CN104147633B - 一种具有抗菌性能的介孔止血颗粒及其制备方法和应用 - Google Patents
一种具有抗菌性能的介孔止血颗粒及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有抗菌性能的介孔止血颗粒及其制备方法和应用，该抗菌止血颗粒包含银和介孔二氧化硅，银均匀分布在介孔二氧化硅的骨架内，且抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为450微米‑700微米。利用表面活性剂的自组装和模板作用，以银源、硅源等为原料，通过溶胶凝胶过程得到溶胶，经陈化、干燥得到含银二氧化硅干凝胶粉；将胶粉与助剂混合物后喷洒粘结剂进行造粒；将止血颗粒坯进行烧结定型得到抗菌止血颗粒。本发明的抗菌止血颗粒可以直接使用或装入无纺布袋后使用，止血效果好，无团聚、无飞尘、低吸湿、易操作、易存放、易携带，且低成本、工艺简单。
Description
技术领域
本发明属于生物材料学领域，具体地说，涉及一种具有抗菌性能的介孔止血颗粒及其制备方法和应用。
背景技术
出血是创伤的突出表现，因此，止血是创伤救护的基本任务。有效地止血能减少出血，保存有效血容量，防止休克的发生。因此，及时有效地止血，是挽救生命、降低死亡率，为伤员赢得进一步治疗时间的重要技术。此外，由于伤口表面一般有一个温暖而且潮湿的环境，金黄色葡萄球菌、念珠菌和大肠杆菌等病原体在伤口上很快繁殖容易引起伤口感染。因此，在止血的同时还应避免伤口感染。
现有止血剂大多以粉剂形式使用，存在三大缺点：
(1)飞散性：粉状的止血产品无论家用还是临床使用，都存在粉料的飞尘污染，影响使用操作环境；
(2)清创难度高：由于在使用时是将止血粉直接撒在创伤处，以便达到快速止血的目的，但因为止血粉与血液发生了凝结，加大了创面止血后清创的难度，同时清创过程会增加患者的疼痛；
(3)无抗菌消炎功能：创面在止血愈合过程中会产生分泌物，分泌物会污染伤口，形成新的创伤和并发症，传统的止血剂对流血创面主要起止血作用，功能和治疗效果单一，抗菌消炎等功能不佳。
新型止血剂—介孔硅基粉末，比表面积大，吸水性强，止血效果理想，但粉料越细其飞散性、附着性、聚集性及吸湿性都很强，严重影响了使用环境和功能疗效。
因此，本领域尚需研发新型的止血材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗菌性能的、无飞尘无团聚易操作的止血颗粒及其制备方法。
本发明的第一方面，提供一种抗菌止血颗粒，所述抗菌止血颗粒包含银和介孔二氧化硅，其中所述银均匀分布在所述介孔二氧化硅的骨架内，且
所述抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为450微米-700微米。
本发明的第二方面，提供第一方面所述的抗菌止血颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(a)将表面活性剂溶于极性溶剂中，加入银源后再加入硅源，调节体系pH值为2-10，通过溶胶凝胶过程得到溶胶，将溶胶陈化、干燥，得到含银硅基干凝胶止血粉，任选地，将得到的所述止血粉与助剂混合得到粉料；
(b)在造粒机中将粘结剂溶液喷洒于步骤(a)得到的止血粉或粉料后进行造粒，通过干燥、筛分得到500微米-700微米的止血颗粒坯；
(c)将步骤(b)得到的止血颗粒坯进行烧结定型得到平均粒径在450微米-700微米的抗菌止血颗粒，
其中，
所述银源为硝酸银、醋酸银、磷酸银中的一种或两种以上的组合；
所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和水玻璃中的一种或两种以上的组合；
所述表面活性剂选自：烷基三甲基胺、8-20个碳原子的线性烷基的聚氧乙烯烷基醚、乙二醇和丙二醇的嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；
所述极性溶剂为水、醇类、醚类、酮类或它们的混合溶剂；
所述助剂为淀粉、糊精、明胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上的组合；
所述粘结剂为天然粘土、硅溶胶、膨润土、羧甲基纤维素和腐殖酸中的一种或两种以上的组合。
在另一优选例中，采用氢氧化钠、氢氧化钾、硝酸、盐酸、磷酸、醋酸中的一种或两种以上的组合调节pH。
在另一优选例中，所述醇类为甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇和乙二醇中的一种或两种以上的混合。
在另一优选例中，所述醚类为甲醚、乙醚、正丁醚和四氢呋喃中的一种或两种以上的混合。
在另一优选例中，所述酮类为丙酮、丁酮和苯丙酮中的一种或两种以上的混合。
在另一优选例中，步骤(a)中银源、硅源、表面活性剂的重量比为1-9：8-75:2-20。
在另一优选例中，步骤(a)中银源、硅源、表面活性剂的重量比为1：1-20:0.5-10，较佳地为1：3-15:1-5，更佳地为1:5-12:1-5，甚至为1:8-10:1-3.5。
在另一优选例中，步骤(a)中银源、硅源、催化剂、表面活性剂、极性溶剂的重量比为1-9：8-75:10-25:2-10:100-150。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述止血粉、粘结剂和助剂的重量比为70-99：1-10：0-5。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述止血粉、粘结剂和助剂的重量比为1:0.01-0.1:0-0.5。
