CN103920179B - 一种石墨烯伤口敷料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯伤口敷料，包括至少一层基底层和一层抗菌层，所述抗菌层通过热粘接法或化学结合法设置在基底层上。本发明由于采用固体分散石墨烯对人体细胞正常发育、代谢不产生影响，细菌在石墨烯上无法生长使得伤口敷料抑菌效果十分安全有效；基底层和抗菌层的结构布置能长期有效的抗菌、防止伤口敷料老化，柔软耐磨，并可重复利用；由于石墨烯具有巨大的比表面积，可以吸收大量的组织分泌物、脓液、血液等体液，而且其抗粘性致使不会结成硬痂，轻微结痂易于分离，使得创伤处换药、处理十分方便。

Description

一种石墨烯伤口敷料
技术领域
本发明涉及一种伤口敷料，具体涉及一种石墨烯伤口敷料。
背景技术
伤口敷料通常用来填塞和包扎伤口，一般由纱布或棉布等原料组成，而这些原料本身无抑菌功能。染血迹的伤口敷料容易繁殖细菌，造成伤口感染，难以愈合。伤口分泌物在伤口敷料上吸附、干燥最终与伤口干枯形成结痂，为后续处理带来困难，也为患者带来痛苦。
石墨烯，一种sp2杂化的、新型的二维碳纳米材料，它可折叠成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管，堆垛成三维的石墨[Rao，C．N．R．；Biswas，IC；Subrahmanyam,kS．；Govindaraj，A．Graphene，thenewnanocarbon．JournalofMaterialsChemistry2009，19．]。自从石墨烯的发现，全球来自不同领域的科学家对石墨烯的物理化学、电学、光学、机械等性质进行了深入的研究，并已在理论物理、复合物、能源、催化、电子器件、光学探测等领域取得了突破性进展[He，S．；Song，B．；Li，D．；Zhu，C．；Qi，W．；Wen，Y．；Wang，L．；Song，S．；Fang,H．；Fan，C．AGrapheneNanoprobeforRapid，Sensitive，andMulticolorFluorescentDNAAnalysis．AdvancedFunctionalMaterials2010，20，453-459．]。近年来，研究者对石墨烯的合成方法上进行了深入的研究，石墨烯根据其化学组成和合成方法主要可以分为三大类，分别为：石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯。石墨烯是一种用化学气相沉积方法制备的石墨烯，其元素组成全部为碳原子，这种石墨烯具有大尺寸，导电性能好等优点，在电子器件等领域具有广泛的应用前景[Li，X．；Wang，X．；Zhang，L．；Lee，S．；Dai，H．ChemicallyDerived，UltrasmoothGrapheneNanoribbonSemiconductors．Science2008，319，1229-1232．]。氧化石墨烯(grapheneoxide，Go)是一种对石墨用浓酸或强氧化剂氧化处理后经超声制备的一种石墨烯的含氧衍生物，因氧化条件不同，所获得的氧化石墨烯尺寸一般在十纳米到几百纳米乃至微米之间。氧化石墨烯具有良好的水分散能力和生物相容性，而且其表面含有大量的有氧活性官能团，如羧基、羰基、羟基、和环氧基等，使得其易于进行表面能功化，从而使得氧化石墨烯在生物医学领域具有广阔的应用前景[He，S．；Song，B．；Li，D．；Zhu，C．；Qi，W．；Wen，Y．；Wang，L．；Song，S．；Fang,H．；Fan，C．AGrapheneNanoprobeforRapid，Sensitive，andMulticolorFluorescentDNAAnalysis．AdvancedFunctionalMaterials2010，20，453-459．:Yang,IC；Wan,J．；Zhang,S．；Tian,B．；Zhang,Y．