CN105879106A - 一种石墨烯医用棉及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯医用棉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯医用棉及其制备方法，采用棉散纤维、石墨烯、纳米银以及中药组合物提取液制备而成，中药组合物提取液以奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到；所述石墨烯医用棉的制备方法，包括以下步骤：将棉散纤维经碱洗、酶煮、水洗后在中药组合物提取液中恒温浸泡200‑240min；将纳米银配置的银离子混合液倒入中药组合物提取液中继续浸泡30～45min，取出后冻干；最后将冻干的棉散纤维与石墨烯混合，经混棉、清花、梳理、铺网后制备得到石墨烯医用棉；本发明具有良好的杀菌抑菌效果、良好的吸湿性和保暖性，能提高组织细胞的新陈代谢，促进伤口愈合；止痛、止血、止痒、消肿消炎、抗过敏，值得大范围推广。

Description

一种石墨烯医用棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种一次性医疗用品领域，具体是一种石墨烯医用棉及其制备方法。
背景技术
医用棉是医用脱脂棉的简称，指的是医疗卫生、保健行业所使用的棉花三纤维，如棉球、棉棒、酒精棉等一些一次性卫生材料；医用棉一般采用品质较差的5级以下的棉花，需要经过较为科学合理的生产工艺，才能生产处复合规定的医用棉；现有技术的工艺为强碱高温煮练、氯漂、酸洗、氧漂、水洗，最终制得医用棉，存在工艺流程长、耗能多、污染环境且棉纤维中的杂质不易达标的情况；目前，医用棉被广泛的运用在外科伤口的保护和护理中，但随着医学的发展，单纯的对伤口的保护和隔离伤口放置被幡然已经不能满足现代医学的需要；现有技术的医用棉在进行医护时，仍需浸泡碘酒或酒精等进行消炎和处理，费时费力，无法满足现代创面处理的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强效杀菌抑菌、促进伤口愈合、消炎消肿的石墨烯医用棉及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石墨烯医用棉，采用棉散纤维、石墨烯、纳米银以及中药组合物提取液以5:1:0.05:5的重量比制备而成，所述中药组合物提取液为奇亚籽、苦菜、扁蕾提取液。
作为本发明进一步的方案：所述中药组合物提取液以奇亚籽6-12份、苦菜10-20份、扁蕾10-20份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
作为本发明进一步的方案：所述中药组合物提取液以奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
作为本发明再进一步的方案：所述石墨烯医用棉的制备方法，包括以下步骤：
1)棉散纤维的预处理：按配方量称取棉散纤维，在漂白设备中打入棉散纤维15倍重量的烧碱溶液，烧碱溶液的质量百分比浓度为25-30％，处理时间为15-25min；将处理后的棉散纤维吊装进入高温高压煮纱锅中按照棉散纤维:软水＝1:7～8的重量比进行煮练，软水中添加其0.05～0.1％重量的果胶酶和半纤维素酶；调节pH在7.0～7.6之间，煮练温度为60-80℃；煮练时间为1.5～2.5小时；接着以每小时20℃升温煮练两小时；取出棉散纤维冷水洗涤2～4次，调节pH在6.6～7.4之间，挤压掉水分，得到预处理后的棉散纤维；
2)中药组合物提取液的制备：以重量份计算，称取奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份，除杂后混合；将混合料置入提取罐中以总重量10倍量的纯化水加热回流提取2～3次，加热温度为65～85℃，加热时间为2～3小时；合并滤液，得到初提液；将初提取液在1.3MPa、40～60℃条件下浓缩至1/10体积，过筛，得到中药组合物提取液；
