CN103394117B - 一种自粘型复合活性炭纤维敷料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自粘型复合活性炭纤维敷料及其制备方法，所述敷料由金属离子改性的活性炭纤维无纺布层和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层构成。分别制备金属离子改性的活性炭纤维无纺布层和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层之后，按照金属离子改性的活性炭纤维无纺布在上，茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布在下的顺序叠装，然后置于干燥器中，在50～80℃条件下反应1～1.5h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。既发挥了活性炭纤维的高效吸液性能，又发挥了壳聚糖与金属离子的抗菌性能，该敷料能有效地吸附伤口创面所渗出的血浆和脓胞等渗出物，而不粘连伤口，并促进肉芽生长、加快伤口愈合。

Description

一种自粘型复合活性炭纤维敷料及其制备方法

技术领域

本发明属于医用敷料领域，具体涉及一种自粘型复合活性炭纤维敷料及其制备方法。

背景技术

以活性炭纤维为基础制成的医用敷料是一种新型的敷料。由于炭布具有丰富的微孔和高的比表面积，故能有效地吸着微生物及化学物质，且有除臭效应。吸附剂本身无毒，不会引起组织的不良变化，不产生色素，不会发生肉芽粘连。据介绍，与其它治疗方法比较，仅需1/4时间即可治愈。此法适用于大面积高度烧伤。高度烧伤时，可将炭布卷成管状使用。对于Ⅲ度烧伤表面达25％的病人使用该吸附剂，排除了必须用移植皮肤治疗的方法。针对伤口和产生褥疮时出现化脓性并发症时，可实现排脓。这种炭布可有效吸附伤口的脓水。用这种炭布包扎2—3 次后，已经有助于伤口的良好清理，减少了伤口周围的水肿和充血，减少了伤口的疼痛。对伤口坏死组织的去除比在一般控制情况下快 1-2 昼夜出现。在研究过程中，炭布吸附剂做过动物及临床试验，认为炭布的吸湿性有效地保证了从组织向外引流渗出液，防止毒物 (蛋白络合物、毒素、细菌和微生物) 渗入淋巴和血液。由于炭布的吸附活性加快了皮肤皮膜的恢复过程，大大减少了重要物质(蛋白质、激素、酶、维生素、电介质)的损失，减少了发展成脓毒病的可能性。明显改善综合治疗效果，缩短病人治疗期，减少死亡率，无禁忌症。

随后国内外对活性炭纤维进行了不断地研究。但现有技术中的活性炭纤维都存在许多技术问题如吸附能力低、抗菌性能差等缺点，不便于负载药物和医药临床使用。在现有的复合活性炭纤维敷料中多数需要加入粘合剂使活性炭纤维与其他敷料复合，然而由于新出现的肉芽颜色粉红鲜艳、颗粒细、触碰易出血，使得这种敷料在去除时容易粘连伤口，破坏新生肉芽，从而对伤口产生二次伤害。

发明内容

本发明的目的在于针对现有活性炭纤维敷料的缺点，采用多层复合的方法提高活性炭纤维的吸液性及抗菌性能，提供一种复合层之间未添加任何粘合剂的自粘型复合活性炭纤维敷料及其制备方法。

本发明，所述自粘型复合活性炭纤维敷料，由上层金属离子改性的活性炭纤维无纺布层和下层茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层构成，在金属离子改性活性炭纤维无纺布层和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层之间未添加任何粘合剂。

本发明，所述自粘型复合活性炭纤维敷料的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：

A）将金属离子加入乙二醇水溶液中，并使其均匀分散在溶液中, 配成一定金属离子浓度的乙二醇水溶液，然后用喷雾器将含金属离子的乙二醇溶液喷在活性炭纤维无纺布上，或者将活性炭纤维无纺布浸泡在含金属离子的乙二醇溶液中，然后在50℃条件下干燥，制备得到一定质量比的金属离子与活性炭纤维黏胶基复合活性碳纤维无纺布；