；LiuZ．Theinfluenceofsurfacechemistryandsizeofnanoscalegrapheneoxideonphotothermaltherapyofcancerusingultra-lowlaserpower．Biomaterials2012，33，2206-2214．]。通过对氧化石墨烯进行还原处理可以制备出一种在组成上介于石墨烯和氧化石墨烯之间的还原氧化石墨烯，这种石墨烯在电子传递等方面的性质类似于石墨烯，但其在制备成本上较石墨烯有优势，这使得还原氧化石墨烯同样具有广泛的应用前景[Robinson,J．T．；Tabakman,S．M．；Liang,Y．；Wang,H．；SanehezCasalongue，H．；Vinh,D．；Dal，H．UltrasmallReducedGrapheneOxidewithHighNear-InfraredAbsorbanceforPhotothermalTherapy．ZAm．Chem．Soc．2011，133，6825-6831．]。目前，石墨烯、氧化石墨烯和石墨烯的其他衍生物已经被广泛用于生物医学领域的研究，并在生物传感器、抗肿瘤药物、光敏剂、基因的输送，肿瘤的光热治疗领域取得了突破性进展。
发明内容
本发明为了解决现有伤口敷料易滋生细菌、易粘连等问题而导致的使用效果，提供了一种具有抑菌、防粘连的石墨烯伤口敷料。
本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：一种石墨烯伤口敷料，其特征在于：包括至少一层基底层和一层抗菌层，所述抗菌层通过热粘接法或化学结合法设置在基底层上，所述基底层由棉布、纱布或无纺布制成，所述的抗菌层由石墨烯制成。
进一步的，所述无纺布生产用纤维是丙纶、涤纶、锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶、氯纶的一种。
进一步的，所述石墨烯采用干法生产的固体分散石墨烯。
更进一步的，所述固体分散石墨烯主要成分为单层石墨烯或多层石墨烯。
进一步的，所述热粘接法步骤是：将干法生产的石墨烯经超声波粉碎机粉碎至10～50um颗粒，干燥后备用；将基底层料按伤口敷料设定尺寸剪裁好，缠绕在卷轴上，置于喷粘机上；将石墨烯颗粒装于料仓中，启动料仓加热装置，温度控制在基底料软化温度以上5～8℃；开动送料装置，设置基底层料的送料速度为3～5cm/s；同时打开气动石墨烯喷料装置将石墨烯颗粒垂直喷于基底层料表面，喷料量控制在85％以上，对粘上石墨烯的基底层在输送过程中经风冷使石墨烯牢固的粘于基底层表面。
进一步的，所述化学结合法步骤是：将干法生产的石墨烯经超声波粉碎机粉碎至10～50um颗粒，而后配成含量为0.5%～3%的石墨烯溶液；加入强酸、氧化剂、催化剂经加温并反应使石墨烯的烯键打开，生成羟基、羰基、羧基、酮基和氧桥基这些含氧官能团或加入强酸、氧化剂、催化剂、和含有氨基、胺基、亚胺基、巯基的有机化合物，经反应生成相应的非含氧基官能团；反应后的石墨烯衍生物溶液经调整pH、浓度、温度后，将基底层料浸入其中，经缩合、耦合、置换、脱水反应键合于基底层表面，在基底层料浸入石墨烯衍生物溶液时部分品种要加入偶联剂。
本发明产生的有益效果是：由于采用固体分散石墨烯对人体细胞正常发育、代谢不产生影响，细菌在石墨烯上无法生长使得伤口敷料抑菌效果十分安全有效；基底层和抗菌层的结构布置能长期有效的抗菌、防止伤口敷料老化，柔软耐磨，并可重复利用；由于石墨烯具有巨大的比表面积，可以吸收大量的组织分泌物、脓液、血液等体液，而且其抗粘性致使不会结成硬痂，轻微结痂易于分离，使得创伤处换药、处理十分方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、基底层；2、抗菌层。
具体实施方式
如图1所示的一种石墨烯伤口敷料，其特征在于：包括至少一层基底层和一层抗菌层，所述抗菌层通过热粘接法或化学结合法设置在基底层上，所述基底层由棉布、纱布或无纺布制成，所述的抗菌层由石墨烯制成。
