CN104784736A - 一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，医用材料制造技术领域，其包括吸附基材和附着于吸附基材上的复合银锌抗菌组合物；所述复合银锌抗菌组合物是由纳米级银化合物、纳米级锌化合物及纳米级载体制备而成的，该复合银锌抗菌组合物包括以下按质量百分数计的组分：纳米银10～20％、纳米锌20～40％、纳米级载体余量。该复合银锌抗菌组合物以前驱体法或超声波浸渍法的方式分散于活性炭纤维敷料中。该活性炭纤维敷料具有抗菌、消炎、吸收创面渗出液和促进伤口愈合的作用；该活性炭纤维敷料制作工艺简单，成本低，适于工业化生产，在创伤护理领域应用广泛，是一种理想的敷料。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料制造技术领域，具体涉及一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料及其制备方法。
背景技术
研究表明，湿润的环境能为伤口愈合创造一个接近生理状态的微环境。但是湿润环境也会导致细菌滋生和繁殖，而细菌感染也是影响伤口愈合的主要因素之一，同时伤口渗出液里含有的大量炎症因子、蛋白酶和自由基都会减缓伤口的愈合速度。活性炭纤维敷料吸附性能好，吸附速度快，还可以隔离、清洁创面、促进新组织生长，加速伤口愈合，减轻伤口瘢痕以及去除伤口恶臭的功能。但是无法做到防止细菌的感染。因此，抗菌剂在活性炭纤维敷料上的应用对治疗外科感染伤口有重要的意义，是碳纤维敷料发展的重要趋势。
创面感染不仅破坏局部正常组织，延迟创面愈合，还会引起严重的并发症，对患者的全身状况造成不良影响。目前，临床一般采用含抗生素药物的敷料对感染创面进行抗菌治疗。虽然抗生素抗菌起效迅速，但长期使用抗生素会对细菌产生耐药性。因此，发明新型耐药抗菌敷料具有重要意义。
目前，一些含银抗菌剂在敷料上得到了越来越广泛的应用，如中国专利CN201110049669.6公开了银离子活性炭抗菌敷料及其制备方法，将银离子溶液与炭前驱体纤维放入蒸汽压力容器内，加热一段时间后冷却，洗涤多次后加热烘干，形成染银的炭前驱体纤维，静置至室温，再炭化活化。该法银与活性炭纤维之间结合紧密，不易脱落，但直接采用银离子溶液对炭前驱体纤维进行处理，不利于银离子的吸附，得到的载银活性炭纤维银含量低，表面银颗粒较大，分 布不均匀，抗菌效果不佳；还有利用磺胺嘧啶银和磺胺嘧啶锌用于碳纤维敷料中的，但是对磺胺类药物过敏的患者无法使用且抗菌效果有待提高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料及其制备方法，该活性炭纤维敷料具有抗菌、消炎、吸收创面渗出液和促进伤口愈合的作用；该活性炭纤维敷料制作工艺简单，成本低，适于工业化生产，在创伤护理领域应用广泛，是一种理想的敷料。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其包括吸附基材和附着于吸附基材上的复合银锌抗菌组合物；该复合银锌抗菌组合物包括以下按质量百分数计的组分：
纳米银 10～20％
纳米锌 20～40％
纳米级载体 余量。
作为优选，所述纳米银是由纳米级银化合物经过800℃～1500℃高温灼烧制成的；所述纳米级银化合物选自纳米级Ag2O、纳米级Ag2O2、纳米级Ag2CO3、纳米级Ag2C2H3O3和纳米级Ag2SO4中的一种或几种，但不限于1000℃以下能分解挥发的银的其他化合物。
作为优选，所述纳米锌是由纳米级锌化合物经过800℃～1500℃高温灼烧制成的；所述锌化合物选自纳米级ZnSO4、纳米级Zn(C2H3O2)2、纳米级ZnO、纳米级ZnCO3、纳米级Zn(OH)2、纳米级ZnSO4·6H2O和纳米级Zn(C2H3O2) 2·6H2O中的一种或几种。
作为优选，所述纳米级载体选自纳米级碳酸钙、纳米级水滑石、纳米级二 氧化钛、纳米级膨润土、纳米级硅藻土、纳米级海泡石和其它纳米级粘土类非金属矿物中的一种或几种。此类载体有更小的体积和更大的比表面积，可以使杀菌因子纳米银、纳米锌均匀分布于载体中，扩大复合银锌抗菌组合物与作用部位的接触面积，减少因杀菌因子浓度不均匀导致部分效果不佳或部分毒性较大的不良影响；同时其具有较大的表面积和丰富的孔结构，有利于在长时间内缓释杀菌因子，维持长期有效的杀菌因子浓度，具有缓释性能稳定、杀菌长效的特点。
实现本发明的一种实施方式是，所述吸附基材包括活性炭纤维层与医用隔离膜；所述活性炭纤维层为粘胶基活性炭纤维、聚丙烯腈基活性炭纤维、沥青基活性炭纤维中的一种；所述医用隔离膜为PE膜。复合银锌抗菌组合物主要附着在活性炭纤维层上，其具有强大的吸附能力，可以为复合银锌抗菌材料持续释放杀菌因子提供湿性环境，维持长期有效的杀菌因子浓度；而医用隔离膜可以起到防粘连的作用。
实现本发明的另一种实施方式是，所述吸附基材包括基质层与隔离层；所述基质层为无纺布或喷涂有医用压敏胶的聚氨脂复合膜；所述隔离层为格拉辛纸、CCK纸、离型纸中的一种。基质层为自粘形态，使换药方便，隔离层作为防护层，可以保证内层不受损伤，并且具有一定的隔离阻菌效果。
具体地，所述复合银锌抗菌组合物是按照如下步骤制成的：(1)取10％-20％银化合物、20％-40％锌化合物，余量为纳米级载体，三者混合均匀，置于瓷皿中；(2)然后放入高温炉内800℃～1500℃灼烧3小时；(3)冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物。
本发明还提供了如上所述的活性炭纤维敷料的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维；
3)将复合银锌抗菌组合物加入至前驱体纤维中，然后经碳化、活化制得含复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
所述前驱体纤维为粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维中的一种，但不限于上述纤维，其他医用纤维类敷料也可。