B）将茶多酚与壳聚糖按比例混合后，采用常规的湿法纺丝工艺方法，制备含有茶多酚的复合壳聚糖纤维，然后，再按照常规的无纺布制造工艺，将含有茶多酚的复合壳聚糖纤维切短成短纤维，经梳理、铺网、针刺等工序制成含有茶多酚的复合壳聚糖纤维无纺布；

C）分别将金属离子改性的活性炭纤维无纺布和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布剪切成型； 

D）按照金属离子改性的活性炭纤维无纺布在上，茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布在下的顺序叠装，然后置于干燥器中，在50～80℃条件下反应1～1.5h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。

本发明，所述活性炭纤维是包括粘胶基、沥青基、PAN 基、天然植物纤维基等系列的活性炭纤维。

本发明，所述改性活性炭纤维无纺布中所使用的金属离子，可以金属离子化合物的形式加入，如醋酸锌，氧化锌，硝酸锌，磺胺嘧啶银等，所加入的金属离子化合物与活性炭纤维无纺布的质量比为1:5～1:10。

本发明，所述茶多酚与壳聚糖的质量比为1:5～1:15。

本发明，所述无机抗菌金属离子的抗菌机理为：①接触反应机理。金属离子接触微生物，可使微生物蛋白质结构破坏，从而造成微生物死亡或产生功能障碍。这是由于金属离子带有正电荷，当微量金属离子接触到微生物的细胞膜时，与带负电荷的细胞膜发生库仑吸引，使两者牢固结合，金属离子穿透细胞膜进入微生物体内，与微生物体内蛋白质上的巯基、氨基等发生作用，使蛋白质凝固，破坏微生物合成酶的活性，并可能干扰微生物DNA的合成，造成微生物丧失分裂增殖能力而死亡。例如，银离子与蛋白巯基的结合破坏了微生物的电子传输系统、呼吸系统、和物质传输系统。另外，金属离子一般是负载在缓释性载体上，在使用过程中具有抗菌性能的金属离子逐渐释放，而在低浓度下抗菌金属离子就有抗菌效果，因此，通过抗菌金属离子的缓慢释放，无机抗菌剂可发挥持久的抗菌效果。

②活性氧机理。活性氧机理假说认为，有些微量的金属元素(如银、锌)，能起到催化活性中心的作用。该活性中心能吸收环境的能量(如紫外光)，激活吸附在材料表面的空气或水中的氧，产生羟基自由基和活性氧离子，它们能氧化或使细菌细胞中的蛋白质、不饱和脂肪酸等发生反应，从而破坏细菌细胞的增殖能力，达到抑制或杀灭细菌的目的。

本发明，所述茶多酚本身具有很强的抗氧化功能和抗菌功能，其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂BHT和BHA的4～6倍，是VE的6～7倍，且用量少，无合成物的潜在毒副作用，所以将其引入壳聚糖中既可以达到增强壳聚糖本身的抗菌性的作用，又可以提高产品的消炎性和保存期限。但在本发明之前，没有人阐述或认识到茶多酚在创伤方面具有巨大的潜力，而且可以成为抵御细菌存在和生长的有力武器，而细菌的存在和生长是创伤感染最常见最致命的，而且也没有人认识到可生产适宜的创伤护理感染最常见最致命的，而且也没有人认识到可生产适宜的创伤护理产品以实现此目的，与应用消毒剂和毒性金属离子相比，实现目的的同时不存在使细菌对抗生素产生多重耐药的危险，或者不存在对组织造成损害的危险。此外，茶多酚本身不具有粘性，但是由于其结构中含有邻苯二酚结构，可以与某些金属离子发生配位键合作用，因此在加入某些金属离子后可以增强其粘性。

