CN104342775A - 一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法 - Google Patents

一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法 Download PDF

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王红声
陈梦霞
范林鹏
林思
何创龙
莫秀梅
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Abstract

本发明涉及一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，包括：(1)配制含有蜂蜜的天然材料水溶液；(2)通过绿色电纺技术将(1)进行纺丝，利用接收器接收，得到蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜；(3)利用75％乙醇蒸汽对上述纳米纤维膜进行交联，即可。本发明操作简单，原料价格低廉，反应条件温和，生物相容性好；本发明制备的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜既有良好的透水、透气性，光滑柔软，无刺激性，对创面有较强的黏合力而无占位现象，不易被细菌穿透，而且遇湿更加柔软，与创面贴附良好，是人工皮肤和创面覆盖的理想材料。

Description

一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法
技术领域
本发明属于纳米纤维膜的制备领域，特别涉及一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法。
背景技术
敷料作为覆盖伤口处可以替代皮肤起保护作用的覆盖物，在伤口愈合过程中，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合的环境。理想的敷料要求与创面贴附良好、有较好的柔韧性、保湿性，对细菌有屏障作用，有一定的止血功效，创伤后可立刻应用，使用简便。同时考虑到广泛应用上还要具备原料来源丰富，成本低，容易大批量生产等特点。
蜂蜜应用于伤口护理历史悠久，许多证据表明蜂蜜用于伤口的局部处理具有明显的效果。蜂蜜能提供伤口愈合所需要的湿润环境；清除感染；减少炎症、水肿、渗出；去除异味；能促进新生血管形成、肉芽组织增生、上皮化，从而加快创面愈合；能减少瘢痕形成；减少患者疼痛感等。近年来随着临床耐药菌株(如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA)的不断出现，给慢性伤口的护理带来困难，相关费用也逐步升高，非抗生素类生物制剂，如蜂蜜，再次受到人们的关注。蜂蜜抗菌谱非常广泛，而且其抗菌特性没有产生耐药菌的危险。
静电纺丝(简称电纺)是一种可制备亚微米或纳米纤维的方法，具有简便快捷、成本低廉、结构可控等优点。电纺纳米纤维直径小、比表面积大、孔隙率高，作为药物缓释载体具有十分优越的属性。近年来，制备过程不涉及任何有毒有害物质的绿色电纺技术备受关注，所得产物安全无毒，更利于实际应用和产业化。
在可用于敷料的高分子材料中与合成材料相比更有发展前景的是来自非脊椎动物的可降解性天然高分子材料，例如蚕丝丝素蛋白、壳聚糖、胶原蛋白和明胶等。这些天然材料制备的纳米纤维膜光滑柔软，无刺激性，既有良好的透水、透气性，对创面有较强的黏合力而无占位现象(即不影响人工皮肤覆盖下自体皮肤的生长)，不易被细菌穿透，而且遇湿更加柔软，与创面的贴附良好，因此是人工皮肤和创面覆盖等极为理想的材料。
综上所诉，采用绿色电纺及绿色后处理工艺制备的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜在皮肤创伤治疗领域应用潜力巨大。
发明内容
本发明提供了一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法。本发明反应条件温和，操作简便；实验装置简易，利于大批量生产；所获得复合纳米纤维膜稳定性好，可长时间保存，并具有良好的皮肤修复和抑菌功效，可被广泛应用于皮肤创伤治疗领域。
本发明的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，包括：
(1)配制天然材料水溶液，加入蜂蜜，得到纺丝液；其中，蜂蜜占天然材料的质量百分比为0.1-10％，纺丝液中天然材料的质量百分比为10-60％；
(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，进行静电纺丝，制得蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜；
(3)上述制得的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜经乙醇蒸汽交联即可。
步骤(1)中所述的水为去离子水。
步骤(1)中所述的天然材料为鱼明胶、丝素蛋白、壳聚糖或胶原蛋白。
步骤(2)中所述的天然材料的电纺工艺参数为：电压为10-20kV，推进速度为0.1-0.5mL/h，接收距离为10-25cm，温度为20-40℃，湿度为30-50％。
步骤(3)中所述的乙醇为75％的乙醇水溶液。
步骤(3)中所述的交联时间为24h。