本发明还提供了如上所述的活性炭纤维敷料的另一种制备方法，其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：取2％-4％复合银锌抗菌组合物、90％-95％分散剂和1％-7％助悬剂混合，混合，搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊液中，以28-40Hz的频率作用10-15min，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
作为优选，所述分散剂为纯化水或乙醇；所述助悬剂为胶体二氧化硅、CMC、海藻酸钠、CMC-Na中的一种或两种以上。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述的含复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，具有抗菌、消炎、吸收创面渗出液和促进伤口愈合的作用，可以用于治疗感染性伤口、手术切口、外科创伤、体表溃疡、各种烧、烫伤创伤，尤其对有渗出液的感染性创伤效果显著，适用范围广泛；
(2)本发明的复合银锌抗菌组合物含有高含量的银、锌等杀菌因子，在配伍与应用时更加方便，并且节约成本；杀菌因子粒径为纳米级，杀菌能力更强； 耐光照、不变色，且耐高温；缓释性好，具有长效性；不含有酸根及对人体有害的其他离子；同时纳米银、纳米锌具有协同作用，使得敷料的抗菌作用大大增强；同时锌本身具有促进伤口愈合的作用，活性炭纤维敷料具有吸渗、润湿作用，使伤口的愈合速度明显加快；
(3)本发明所述的含复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料制作工艺简单，成本低，适于工业化生产，在创伤护理领域应用广泛，是一种理想的敷料。
具体实施方式
一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其包括吸附基材和附着于吸附基材上的复合银锌抗菌组合物；该复合银锌抗菌组合物包括以下按质量百分数计的组分：纳米银10～20％、纳米锌20～40％、纳米级载体余量。该复合银锌抗菌组合物以前驱体法(方法一)或超声波浸渍法(方法二)的方式分散于活性炭纤维敷料中。
本发明所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料可以采用以下两种制备方法制得。
含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料的制备方法之一，其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维；
3)将复合银锌抗菌组合物加入至前驱体纤维中，然后经碳化、活化制得含复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料的制备方法之二，其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：取2％-4％复合银锌抗菌组合物、 90％-95％分散剂和1％-7％助悬剂混合，，搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊液中，以28-40Hz的频率作用10-15min，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1：方法一制备含有复合银锌抗菌组合物的粘胶基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取220g纳米级Ag2O、500g纳米级ZnO、280g纳米级碳酸钙混合均匀，置于瓷皿中；然后放入高温炉内800℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维：取粘胶纤维，经水洗、催化浸渍、预氧化、低温炭化后制得前驱体纤维；
3)将复合银锌抗菌组合物加入至步骤2)制得的前驱体纤维中，然后经高温炭化后进行表面处理，即可制得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
实施例2：方法一制备含有复合银锌抗菌组合物的聚丙烯腈基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取220g纳米级Ag2CO3、500g纳米级ZnO、280g纳米级硅藻土，搅拌混合均匀，置于瓷皿中，然后放入高温炉内1050℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维：取共聚丙烯腈树脂经溶剂(硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝 酸和氯化锌等)溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干-湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维；然后将聚丙烯腈纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h～3h的低温热处理(即预氧化处理)，其受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等化学反应，最终形成黑色的预氧化纤维；
3)将复合银锌抗菌组合物加入至步骤2)制得的预氧化纤维，在氮气中、1600℃下进行高温碳化处理后冷却，即制得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