本发明，利用在一定加热条件下茶多酚中邻苯二酚结构与金属离子之间的配位键合作用，有效的将活性炭纤维无纺布与壳聚糖纤维无纺布结合在一起，即发挥了活性炭纤维的高效吸液性能，又发挥了壳聚糖与金属离子的抗菌性能，从而制备了一种具有复合功能的医用敷料，该敷料能有效地吸附伤口创面所渗出的血浆和脓胞等渗出物，而不粘连伤口，并促进肉芽生长、加快伤口愈合。不仅解决了单组分医用敷料吸液性差或抗菌性能差的缺点，并且解决了各种粘合剂所带来的容易粘连伤口，损害肉芽生长的缺点。

本发明产品主要用于治疗Ⅱ度以上烧伤、Ⅱ度以上烫伤、化脓性伤口、创伤、褥疮、各种外科手术伤口等。 

附图说明

附图为实施例1活性炭纤维加入金属离子之前后及加入复合层前后抑菌性能效果图。其中：图1-1 为未添加金属离子活性炭纤维在大肠杆菌周围的抑菌圈照片图；图1-2为未添加金属离子活性炭纤维底部对大肠杆菌的抑菌效果照片图；图1-3为未添加金属离子活性炭纤维表面的细菌生长状况照片图；图2-1为金属离子改性活性炭纤维在大肠杆菌周围的抑菌圈照片图；图2-2 为金属离子改性活性炭纤维底部对大肠杆菌的抑菌效果照片图；图2-3为金属离子改性活性炭纤维表面的细菌生长状况照片图；图3为未加入复合活性炭纤维时细菌数量照片图；图4为加入复合活性炭纤维后细菌数量照片图。

具体实施方式

实施例1：

由乙二醇与水的体积比为1:5配制乙二醇水溶液，将10g的纳米醋酸锌加入到40g的乙二醇水溶液中，并使其均匀分散在溶液中,配成金属离子化合物浓度为20wt%的含醋酸锌的乙二醇溶液，活性炭纤维采用粘胶基活性碳纤维无纺布，用喷雾器将含醋酸锌的乙二醇溶液喷在80g的粘胶基活性碳纤维无纺布上，然后在50℃条件下干燥，制备得到醋酸锌与活性炭纤维的质量比为1:8的粘胶基复合活性碳纤维无纺布。

将质量比为1:10的茶多酚与壳聚糖混合后，采用常规的湿法纺丝工艺方法，制备含有茶多酚的复合壳聚糖纤维，然后，再按照常规的无纺布制造工艺，将含有茶多酚的复合壳聚糖纤维切短成短纤维，经梳理、铺网、针刺等工序制成茶多酚与壳聚糖质量比为1:10的复合壳聚糖纤维无纺布。其中，在湿法纺丝工艺中，原料溶液中包括浓度为0.3wt%茶多酚和3wt%壳聚糖的混合醋酸水溶液，醋酸水溶液是指体积比为5%的醋酸水溶液。

所制备的金属离子改性的活性炭纤维无纺布和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布的厚度分别为1～1.5mm，制成后的自粘型复合活性炭纤维敷料的总厚度为2～3mm。

分别将金属离子改性的活性炭纤维无纺布和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布剪切成型，所述上层金属离子改性的活性炭纤维无纺布层和下层茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层的形状相同，其形状可以为长方形、正方形或圆形。

按照金属离子改性的活性炭纤维无纺布在上，茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布在下的顺序叠装，然后置于干燥器中，在50℃条件下反应1.5h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。并对这种复合活性炭纤维敷料进行了性能测试:

（1）用抑菌圈测试法测定未添加金属离子之前活性炭纤维单独作用时对大肠杆菌抑菌性能如图1-1～图1-3所示，图1-1～图1-3为活性碳纤维贴于金黄色葡萄球菌培养基上培养24h后的情况，从图1-1中可以看出试样周围没有明显的抑菌圈出现，即抑菌带宽度H＝0，图1-2表明，移开试样后，底下的细菌有一部分繁殖，这说明活性炭纤维的抑圈效果有限。

