CN103469365A - 用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医用材料领域，特别公开了一种用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法。该用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：由质量分数为50-95%的海藻酸组份和5-50%的壳聚糖组份组成。本发明加工工艺不涉及有机试剂或有机化学反应，反应体系温和，条件可控，不存在毒性交联剂或助剂等残留问题，所用材料、试剂等均具有良好的生物安全性，大大降低了临床应用的安全性风险；此外，本发明工艺简单可控，大幅度降低了制备过程中风险管理的难度，具有良好的产品转化可行性。

Description

用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法

（一）        技术领域

    本发明属于生物医用材料领域，特别涉及一种用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法。

（二）        背景技术

控制出血、防止感染、加速愈合以及再生修复是关系到各类临床手术成败的主要问题，也是广大医务工作者最为关注并一直着力改善的难题。止血、消炎、愈合、修复是术后机体修复的几个关键步骤，也直接关系到临床治疗的愈后质量。二十世纪七十年代初期，美国FDA已将海藻酸作为“公认安全物质”的食品和药品添加剂，海藻酸基生物材料作为伤口敷料、临时性输尿管引流支架以及骨移植替代物等产品已通过FDA批准上式。在创面止血领域，海藻酸敷料是临床普遍应用的创伤敷料之一，其临床效果已得到证实，且由于其资源丰富、价格低廉、安全低风险，因此已成为临床外科止血的必选材料之一。

海藻酸基材料作为创伤敷料有海绵、粉末、凝胶等多种形式，其中，海藻酸纤维以及在此基础上后期加工制成的无纺布材料，由于具有更高的力学性能、渗出液吸收、凝胶阻塞以及携带/使用方便等优点，已逐渐成为研究、开发的热点产品。迄今，已有许多海藻酸纤维用于医用敷料的研究报道和产品专利，也有相关产品已通过cFDA批准上市，已成为生物医用材料中成果转化情况良好的产品之一，为更好满足临床需求提供了更多选择。虽然目前临床所用的海藻酸纤维及其相关产品的湿性愈创功能已得到普遍认可，但仍有许多性能尚需改善或提升，例如机械强度不足、渗透液吸收能力需提高等，此外，若能在保持其医用敷料功能的基础上再兼具止痛、抑菌等功能，则不仅可大大提高产品的技术附加值，提升产业价值，更能有效满足日益提高的临床需求。

秦益民在专利“一种海藻酸纤维及其制备方法和应用（CN102828285A）”中，公开了一种吸湿性更强的海藻酸与藻酸丙二醇酯共混纤维的制备方法，该纤维由50-99.5%海藻酸盐和0.5-50%藻酸丙二醇酯共混制成，由于增加了水溶性的非离子型藻酸丙二醇酯，从而增加了吸湿性能，特别适合于流血流脓较多的伤口使用，可延长产品使用时间，减少敷料更换次数，促进伤口愈合。周立新在专利“一种医用敷料非织造布用的海藻酸纤维的处理方法（CN103147302A）”中，则提出了一种将海藻酸纤维短切后以乳化剂处理获得乳化海藻酸纤维的方法，从而得到具有理想强度和优异韧性的纤维，有效解决了单纯海藻酸纤维机械强度欠佳的难题。徐霞等人在专利“一种载银海藻酸纤维及其制备方法（CN103074777A）”中，则以二氧化硅为纳米银颗粒载体，利用浸渍或喷涂法将其负载到海藻酸纤维表面，从而获得具有抗菌性能的海藻酸纤维，其中的阴离子可缓慢释放从而产生稳定的抑菌作用。张国防等人也在专利“一种具有抗菌作用的含银海藻酸纤维及制备方法（CM101450222）”中，将90.0-99.9%的海藻酸钠粉末与0.1-10%的银化合物颗粒混合，制备了一种具有抗菌作用的含银海藻酸纤维，实验证实，该法制备的海藻酸纤维有效抑制伤口上细菌的增殖且安全无毒。

（三）        发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种制备工艺简单、性能良好的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：由质量分数为50-95%的海藻酸组份和5-50%的壳聚糖组份组成。