实施例3：方法一制备含有复合银锌抗菌组合物的沥青基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取230g纳米级AgO、500g纳米级ZnO、270g纳米级二氧化钛，混合均匀，置于瓷皿中；然后放入高温炉内1100℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维：将沥青进行调制处理，制得沥青纤维；
3)向步骤2)制得的沥青纤维中加入复合银锌抗菌组合物，混合均匀后熔融、纺丝，再进行不熔化处理制成含有复合银锌抗菌组合物的不熔化沥青纤维，不熔化沥青纤维经碳化、石墨化后制成复合银锌抗菌组合物的沥青基活性炭纤维。
实施例4：方法二制备含有复合银锌抗菌组合物的粘胶基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取260g纳米级Ag2CO3、500g纳米级ZnO、240g纳米级膨润土，混合均匀，置于瓷皿中，然后放入高温炉内800℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：取90g乙醇和上述4g复合银锌抗菌 组合物，加入6g胶体二氧化硅，混合搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将粘胶基活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊液中，以28Hz的频率作用10min，使复合银锌抗菌组合物被超声均匀分散到活性炭纤维孔内，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
实施例5：方法二制备含有复合银锌抗菌组合物的聚丙烯腈基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取230g纳米级AgO、500g纳米级ZnO、270g纳米级水滑石，混合均匀，置于瓷皿中；然后放入高温炉内1050℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：将步骤1)取90g乙醇和上述4g复合银锌抗菌组合物，加入6g CMC，混合搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将聚丙烯腈基活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊液中，以35Hz的频率作用12min，使复合银锌抗菌组合物被超声均匀分散到活性炭纤维孔内，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
实施例6：方法二制备含有复合银锌抗菌组合物的沥青基活性炭纤维敷料
1)制备复合银锌抗菌组合物：取220g纳米级Ag2O、500g纳米级ZnO、280g纳米级碳酸钙混合均匀，置于瓷皿中；然后放入高温炉内1100℃灼烧3小时；冷却后过200目筛，取筛下物，混合均匀，即得复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：将步骤1)取90g乙醇和上述4g复合银锌抗菌组合物，加入6g海藻酸钠，混合搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将沥青基活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊 液中，以40Hz的频率作用15min，使复合银锌抗菌组合物被超声均匀分散到活性炭纤维孔内，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
根据实际应用情况，实施例1～6所使用的活性炭纤维敷料可由活性炭纤维层与医用隔离膜组成，或由基质层与隔离层组成。产品规格可制成自粘型或非自粘型。
效果检测：
本发明在活性炭纤维敷料中加入复合银锌抗菌组合物的目的不单是为了改善银的耐候性，更重要的是在于纳米银和纳米锌在灭菌上具有协同作用，实验表明，当纳米银与纳米锌的配比达到一定时，其杀菌作用尤其是杀霉菌作用大大增加，结果如表1所示。
表1不同配比的银锌组合物对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的杀菌率对比
| No. | Ag％ | Zn％ | 对金黄色葡萄球菌杀菌率％(10min) | 对白色念珠菌杀菌率％(10min) |
| 1 | 10 | 0 | 94.14 | 95.52 |
| 2 | 10 | 10 | 94.55 | 97.63 |
| 3 | 10 | 20 | 94.82 | 98.84 |
| 4 | 10 | 30 | 94.94 | 98.88 |
| 5 | 10 | 40 | 94.98 | 99.02 |
| 6 | 20 | 0 | 97.87 | 97.98 |
| 7 | 20 | 10 | 98.14 | 99.11 |
| 8 | 20 | 20 | 98.25 | 99.52 |
| 9 | 20 | 30 | 98.88 | 99.86 |
| 10 | 20 | 40 | 98.96 | 99.88 |
为了验证本发明所述含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料具有优良的杀菌效果，采用普通的活性炭纤维敷料与本发明含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料在同样的条件下进行实验，分别测定对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率，结果见表2：
表2应用复合银锌抗菌材料前和后活性炭纤维敷料杀菌效果对比