在另一优选例中，所述止血粉与所述助剂的重量比为1：0-0.5，较佳地为1：0-0.2。
在另一优选例中，所述止血粉与所述粘结剂的重量比为1：0.025-0.1。
在另一优选例中，所述止血粉与所述粘结剂的重量比为1：0.01-0.1。
在另一优选例中，所述粘结剂溶液中粘结剂与溶剂的重量比为0.5-2:10-20，所述溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述步骤(b)中可以采用滚圆造粒、搅拌造粒、烧结造粒中的一种或两种以上的组合进行造粒。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述造粒过程中的滚圆速度为20-300r/min，球化时间为3-30min。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述造粒过程中的滚圆速度为50-200r/min。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述造粒过程中的球化时间为5-20min。
在另一优选例中，所述步骤(c)中，烧结温度为400℃-800℃，烧结时间为4-12hr，较佳地为5-10hr。
本发明的第三方面，提供一种抗菌止血袋，包括：
无纺布袋；和
第一方面所述的抗菌止血颗粒，装在所述无纺布袋内。
在另一优选例中，所述无纺布袋由壳聚糖无纺布制成。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为含银介孔二氧化硅粉末图。
图2为含银介孔二氧化硅球形颗粒图。
图3为抗菌止血包图。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入地研究，首次意外研发出一种具有抗菌性能的止血颗粒，包含银和介孔二氧化硅，其中所述银均匀分布在所述介孔二氧化硅的骨架内，且所述抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为450微米-700微米，由抗菌止血粉造粒后烧结而成，可以直接使用或装入无纺布包后使用，止血效果好，无团聚、无飞尘、低吸湿、易操作、易存放、易携带，且低成本、工艺简单。在此基础上，完成了本发明。
抗菌止血颗粒
本发明的抗菌止血颗粒，包含银和介孔二氧化硅，其中所述银均匀分布在所述介孔二氧化硅的骨架内，且
所述抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为450微米-700微米。
本发明中，所述银为单质银或银离子。
所述银和所述介孔二氧化硅的重量比例为1-9:100。
90％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，其中M是所述抗菌止血颗粒的平均粒径。较佳地，95％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，更佳地，98％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内。
本发明中，所述抗菌止血颗粒由抗菌止血粉造粒后烧结而成，所述抗菌止血粉的主要成分为介孔二氧化硅和银。
制备方法
本发明的的抗菌止血颗粒的制备方法，包括以下步骤：
a)将表面活性剂溶于极性溶剂中，加入银源后再加入硅源，调节体系pH值为2-10，通过溶胶凝胶过程得到溶胶，将溶胶陈化、干燥，得到含银硅基干凝胶止血粉，任选地，将得到的所述止血粉与助剂混合得到粉料；
(b)在造粒机中将粘结剂溶液喷洒于步骤(a)得到的止血粉或粉料后进行造粒，通过干燥、筛分得到500微米-700微米的止血颗粒坯；
(c)将步骤(b)得到的止血颗粒坯进行烧结定型得到平均粒径在450微米-700微米的抗菌止血颗粒，
其中，
所述银源为硝酸银、醋酸银、磷酸银中的一种或两种以上的组合；
所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和水玻璃中的一种或两种以上的组合；
所述表面活性剂选自：烷基三甲基胺、8-20个碳原子的线性烷基的聚氧乙烯烷基醚、乙二醇和丙二醇的嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；
所述极性溶剂为水、醇类、醚类、酮类或它们的混合溶剂；所述醇类为甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇和乙二醇中的一种或两种以上的混合；所述醚类为甲醚、乙醚、正丁醚和四氢呋喃中的一种或两种以上的混合；所述酮类为丙酮、丁酮和苯丙酮中的一种或两种以上的混合；
所述助剂为淀粉、糊精、明胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上的组合；
所述粘结剂为天然粘土、硅溶胶、膨润土、羧甲基纤维素和腐殖酸中的一种或两种以上的组合。
本发明中，表面活性剂也称为模板剂。
步骤(a)中银源、硅源、催化剂、表面活性剂、极性溶剂的重量比为1-9：8-75:10-25:2-10:100-150。
所述步骤(b)中，所述止血粉、粘结剂和助剂的重量比为70-99：1-10：0-5。
所述止血粉与所述粘结剂的重量比为1：0.025-0.1。
所述粘结剂溶液中粘结剂与溶剂的重量比为0.5-2:10-20。在另一优选例中，所述粘结剂溶液中的溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合。在另一优选例中，所述粘结剂溶液中所述粘结剂与溶剂的重量比为0.1-1:10，较佳地为0.15-0.8:10。