3)将步骤1中预处理后的棉散纤维置入配方量的步骤2中的中药组合物提取液中，恒温浸泡200-240min，浸泡温度维持在35～45℃；
4)银离子混合液的配置：称取配方量的纳米银，将纳米银与交联剂和纯化水混合，配置得到银离子混合液；
5)将步骤4中的银离子混合液倒入步骤3中浸泡有棉散纤维的中药组合物提取液中，继续浸泡30～45min，取出后冻干；
6)混棉：将步骤5中冻干的棉散纤维与配方量的石墨烯混合，经混棉、清花、梳理、铺网后制备得到石墨烯医用棉。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤4中的交联剂为戊二醛。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤5中冻干温度为-25～-80℃，冻干真空度＜20Pa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有良好的杀菌抑菌效果，通过将纳米银配置成阴离子混合液利用交联剂在传统棉散纤维上生成银离子抗菌膜，使其很好的分散在棉散纤维上，使得医用棉本身具备良好的抗菌性能，避免了细菌的滋生，且能对伤口部位产生灭菌抑菌效果；具有良好的吸湿性和保暖性，石墨烯具有很强的吸附功能，能有效吸附伤口处的组织液及血液，保持创面处于一个合适湿度下的微环境中，从而促进伤口的愈合；且能产生温热效能，进一步促进伤口愈合，提高组织细胞的新陈代谢；中药提取物具有止痛、止血、促进伤口愈合、止痒、消肿消炎的功效，对人体有医疗保健作用，能清火、强心、利尿、去水肿、抗过敏；煮练过程中加入酶液，能提高棉散纤维的吸水性能及柔软度，保证棉纤维的韧性；采用冻干技术，能使冻干后的棉散纤维输送多孔，提高其吸水性能；本发明显著提高了传统医用棉的抗菌抑菌性能、吸附组织液性能，从而保证了伤口创面始终处于一个稳定的、恒湿的、保温的环境，能促进伤口的愈合程度，避免伤口感染；工艺流程更为简单、安全，大大缩短了生产周期，提高了经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一
一种石墨烯医用棉，采用棉散纤维、石墨烯、纳米银以及中药组合物提取液以5:1:0.05:5的重量比制备而成，所述中药组合物提取液为奇亚籽、苦菜、扁蕾提取液。
此处的石墨烯为纳米级的石墨烯。
所述中药组合物提取液以奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
所述石墨烯医用棉的制备方法，包括以下步骤：
1)棉散纤维的预处理：按配方量称取棉散纤维，在漂白设备中打入棉散纤维15倍重量的烧碱溶液，烧碱溶液的质量百分比浓度为25-30％，处理时间为15-25min；将处理后的棉散纤维吊装进入高温高压煮纱锅中按照棉散纤维:软水＝1:7～8的重量比进行煮练，软水中添加其0.05～0.1％重量的果胶酶和半纤维素酶；调节pH在7.0～7.6之间，煮练温度为60-80℃；煮练时间为1.5～2.5小时；接着以每小时20℃升温煮练两小时；取出棉散纤维冷水洗涤2～4次，调节pH在6.6～7.4之间，挤压掉水分，得到预处理后的棉散纤维；
2)中药组合物提取液的制备：以重量份计算，称取奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份，除杂后混合；将混合料置入提取罐中以总重量10倍量的纯化水加热回流提取2～3次，加热温度为65～85℃，加热时间为2～3小时；合并滤液，得到初提液；将初提取液在1.3MPa、40～60℃条件下浓缩至1/10体积，过筛，得到中药组合物提取液；
3)将步骤1中预处理后的棉散纤维置入配方量的步骤2中的中药组合物提取液中，恒温浸泡200-240min，浸泡温度维持在35～45℃；
4)银离子混合液的配置：称取配方量的纳米银，将纳米银与戊二醛和纯化水混合，配置得到银离子混合液；