本发明将海藻酸和壳聚糖共混直接制备海藻酸复合纤维。众所周知，壳聚糖止血愈创敷料是目前理想的止血愈创材料。壳聚糖有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖；壳聚糖还具有促进血液凝固的作用，壳聚糖分子上的正电荷可与红细胞表面的负电荷结合，使红细胞聚集，最终启动止血功能；壳聚糖还有抑制瘢痕和促进伤口愈合等作用，壳聚糖能激活免疫细胞、炎性细胞、巨噬细胞、成纤维细胞以及血管内皮细胞的活性，在创面愈合过程中，壳聚糖可通过影响FGF的分泌来刺激成纤维细胞生成和胶原蛋白合成。因此，壳聚糖的引入不仅可有效改线纤维的强度和韧性，而且吸湿性、止血性、抑菌性和镇痛效果等均得到改善。

其优选的原料配比为：由质量分数为60-90%的海藻酸组份和10-40%的壳聚糖组份组成。

其中，所述海藻酸组份为海藻酸与单价金属离子形成的盐，是海藻酸钠、海藻酸钾和海藻酸铵中的一种或多种。

所述壳聚糖组份为水溶性，为羧甲基甲壳素、羧甲基壳聚糖、羟丙基甲壳素、羟丙基壳聚糖、羟乙基甲壳素和羟乙基壳聚糖中的一种或多种。

本发明所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备方法为：用无菌去离子水将海藻酸组份和壳聚糖组份分别配制成质量分数为2-10%和1-4%的溶液，将上述两种溶液按8-9:1-2的重量比混合成纺丝溶液，通过喷丝孔挤入凝固液中形成复合纤维，水洗后，再浸入氯化锌溶液中，再次水洗，干燥得到产品。

本发明由于引进了壳聚糖组份，不仅具有更好的机械性能和吸湿性能，止血性能更为良好且兼具抑菌、消炎、镇痛功能并可促进伤口愈合，且上述生物学活性或功能均由复合纤维中的材料壳聚糖提供，未通过借助载负非外源性生长因子、抗炎或镇痛药物、抑菌剂产生，因此并未因增加或增强多项性能而使其工艺复杂化，整个工艺简单有效、科学合理，不仅大大降低了质量监控难度，而且大幅度减少了成果转化的成本，因此具有很好的生产可行性。

此外，为进一步提高该纤维的凝血性，使其更能符合急性创伤或大出血等临床止血的需求，本发明中将制备的海藻酸-壳聚糖复合纤维再经锌离子处理使其凝血作用再次提升，从而显著提高止血效率。

所述凝固液为质量分数为0.5-5%的氯化钙溶液或钙离子缓释体系。

所述氯化锌溶液的质量分数为0.5-5%。

所述钙离子缓释体系为硫酸钙/葡萄糖酸内酯体系、碳酸钙/葡萄糖酸内酯体系、磷酸二钙/葡萄糖酸内酯体系和葡萄糖酸钙溶液中的一种或多种。

本发明的产品除作为常规敷料用于临床外，还增强了抗菌性、止血效果和愈合质量，同时大大降低了患者的感染几率和疼痛度，不仅大大提高了常见创伤的修复效果，对于慢性溃疡、糖尿病足、褥疮以及出血出脓量较多的伤口也有很好的治疗作用，显著提高了患者的顺应性，扩展了临床应用范围。

本发明加工工艺不涉及有机试剂或有机化学反应，反应体系温和，条件可控，不存在毒性交联剂或助剂等残留问题，所用材料、试剂等均具有良好的生物安全性，大大降低了临床应用的安全性风险；此外，本发明工艺简单可控，大幅度降低了制备过程中风险管理的难度，具有良好的产品转化可行性。