所述步骤(b)中，所述步骤(b)中可以采用滚圆造粒、搅拌造粒、烧结造粒中的一种或两种以上的组合进行造粒。
在另一优选例中，所述步骤(b)中，可以采用转鼓造粒机或圆盘造粒机进行造粒。
本发明可以采用常规的转鼓造粒机或圆盘造粒机，操作简单，成本低，颗粒外观均匀圆整，颗粒强度高。
所述步骤(b)中，所述造粒过程中的滚圆速度为50-200r/min，球化时间为5-20min。
在另一优选例中，造粒中经过筛分后不合格的粒子经过破碎后作为返料重复使用。
所述步骤(c)中，烧结温度为400℃-800℃，烧结时间为6-12hr。
抗菌止血袋
本发明的所述抗菌止血袋包括：
无纺布袋；和
本发明所述的抗菌止血颗粒，装在所述无纺布袋内。
所述无纺布袋由壳聚糖无纺布制成。
在另一优选例中，采用以下步骤制备所述壳聚糖无纺布：静电纺丝制得壳聚糖纤维，水刺法制备壳聚糖无纺布。
应用
本发明的抗菌止血颗粒可以直接使用或装入无纺布包后使用。
本发明还提供一种抗菌止血袋，包括：
无纺布袋；和
本发明的抗菌止血颗粒，装在所述无纺布袋内。
所述无纺布袋可以由壳聚糖无纺布制成。
在另一优选例中，采用以下步骤制备所述壳聚糖无纺布：静电纺丝制得壳聚糖纤维，水刺法制备壳聚糖无纺布。
在另一优选例中，通过静电纺丝工艺得到直径为80-500微米的壳聚糖纤维，采用水刺法制得壳聚糖无纺布。
本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明的抗菌止血颗粒外形圆整，抗菌止血效果好，存放过程不易结块；
(2)本发明的抗菌止血颗粒无团聚、无飞尘、低吸湿、易操作、易存放、易携带；
(3)本发明的抗菌止血颗粒成本低、制备工艺简单。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如Sambrook等人，分子克隆：实验室手册(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1：
抗菌止血颗粒的制备
将3g P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)溶解于去140g去离子水中，混合均匀，置于35℃水浴中，加入1g AgNO3后避光继续搅拌4-5h，再逐滴加入10g TEOS(正硅酸乙酯)，硝酸调节pH值为2左右，搅拌均匀后将温度升至60℃持续搅拌，反应5小时，得到稳定透明的溶胶，将溶胶陈化、洗涤、干燥至恒重，得到含Ag含P123的二氧化硅粉末(图1)。
将10g含银含P123的二氧化硅粉末与1g淀粉混合均匀得到粉料，加入到斜盘造粒机中，喷入5％(w/w)天然粘土的水溶液约10g，使粉料与水溶液相互密切接触，滚圆速度为80rpm，滚圆时间为8min，形成团粒。
将团粒在600℃马弗炉焙烧6h，升温速率1℃/min，去除P123、粘结剂等助剂，即得抗菌止血颗粒(含银介孔二氧化硅颗粒)。
经检测，抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为685微米，95％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，M是抗菌止血颗粒的平均粒径。
将2g抗菌止血颗粒装入由水刺法制得的壳聚糖无纺布中，即为抗菌止血袋。
实施例2：
抗菌止血颗粒的制备
将20g CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)溶解于400g去离子水中，混合均匀，置于35℃水浴中，加入9g AgNO3后避光继续搅拌4-5h，再逐滴加入75g TEOS(正硅酸乙酯)，NaOH调节pH值为10左右，搅拌均匀后将温度升至60℃持续搅拌，反应5小时，得到稳定透明的溶胶，将溶胶陈化、洗涤、干燥至恒重，得到含Ag含CTAB的二氧化硅粉末。
将0.5g羧甲基纤维素溶解于水中制得2.5％(w/w)粘结剂溶液液料，将10g含Ag含CTAB的二氧化硅粉末加入到斜盘造粒机中，喷入溶有羧甲基纤维素的液料约30g，使二氧化硅与液料相互密切接触，形成团粒。滚圆速度为200rpm，滚圆时间为5min。
将团粒在600℃马弗炉焙烧6h，升温速率1℃/min，去除CTAB、粘结剂等助剂，即得含银介孔二氧化硅颗粒(图2)。
经检测，抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为475微米，90％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，其中M是所述抗菌止血颗粒的平均粒径。
将1g抗菌止血颗粒装入由水刺法制得的壳聚糖无纺布中，即为抗菌止血袋(图3)。
实施例3：
抗菌止血颗粒的制备
将4g CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)溶解于100g去离子水中，混合均匀，置于35℃水浴中，加入3g AgNO3后避光继续搅拌4-5h，再逐滴加入25g TEOS(正硅酸乙酯)，硝酸调节pH值为3左右，搅拌均匀后将温度升至60℃持续搅拌，反应5小时，得到稳定透明的溶胶，将溶胶陈化、洗涤、干燥至恒重，得到含Ag含CTAB的二氧化硅粉末。
将0.68g聚乙烯醇和天然粘土溶解于20mL水中制得液料即粘结剂溶液，将10g含Ag含CTAB的二氧化硅粉末加入到斜盘造粒机中，喷入溶有聚乙烯醇和天然粘土的液料约20g，使二氧化硅与液料相互密切接触，形成团粒，其中，滚圆速度为50rpm，滚圆时间为20min。
将团粒在700℃马弗炉焙烧5h，升温速率1℃/min，去除CTAB、粘结剂等助剂，即得含银介孔二氧化硅颗粒。