进一步的，所述无纺布生产用纤维是丙纶（PP）、涤纶（PET）、锦纶（PA）、粘胶纤维、腈纶、乙纶（HDPE）、氯纶（PVC）的一种。
进一步的，所述石墨烯采用干法生产的固体分散石墨烯。
更进一步的，所述固体分散石墨烯主要成分为单层石墨烯或多层石墨烯。
实施例1
1、将干法生产的石墨烯粉状物再经大功率超声波粉碎机粉碎至10～50微米大小颗粒，干燥后备用。
2、将用于制备伤口敷料的聚丙烯无纺布布料按伤口敷料需要尺寸宽度剪裁好。缠绕在合适的卷轴上。并上料于喷粘机布料输送轴上。
3、将各1000g石墨烯粉分别装于前后两个料仓中，启动料仓加热装置，同时启动送风加热装置，温度控制在155～158℃。
4、开动无纺布送料装置，使无纺布送料速度为3～5cm/s。同时开动气动石墨烯喷料装置将石墨烯粉从对应的两个方向垂直喷于无纺布料表面。喷料量控制在85％以上的石墨烯牢固的粘于无纺布表面。
5、当粘好石墨烯的无纺布向下输送时，会经过风冷使石墨烯牢固的粘于无纺布表面。同时将黏附不牢的石墨烯吹掉。
6、成品的石墨烯布料经卷轴卷绕成捆，再包装。
实施例2
1、将干法生产的石墨烯粉状物再经大功率超声波粉碎机粉碎至50微米大小颗粒，配成石墨烯含量为3%的溶液。
2、加入50%HNO3、40%H2SO4加温到80℃反应2h，使石墨烯的烯键打开，生成羟基、羰基、羧基、酮基和氧桥基等含氧官能团。
3、将该溶液稀释到石墨烯含量为0.5%，加NaOH调整pH为3，将聚丙烯基无纺布织物浸入溶液，将偶联剂N,N一亚甲基双丙烯酰胺加入，浓度为0.1%，室温交联2h。
4、交联后的织物经水洗至中性烘干备用。
5、将加工后的织物剪裁成任意大小，形状的伤口敷料，消毒后封装、包装。
实施例3
1、将干法生产的石墨烯粉状物再经大功率超声波粉碎机粉碎至10微米大小颗粒，配成石墨烯含量为0.5%的溶液。
2、加入50%HNO3、40%H2SO4加温到80℃反应2h，使石墨烯的烯键打开，生成羟基、羰基、羧基、酮基和氧桥基等含氧官能团。
3、将该溶液稀释到石墨烯含量为0.1%，加NaOH调整pH为3，将棉、麻织物浸入溶液，将偶联剂N,N一亚甲基双丙烯酰胺加入，浓度为0.1%，室温交联2h。
4、交联后的织物经水洗至中性烘干备用。
5、将加工后的织物可剪裁成任意大小，形状的伤口敷料，消毒后封装、包装。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种石墨烯伤口敷料，其特征在于：包括至少一层基底层和一层抗菌层，所述抗菌层通过化学结合法设置在基底层上，所述基底层由棉布、纱布或无纺布制成，所述的抗菌层由石墨烯制成；
所述化学结合法步骤是将干法生产的石墨烯经超声波粉碎机粉碎至10～50um颗粒，而后配成含量为0.5％～3％的石墨烯溶液；加入强酸、氧化剂、催化剂经加温并反应使石墨烯的烯键打开，生成羟基、羰基、羧基、酮基和氧桥基这些含氧官能团；反应后的石墨烯衍生物溶液经调整pH、浓度、温度后，将基底层料浸入其中，经缩合、耦合、置换、脱水反应键合于基底层表面，在基底层料浸入石墨烯衍生物溶液时要加入偶联剂；
所述化学结合法中加入强酸、氧化剂、催化剂经加温并反应中加入50％HNO3、40％H2SO4加温到80℃反应2h，加NaOH调整pH为3，使用浓度为0.1％偶联剂N,N一亚甲基双丙烯酰胺，室温交联2h。
2.根据权利要求1所述石墨烯伤口敷料，其特征在于：所述无纺布生产用纤维是丙纶、涤纶、锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶、氯纶的一种。
3.根据权利要求1所述石墨烯伤口敷料，其特征在于：所述石墨烯采用干法生产的固体分散石墨烯。
4.根据权利要求3所述石墨烯伤口敷料，其特征在于：所述固体分散石墨烯主要成分为单层石墨烯或多层石墨烯。
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