5)将步骤4中的银离子混合液倒入步骤3中浸泡有棉散纤维的中药组合物提取液中，继续浸泡30～45min，取出后冻干，冻干温度为-25～-80℃，冻干真空度＜20Pa；
6)混棉：将步骤5中冻干的棉散纤维与配方量的石墨烯混合，经混棉、清花、梳理、铺网后制备得到石墨烯医用棉。
上述步骤制作的医用棉的工艺，利用石墨烯的吸附功能，可以确保尽可能的将银离子以及中药组合物提取液滞留在棉散纤维上，最大程度的发挥杀菌的作用。
实施例二
在实施例一的基础上，所述中药组合物提取液以奇亚籽10份、苦菜20份、扁蕾20份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
所述石墨烯医用棉的制备方法，包括以下步骤：
1)棉散纤维的预处理：按配方量称取棉散纤维，在漂白设备中打入棉散纤维15倍重量的烧碱溶液，烧碱溶液的质量百分比浓度为25-30％，处理时间为15-25min；将处理后的棉散纤维吊装进入高温高压煮纱锅中按照棉散纤维:软水＝1:7～8的重量比进行煮练，软水中添加其0.05～0.1％重量的果胶酶和半纤维素酶；调节pH在7.0～7.6之间，煮练温度为60-80℃；煮练时间为1.5～2.5小时；接着以每小时20℃升温煮练两小时；取出棉散纤维冷水洗涤2～4次，调节pH在6.6～7.4之间，挤压掉水分，得到预处理后的棉散纤维；
2)中药组合物提取液的制备：以重量份计算，称取奇亚籽10份、苦菜20份、扁蕾20份，除杂后混合；将混合料置入提取罐中以总重量10倍量的纯化水加热回流提取2～3次，加热温度为65～85℃，加热时间为2～3小时；合并滤液，得到初提液；将初提取液在1.3MPa、40～60℃条件下浓缩至1/10体积，过筛，得到中药组合物提取液；
3)将步骤1中预处理后的棉散纤维置入配方量的步骤2中的中药组合物提取液中，恒温浸泡200-240min，浸泡温度维持在35～45℃；
4)银离子混合液的配置：称取配方量的纳米银，将纳米银与戊二醛和纯化水混合，配置得到银离子混合液；
5)将步骤4中的银离子混合液倒入步骤3中浸泡有棉散纤维的中药组合物提取液中，继续浸泡30～45min，取出后冻干，冻干温度为-25～-80℃，冻干真空度＜20Pa；
6)混棉：将步骤5中冻干的棉散纤维与配方量的石墨烯混合，经混棉、清花、梳理、铺网后制备得到石墨烯医用棉。
本发明中，石墨烯由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域、新能源电池领域都有着广泛的应用，但是申请人经过无数次的实验，发现将石墨烯结合到本发明的其他配方中，其制得的医用棉对伤口愈合起到很大的促进作用，说明本发明选用的各组份产生了协同增效作用，带来了意想不到的效果，从而达成了本发明的发明目的。究其原因，一方面在于因为石墨烯是纳米级，而细菌是微米级，前者比后者小1000倍，石墨烯就如同无数很锋利的刀，可以对在医用棉上的细菌造成物理损伤，直接杀死；另一方面，纳米级石墨烯应用在医用棉上可以起到像布一样将细菌严密地包裹起来的作用，然后再结合纳米银以及中药组合物的杀菌效果，直接将细菌杀死。此外，细菌会把微小的石墨烯吞进“肚”中，导致其缓慢消亡。由此可见，石墨烯是物理杀菌，而纳米银是化学杀菌，两者结合，带来的效果更好。
更重要的是，石墨烯具有很强的吸附作用，可以将细菌牢牢吸附在医用棉上，使得医用棉上的杀菌组份充分发挥作用，尽快的将细菌杀死。
下面结合临床试验对本发明的石墨烯医用棉的使用效果进行进一步的阐述。
取家兔6只，雌性，体重为200±11kg，再对家兔进行麻醉处理，按照35mg/kg在兔耳静脉缓慢注射入2％的戊巴比妥钠，待家兔麻醉生效后，在家兔的背部剪毛并消毒，沿脊柱两侧对称性剪个圆形伤口，直径2cm，深度至真皮层，避开组织层中较大的血管，分离至筋膜层，造成伤口以渗血为主。