经检测，抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为550微米，98％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，M是抗菌止血颗粒的平均粒径。
将1.5g抗菌止血颗粒装入由水刺法制得的壳聚糖无纺布中，即为抗菌止血袋。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (18)
1.一种抗菌止血颗粒，其特征在于，所述抗菌止血颗粒包含银和介孔二氧化硅，其中所述银均匀分布在所述介孔二氧化硅的骨架内，且
所述抗菌止血颗粒为球形，平均粒径为450微米-700微米，
并且所述银和所述介孔二氧化硅的重量比例为1-9:100。
2.如权利要求1所述的抗菌止血颗粒，其特征在于，90％以上所述抗菌止血颗粒的粒径在0.9M-1.1M范围内，其中M是所述抗菌止血颗粒的平均粒径。
3.如权利要求1所述的抗菌止血颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)将表面活性剂溶于极性溶剂中，加入银源后再加入硅源，调节体系pH值为2-10，通过溶胶凝胶过程得到溶胶，将溶胶陈化、干燥，得到含银硅基干凝胶止血粉，任选地，将得到的所述止血粉与助剂混合得到粉料；
(b)在造粒机中将粘结剂溶液喷洒于步骤(a)得到的止血粉或粉料后进行造粒，通过干燥、筛分得到500微米-700微米的止血颗粒坯；
(c)将步骤(b)得到的止血颗粒坯进行烧结定型得到平均粒径在450微米-700微米的抗菌止血颗粒，
其中，
所述银源为硝酸银、醋酸银、磷酸银中的一种或两种以上的组合；
所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和水玻璃中的一种或两种以上的组合；
所述表面活性剂选自：烷基三甲基铵、8-20个碳原子的线性烷基的聚氧乙烯烷基醚、乙二醇和丙二醇的嵌段共聚物、十二烷基苯磺酸钠、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；
所述极性溶剂为水、醇类、醚类、酮类或它们的混合溶剂；
所述助剂为淀粉、糊精、明胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种以上的组合；
所述粘结剂为天然粘土、硅溶胶、膨润土、羧甲基纤维素和腐殖酸中的一种或两种以上的组合。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述醇类为甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇和乙二醇中的一种或两种以上的混合。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述醚类为甲醚、乙醚、正丁醚和四氢呋喃中的一种或两种以上的混合。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酮类为丙酮、丁酮和苯丙酮中的一种或两种以上的混合。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中银源、硅源、表面活性剂的重量比为1-9：8-75:2-20。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中银源、硅源、表面活性剂的重量比为1：1-20:0.5-10。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述止血粉、粘结剂和助剂的重量比为70-99：1-10：0-5。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述止血粉、粘结剂和助剂的重量比为1:0.01-0.1:0-0.5。
11.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中银源、硅源、催化剂、表面活性剂、极性溶剂的重量比为1-9：8-75:10-25:2-10:100-150。
12.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂溶液中粘结剂与溶剂的重量比为0.5-2:10-20，所述溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合。
13.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述步骤(b)中采用滚圆造粒、搅拌造粒、烧结造粒中的一种或两种以上的组合进行造粒。
14.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述造粒过程中的滚圆速度为20-300r/min，球化时间为3-30min。
15.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中，烧结温度为400℃-800℃，烧结时间为4-12hr。
16.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂是十六烷基三甲基溴化铵。
17.一种抗菌止血袋，其特征在于，所述抗菌止血袋包括：
无纺布袋；和
权利要求1所述的抗菌止血颗粒，装在所述无纺布袋内。
18.如权利要求17所述的抗菌止血袋，其特征在于，所述无纺布袋由壳聚糖无纺布制成。
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