（四）        具体实施方式

下面采用具体的实施例用于详细阐述本发明用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备过程。

实施例1

本发明用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备步骤如下：

采用海藻酸钠和羧甲基壳聚糖为原料制备复合纤维，凝固液为氯化钙溶液。

（1）称取海藻酸钠粉末适量以去离子水配制成5%（w/v）的溶液，所述海藻酸钠分子量约为15KD，M/G比例约为0.65；

（2）称取羧甲基壳聚糖粉末适量，以去离子水配制成3.5%（w/v）的溶液，所述羧甲基壳聚糖分子量约为35KD，取代度约为1.0；

（3）将上述两种溶液以9:1比例混合，轻轻搅拌使其混匀，真空脱气，制备纺丝溶液；

（4）将纺丝溶液通过300μm孔径的喷丝孔挤入4.5%（w/v）的氯化钙溶液中，35℃下获得海藻酸-壳聚糖复合纤维；

（5）水洗去除残余凝固液后，再将所得纤维浸入4.5%（w/v）的氯化锌溶液中，35℃处理10min；

（6）水洗去除残余氯化锌溶液，干燥，得到成形的海藻酸-壳聚糖复合纤维。

实施例2

本发明用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备步骤如下：

采用海藻酸钠和羧甲基壳聚糖为原料制备复合纤维，凝固液为氯化钙溶液。

（1）海藻酸溶液浓度为4%（w/v），其余同实施例1；

（2）同实施例1；

（3）将上述两种溶液以8.5:1.5比例混合，轻轻搅拌使其混匀，真空脱气，制备纺丝溶液；

（4）将纺丝溶液通过300μm孔径的喷丝孔挤入5%（w/v）的氯化钙溶液中，25℃下获得海藻酸-壳聚糖复合纤维；

（5）水洗去除残余凝固液后，再将所得纤维浸入5%（w/v）的氯化锌溶液中，35℃处理3min；

（6）同实施例1。

实施例3

本发明用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备步骤如下：

采用海藻酸钠和羟乙基壳聚糖为原料制备复合纤维，凝固液为氯化钙溶液。

（1）同实施例1；

（2）称取羟乙基壳聚糖粉末适量，以去离子水配制成3.5%（w/v）的溶液，所述羟乙基壳聚糖分子量约为30KD，取代度约为0.8；

（3）同实施例1；

（4）同实施例2；

（5）同实施例2；

（6）同实施例1。

实施例4

本发明用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备步骤如下：

采用海藻酸钠和羟丙基壳聚糖为原料制备复合纤维，凝固液为氯化钙溶液。

（1）海藻酸溶液浓度为7%（w/v），其余同实施例1；

（2）称取羟丙基壳聚糖粉末适量，以去离子水配制成4%（w/v）的溶液，所述羟丙基壳聚糖分子量约为30KD，取代度约为1.0；

（3）将上述两种溶液以8:2比例混合，轻轻搅拌使其混匀，真空脱气，制备纺丝溶液；

（4）将纺丝溶液通过300μm孔径的喷丝孔挤入7%（w/v）的氯化钙溶液中，30℃下获得海藻酸-壳聚糖复合纤维；

（5）水洗去除残余凝固液后，再将所得纤维浸入7%（w/v）的氯化锌溶液中，35℃处理2min；

（6）水洗去除残余氯化锌溶液，干燥，得到成形的海藻酸-壳聚糖复合纤维。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其他形式的限制，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 (8)

1.一种用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：由质量分数为50-95%的海藻酸组份和5-50%的壳聚糖组份组成。

2.根据权利要求1所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：由质量分数为60-90%的海藻酸组份和10-40%的壳聚糖组份组成。

3.根据权利要求1或2所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：所述海藻酸组份为海藻酸与单价金属离子形成的盐，是海藻酸钠、海藻酸钾和海藻酸铵中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维，其特征在于：所述壳聚糖组份为水溶性，为羧甲基甲壳素、羧甲基壳聚糖、羟丙基甲壳素、羟丙基壳聚糖、羟乙基甲壳素和羟乙基壳聚糖中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：用无菌去离子水将海藻酸组份和壳聚糖组份分别配制成质量分数为2-10%和1-4%的溶液，将上述两种溶液按8-9:1-2的重量比混合成纺丝溶液，通过喷丝孔挤入凝固液中形成复合纤维，水洗后，再浸入氯化锌溶液中，再次水洗，干燥得到产品。

6.根据权利要求5所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：所述凝固液为质量分数为0.5-5%的氯化钙溶液或钙离子缓释体系。

7.根据权利要求5所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：所述氯化锌溶液的质量分数为0.5-5%。

8.根据权利要求6所述的用于创伤修复的海藻酸-壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：所述钙离子缓释体系为硫酸钙/葡萄糖酸内酯体系、碳酸钙/葡萄糖酸内酯体系、磷酸二钙/葡萄糖酸内酯体系和葡萄糖酸钙溶液中的一种或多种。