将9只家兔随机分成A组、B组和C组，每三只分类，分别为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3。A组以传统医用棉喷洒消炎碘酒，进行涂覆包裹处理；B组采用本发明实施例一的石墨烯医用棉进行涂覆包裹处理，C组采用本发明实施例二的石墨烯医用棉进行涂覆包裹处理，记录家兔伤口愈合时间及愈合过程，记录结果如下表所示：
表1家兔伤口愈合实验
由上表可知，A组平均愈合时间为24天，从第十天开始创口开始结痂，之前伴随不同程度的红肿、轻度感染及局部化脓情况；B组平均愈合时间为13天，从第四天开始创口结痂，整个治疗过程中大部分创口保持平整干净，偶见微红，除头两天红肿外，之后均无红肿状态；C组平均愈合时间为12天，从第三天开始创口结痂，整个治疗过程中大部分创口保持平整干净；与A组相比，本发明提供的B组和C组的石墨烯医用棉可以显著缩短伤口愈合时间，提高伤口愈合速度，且具有高效的抗菌、消炎、消肿功效，说明本发明的石墨烯医用棉能显著提高伤口愈合效果，兼具消毒杀菌，消炎消肿功效，作用显著，值得大范围推广。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种石墨烯医用棉，其特征在于，采用棉散纤维、石墨烯、纳米银以及中药组合物提取液以5:1:0.05:5的重量比制备而成，所述中药组合物提取液为奇亚籽、苦菜、扁蕾提取液。
2.根据权利要求1所述的石墨烯医用棉，其特征在于，所述中药组合物提取液以奇亚籽6-12份、苦菜10-20份、扁蕾10-20份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
3.根据权利要求2所述的石墨烯医用棉，其特征在于，所述中药组合物提取液以奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份的重量比混合后经提取和浓缩制备得到。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的石墨烯医用棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)棉散纤维的预处理：按配方量称取棉散纤维，在漂白设备中打入棉散纤维15倍重量的烧碱溶液，烧碱溶液的质量百分比浓度为25-30％，处理时间为15-25min；将处理后的棉散纤维吊装进入高温高压煮纱锅中按照棉散纤维:软水＝1:7～8的重量比进行煮练，软水中添加其0.05～0.1％重量的果胶酶和半纤维素酶；调节pH在7.0～7.6之间，煮练温度为60-80℃；煮练时间为1.5～2.5小时；接着以每小时20℃升温煮练两小时；取出棉散纤维冷水洗涤2～4次，调节pH在6.6～7.4之间，挤压掉水分，得到预处理后的棉散纤维；
2)中药组合物提取液的制备：以重量份计算，称取奇亚籽8份、苦菜15份、扁蕾10份，除杂后混合；将混合料置入提取罐中以总重量10倍量的纯化水加热回流提取2～3次，加热温度为65～85℃，加热时间为2～3小时；合并滤液，得到初提液；将初提取液在1.3MPa、40～60℃条件下浓缩至1/10体积，过筛，得到中药组合物提取液；
3)将步骤1中预处理后的棉散纤维置入配方量的步骤2中的中药组合物提取液中，恒温浸泡200-240min，浸泡温度维持在35～45℃；
4)银离子混合液的配置：称取配方量的纳米银，将纳米银与交联剂和纯化水混合，配置得到银离子混合液；
5)将步骤4中的银离子混合液倒入步骤3中浸泡有棉散纤维的中药组合物提取液中，继续浸泡30～45min，取出后冻干；
6)混棉：将步骤5中冻干的棉散纤维与配方量的石墨烯混合，经混棉、清花、梳理、铺网后制备得到石墨烯医用棉。
5.根据权利要求4所述的石墨烯医用棉的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的交联剂为戊二醛。
6.根据权利要求4所述的石墨烯医用棉的制备方法，其特征在于，所述步骤5中冻干温度为-25～-80℃，冻干真空度＜20Pa。
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