cm x 5cm 尺寸,测得的重量为W₁克。这块纱布被放置在比它重40倍的A 溶液中（英国药典规定的A溶液模仿了人体中钠和钙离子的含量，含有142毫摩尔氯化钠和2.5毫摩尔氯化钙），在直经为90mm的培养皿中37℃下放置30分钟后，用镊子挟住纱布的一角在空中挂30秒钟后测取纱布的湿重W₂克。（W₂-W₁）/W₁为单位重量的纱布的吸湿率。在同样的测试条件下，由实施例1中制备的含海藻酸钙与藻酸丙二醇酯的共混纤维无纺布的吸湿率为17.8克/克，而由纯海藻酸钙纤维制成的纱布的吸湿率为14.9克/克。

本发明在共混纤维中加入了水溶性的非离子型藻酸丙二醇酯，从而增加了纤维和由纤维加工成的医用敷料的吸湿性能，特别适用于在流血流脓较多的伤口上使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种海藻酸纤维，其特征在于由重量百分比配方为海藻酸盐50-99.5%和藻酸丙二醇酯0.5-50%组成。

2.根据权利要求1所述海藻酸纤维，其特征在于：所述重量百分比配方为海藻酸盐70-95%，藻酸丙二醇酯5-30%。

3. 根据权利要求1或2所述海藻酸纤维，其特征在于：所述海藻酸盐是由海藻酸与二价或多价金属离子形成的盐。

4.根据权利要求3所述海藻酸纤维，其特征在于：所述海藻酸盐为海藻酸钙、海藻酸锌、海藻酸铜、海藻酸铁、海藻酸镁中的一种。

5.一种权利要求1所述海藻酸纤维的制备方法，其特征在于：以海藻酸与单价金属离子形成的盐为载体，以水溶性的藻酸丙二醇酯为添加剂，按配方量将上述盐用纯水溶解后与藻酸丙二醇酯的水溶液混合，混合溶液通过喷丝孔挤入凝固液中形成纤维，经水洗、干燥后制得海藻酸纤维。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述凝固液为质量百分比浓度为0.5-2.5%的CaCl₂、ZnCl₂、CuCl₂、FeCl₂、MgCl₂中的一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述海藻酸与单价金属离子形成的盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种。

8.一种上述任一权利要求所述海藻酸纤维在医用敷料、面膜中的应用。