（2）按醋酸锌与活性炭纤维的质量比为1:8的比例加入金属离子后黏胶基复合活性碳纤维无纺布单独作用时对大肠杆菌抑菌效果如图2-1～图2-3所示。图2-1～图2-3为活性碳纤维贴于大肠杆菌培养基上培养24h后的情况，从图2-1中可以看出试样周围没有明显的抑菌圈出现，即抑菌带宽度H=0，通过图2-2可以看出，移开试样后，底下细菌的繁殖有所抑制，抑圈效果良好。这说明加入金属离子后，活性炭纤维的抑菌能力有了一定程度的提高。

（3）用振荡法对上述复合材料进行抗菌性能测试，其结果如图3和图4所示。从图3和图4，可以看出，复合活性炭纤维的抗菌性能比活性炭纤维单独作用时的抗菌性能有了明显的提高，其抗菌效果达到99.5%以上。

实施例2：

参照实施例1，按磺胺嘧啶银与活性炭纤维的质量比为1:10的沥青基复合活性碳纤维无纺布和制备茶多酚与壳聚糖质量比为1:12的复合壳聚糖纤维无纺布，并分别剪切成型。

将磺胺嘧啶银与活性炭纤维的质量比为1:10的沥青基复合活性碳纤维无纺布同茶多酚与壳聚糖质量比为1:12的壳聚糖纤维无纺布按照活性炭纤维布在上，壳聚糖无纺布在下的顺序置于干燥器中，在80℃条件下反应1h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。并对这种复合活性炭纤维敷料进行了性能测试:

取复合壳聚糖纤维0.5g, 完全浸没于纯化水中，静置2min，取出，平置于布氏漏斗上，待重力下无液体下漏时，用镊子取出至称量盘中，称取吸水后的重量为6.3g,得壳聚糖纤维的吸水倍率为12.6倍，取本实施例制备的复合活性炭纤维0.5g，完全浸没于纯化水中，静置2min，取出，平置于布氏漏斗上，待重力下无液体下漏时，用镊子取出至称量盘中，称取吸水后的重量为15.6g,得复合活性炭纤维的吸水倍率为31.2倍，由此可以看出本复合活性炭纤维综合了活性炭纤维强大的吸液能力，与壳聚糖纤维相比其吸液能力有了明显的提高。

实施例3：

参照实施例1，按氧化锌与活性炭纤维的质量比为1:10的PAN 基复合活性碳纤维无纺布和制备茶多酚与壳聚糖质量比为1:15的复合壳聚糖纤维无纺布，并分别剪切成型。

将氧化锌与活性炭纤维的质量比为1:10的PAN 基复合活性碳纤维无纺布同茶多酚与壳聚糖质量比为1:15的壳聚糖纤维无纺布按照活性炭纤维布在上，壳聚糖无纺布在下的顺序置于干燥器中，在60℃条件下反应1.3h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。

将以上条件下制备的复合活性炭纤维敷料作用于患者伤口，一天后取下，发现这种敷料并没有粘连患者伤口，并未对患者造成二次伤害。

实施例4： 

参照实施例1，分别制备硝酸锌与活性炭纤维的质量比为1:5的天然植物蔗渣纤维基复合活性碳纤维无纺布和制备茶多酚与壳聚糖质量比为1:8的复合壳聚糖纤维无纺布，并分别剪切成型。

将硝酸锌与活性炭纤维的质量比为1:5的天然植物蔗渣纤维基复合活性碳纤维无纺布同茶多酚与壳聚糖质量比为1:8的壳聚糖纤维无纺布按照活性炭纤维布在上，壳聚糖无纺布在下的顺序置于干燥器中，在70℃条件下反应1.2h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料。