另外，复合银锌抗菌组合物分别以前驱体法(方法一)、超声浸渍法(方法二)附着在不同活性炭纤维敷料的活性炭纤维层上得到的活性炭纤维敷料，其对常见的代表菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的杀菌效果也各有不同。为了进一步验证本发明的杀菌效果，采用普通的粘胶基活性炭纤维敷料(对比例1)、聚丙烯腈基活性炭纤维敷料(对比例2)、沥青基活性炭纤维敷料(对比例3)与实施例1～6进行抑菌实验，分别测定对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率，结果见表3：
表3应用不同方法附着复合银锌抗菌材料的活性炭纤维敷料杀菌效果对比
| 金黄色葡萄球菌抑菌率％(1h) | 大肠杆菌抑菌率(1h) | 白色念珠菌抑菌率(1h) | |
| 对比例1 | 0 | 0 | 0 |
| 对比例1 | 0 | 0 | 0 |
| 对比例1 | 0 | 0 | 0 |
| 实施例1 | 98.21 | 98.72 | 97.14 |
| 实施例2 | 96.32 | 96.75 | 95.33 |
| 实施例3 | 97.89 | 98.99 | 96.42 |
| 实施例4 | 99.04 | 99.51 | 98.74 |
| 实施例5 | 98.24 | 99.08 | 97.11 |
| 实施例6 | 99.41 | 99.89 | 99.08 |
临床试验：
选浅Ⅱ度创面与渗出液较多的创面患者各36例，采用局部施用含银锌抗菌材料的活性炭纤维敷料的方法进行临床试验，实验组伤口创面采用实施例4～6所制备的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，外层用普通纱布包扎，对照组伤口创面采用普通的活性炭纤维敷料，外层用普通纱布包扎。临床实验结果表明，含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料具有显著的促进伤口愈合的作用。具体的临床实验组与对照组创面愈合情况见表5。
表5临床实验组与对照组创面愈合情况
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：其包括吸附基材和附着于吸附基材上的复合银锌抗菌组合物；该复合银锌抗菌组合物包括以下按质量百分数计的组分：
纳米银 10～20％
纳米锌 20～40％
纳米级载体 余量。
2.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述纳米银是由纳米级银化合物经过800℃～1500℃高温灼烧制成的；所述纳米级银化合物选自纳米级Ag2O、纳米级Ag2O2、纳米级Ag2CO3、纳米级Ag2C2H3O3和纳米级Ag2SO4中的一种或几种，但不限于1000℃以下能分解挥发的银的其他化合物。
3.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述纳米锌是由纳米级锌化合物经过800℃～1500℃高温灼烧制成的；所述锌化合物选自纳米级ZnSO4、纳米级Zn(C2H3O2)2、纳米级ZnO、纳米级ZnCO3、纳米级Zn(OH)2、纳米级ZnSO4·6H2O和纳米级Zn(C2H3O2)2·6H2O中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述纳米级载体选自纳米级碳酸钙、纳米级水滑石、纳米级二氧化钛、纳米级膨润土、纳米级硅藻土、纳米级海泡石和其它纳米级粘土类非金属矿物中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述吸附基材包括活性炭纤维层与医用隔离膜；所述活性炭纤维层为粘胶基活性炭纤维、聚丙烯腈基活性炭纤维、沥青基活性炭纤维中的一种； 所述医用隔离膜为PE膜。
6.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述吸附基材包括基质层与隔离层；所述基质层为无纺布或喷涂有医用压敏胶的聚氨脂复合膜；所述隔离层为格拉辛纸、CCK纸、离型纸中的一种。
7.根据权利要求1所述的含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料，其特征在于：所述复合银锌抗菌组合物是按照如下步骤制成的：(1)取10％-20％银化合物、20％-40％锌化合物，余量为纳米级载体，将三者混合均匀，置于瓷皿中；(2)然后放入高温炉内800℃～1500℃灼烧3小时；(3)冷却后过200目筛，取筛下物，即得复合银锌抗菌组合物。
8.如权利要求1～7中任一项所述的活性炭纤维敷料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备前驱体纤维；
3)将复合银锌抗菌组合物加入至前驱体纤维中，然后经碳化、活化制得含复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
9.如权利要求1～7中任一项所述的活性炭纤维敷料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)制备复合银锌抗菌组合物；
2)制备复合银锌抗菌组合物悬浊液：取2％-4％复合银锌抗菌组合物、90％-95％分散剂和1％-7％助悬剂混合，搅拌均匀得到复合银锌抗菌组合物悬浊液；
3)将活性炭纤维敷料放入步骤2)制得的复合银锌抗菌组合物悬浊液中， 以28-40Hz的频率作用10-15min，干燥后即得含有复合银锌抗菌组合物的活性炭纤维敷料。
10.根据权利要求9所述的活性炭纤维敷料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为纯化水或乙醇；所述助悬剂为胶体二氧化硅、CMC、海藻酸钠、CMC-Na中的一种或两种以上。
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2015
- 2015-04-22 CN CN201510194821.8A patent/CN104784736A/zh active Pending
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