本发明主要采用绿色电纺工艺将含有蜂蜜的天然材料水溶液进行电纺制备出载有蜂蜜的天然材料复合纳米纤维膜，可应用于皮肤创伤治疗领域。天然材料均可与蜂蜜混纺制备出具有良好的皮肤修复和抑菌功效的复合纳米纤维膜。所述的天然材料包括：丝素蛋白、羧甲基壳聚糖、鱼明胶和胶原蛋白等。
有益效果
(1)本发明操作简便；实验装置简易，利于大批量生产；
(2)本发明制备时间短且条件温和；
(3)发明制备的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜光滑柔软，无刺激性，既有良好的透水、透气性，又对创面有较强的黏合力而无占位现象，不易被细菌穿透，而且遇湿更加柔软，与创面的贴附良好，是人工皮肤和创面覆盖的理想材料；
(4)本发明制备的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜稳定性好，可长时间保存，并具有良好皮肤修复和抑菌功效。
附图说明
图1是实施例1所得产物的扫描电镜(SEM)照片；
图2是实施例2所得产物的SEM照片；
图3是实施例3所得产物的SEM照片；
图4是实施例2所得产物的普通光镜照片；
图5是实例2中纤维膜抑制细菌生长的照片；
图6是绿色电纺示意图。
具体实施方式
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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，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。
实施例1
(1)配制鱼明胶纺丝液(60％，质量体积比)，并按照质量比1％的比例加入蜂蜜；
(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，调节电压为15kV，推进速度为0.2ml/h，接收距离为15cm，温度为25℃，湿度为20％，利用接收器接收，制得蜂蜜-鱼明胶复合纳米纤维膜。
(3)所得纳米纤维膜以75％乙醇蒸汽处理24h后即可使用。
实施例2
(1)配制含20％丝素蛋白(质量体积比)和10％PEO(相对于丝素的质量比)的丝素蛋白纺丝液，并按照质量比5％的比例加入蜂蜜；
(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，调节电压为12kV，推进速率为0.5mL/h，接收距离为15cm，温度为25℃，湿度为30％，利用接收器接收，制得蜂蜜-丝素蛋白复合纳米纤维膜。
(3)所得纳米纤维膜以75％乙醇蒸汽处理24h后即可使用。
(4)取浓度为5.0×105cfu/mL的大肠杆菌E.coli，均匀涂布于直径为90mm的含营养琼脂的培养皿表面，分别取含不同浓度蜂蜜且长宽为1×1cm的丝素纳米纤维膜，在无菌条件下黏贴于上述培养皿中，每块纤维膜上滴加100μL生理盐水，并以纯丝素纳米纤维膜作为空白对照。置于37℃细菌培养箱中培养24h，用刻度尺测量这些样品的抑菌圈直径。
实施例3
(1)配制含20％丝素蛋白(质量体积比)、10％PEO和10％羧甲基壳聚糖(相对于丝素的质量比)的丝素蛋白/壳聚糖纺丝液，并按照质量比10％(相对于丝素的质量比)的比例加入蜂蜜；
(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到两个注射器中，调节丝素的电压为14kV，推进速率为0.3mL/h，接收距离为15cm，温度为25℃，湿度为40％，利用接收器接收，制得蜂蜜-丝素蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜。
(3)所得纳米纤维膜以75％乙醇蒸汽处理24h后即可使用。

Claims (6)

1.一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，包括：
(1)配制天然材料水溶液，加入蜂蜜，得到纺丝液；其中，蜂蜜占天然材料的质量百分比为0.1-10％，纺丝液中天然材料的质量百分比为10-60％；
(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，进行静电纺丝，制得蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜；
(3)上述制得的蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜经乙醇蒸汽交联即可。
2.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的天然材料为鱼明胶、丝素蛋白、壳聚糖或胶原蛋白。
4.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的天然材料的电纺工艺参数为：电压为10-20kV，推进速度为0.1-0.5mL/h，接收距离为10-25cm，温度为20-40℃，湿度为30-50％。
5.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的乙醇为75％的乙醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备蜂蜜-天然材料复合纳米纤维膜的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的交联时间为24h。
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