将上述敷料进行动物实验：

国产小白鼠6只（标准小白鼠均身体健康，通过实验动物标准检测）于实验前一周购入，每只单笼喂养，混合给予相同饮食，自由饮水与摄食。体重分别为200.03g、201.5 g、199.0 g、202.5 g、201.3g、205.4g，术前常规进食。房间温度保持在20～25℃之间。实验的动物被随机分为3组，见表1：

表1 实验分组列表

分组	处置	动物数量（只）	创面标本数量（个/只）
				实验组（A组）	本实施例所制备的自粘型复合活性炭纤维敷料	2	4
对照组一（B组）	金属离子改性的活性炭纤维敷料	2	4
				对照组二（C组）	复合壳聚糖纤维敷料	2	4

创面设计：

创面模型设计：创面分布于小白鼠背部两侧，每侧2个创面，1cm×1cm.创面有渗血，

实验结果：

表2 创面愈合实验结果

组别	动物只数	术后1天	术后3天	术后10天	术后20天
						A组	2	明显发红	轻微发红	轻微发红	正常
		明显肿胀	轻微肿胀	轻微肿胀	无肿胀
								未粘连	未粘合	未粘合	未粘合
		无渗液	无渗血	无渗血	无渗血
						B组	2	明显发红	明显发红	轻微发红	轻微发红
		明显肿胀	明显肿胀	轻微肿胀	轻微肿胀
								未粘连	未粘连	未粘合	未粘合
		无渗液	无渗液	无渗血	无渗血
						C组	2	明显发红	发红现象略有减轻	轻微发红	轻微发红
		明显肿胀	肿胀现象略有减轻	轻微肿胀	轻微肿胀
								未粘连	未粘连	未粘合	未粘合
		有渗液	略有渗液	无渗血	无渗血

实验结论：A组创口愈合情况明显优于B组和C组，这说明复合活性炭纤维敷料比单纯的金属离子改性活性炭纤维敷料和复合壳聚糖敷料具有更好的促进创面愈合的作用。

Claims (2)

1.一种自粘型复合活性炭纤维敷料，其特征在于：由上层金属离子改性的活性炭纤维无纺布层和下层茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层构成，在金属离子改性活性炭纤维无纺布层和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布层之间未添加任何粘合剂，其制备方法包括如下工艺步骤：

A）将金属离子加入乙二醇水溶液中，并使其均匀分散在溶液中, 配成一定金属离子浓度的乙二醇水溶液，然后用喷雾器将含金属离子的乙二醇溶液喷在活性炭纤维无纺布上，或者将活性炭纤维无纺布浸泡在含金属离子的乙二醇溶液中，然后在50℃条件下干燥，制备得到一定质量比的金属离子与活性炭纤维的复合活性碳纤维无纺布；

B）将茶多酚与壳聚糖按比例混合后，采用常规的湿法纺丝工艺方法，制备含有茶多酚的复合壳聚糖纤维，然后，再按照常规的无纺布制造工艺，将含有茶多酚的复合壳聚糖纤维切短成短纤维，经梳理、铺网、针刺工序制成含有茶多酚的复合壳聚糖纤维无纺布；

C）分别将金属离子改性的活性炭纤维无纺布和茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布剪切成型；

D）按照金属离子改性的活性炭纤维无纺布在上，茶多酚与壳聚糖制成的复合壳聚糖纤维无纺布在下的顺序叠装，然后置于干燥器中，在50～80℃条件下反应1～1.5h，取出，得到一种自粘型复合活性炭纤维敷料；

其中：所述金属离子是以金属化合物的形式加入，所加入的金属化合物与活性炭纤维无纺布的质量比为1:5～1:10；所述金属化合物为醋酸锌、氧化锌、硝酸锌或磺胺嘧啶银；所述茶多酚与壳聚糖的质量比为1:5～1:15；所述乙二醇水溶液为乙二醇与水的体积比是1:5。

2.根据权利要求1所述的自粘型复合活性炭纤维敷料，其特征在于：所述活性炭纤维为粘胶基、沥青基、PAN 基、天然植物纤维基系列的活性炭纤维。