CN106267304A - 具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜及由其制备的医用敷料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜。其通过直流电电解生物纤维素凝胶膜，获得具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其中电解时接触阳极板的表面即为酸性表面，而接触阴极板的表面即为碱性表面。还可通过切割获得酸性生物纤维素凝胶膜和碱性生物纤维素凝胶膜。所述具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜和所述酸性生物纤维素凝胶膜可以制备为医用敷料。本发明不需要添加抗菌素等就其能够起到良好的杀菌、抗菌效果，且对人体安全无毒，使用之后其会被还原为普通的、可生物降解的生物纤维素凝胶膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性的生物纤维素膜，具体而言，涉及具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜及由其制备的医用敷料。
背景技术
敷料通常是指用以覆盖疮、伤口的或其他损害的材料，其用于治疗痛处或伤口，其常以纱布、绷带为载体，用防腐或抗菌素溶液浸泡制备。但是，纱布、绷带等载体持水性和透气性都不高，不利于伤口愈合；同时，防腐或抗菌素溶液容易残留，提高医用材料回收的成本，且其本身的杀菌抗菌效果有限，同时成本也较高。
电解水是目前世界公认最安全、最先进的水，水在电解过程中被功能化。通过电解可以同时制备酸性水和碱性水。酸性离子水可以消毒杀菌，而碱性离子水能够维持人体内的酸碱平衡、清除自由基、活化细胞、增强免疫力，对高血压、高脂血病、糖尿病、冠心病、脂肪肝等都有良好的辅助治疗作用。但是，电解水本身无法商业生产，其不稳定，在常温常压下仅数小时后就会被还原成普通的水，因此其需要现制现用，大大限制了其应用范围。
生物纤维素（Biocellulose）是由生物纤维素产生菌代谢获得的。目前生物纤维素的生产是使用天然或人工配制的液态发酵培养基，接种生物纤维素产生菌，如木醋杆菌、木葡糖酸醋杆菌等，经过静态培养后，在液态发酵培养基的液体表面上会产生凝胶状的生物纤维素膜，固液分离后经过清洗、纯化即可获得生物纤维素凝胶膜产品。该生物纤维素凝胶膜具有超过98%的含水率，且无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有高结晶度和高聚合度。此外，其还具有超精细的空间网状结构，极高的持水性能，目前已经在多个领域广泛应用。
发明内容
本发明首先提供一种具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其通过包括如下步骤的方法制备：
（1）
生物纤维素凝胶膜在金属盐酸盐类电解质溶液中浸泡；
（2）
将两块电极板连接到直流电源的正负极，并用两块电极板夹住生物纤维素凝胶膜的两面，进行电解；
即可获得具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其中电解时接触阳极板的表面即为酸性表面，而接触阴极板的表面即为碱性表面。
上述步骤（1）中的金属盐酸盐类电解质是氯化钠、氯化钾、氯化钙或它们的混合物。优选是氯化钠。
上述步骤（1）中的金属盐酸盐类电解质溶液的浓度为0.2-0.5%，浸泡时间为0.5-3小时。
上述步骤（2）中的正负极之间的电压为8-12伏。
上述步骤（2）中的电解时间为20-60min。
上述步骤（1）之前，优选将生物纤维素凝胶膜部分脱水至含水量为50-70%。脱水优选采用低温热风干燥或真空冷冻干燥。
上述方法中，还可以包括将获得的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，沿电极板方向从中间切开，得到酸性生物纤维素凝胶膜和碱性生物纤维素凝胶膜。
上述方法中的生物纤维素凝胶膜优选是静态浅盘发酵培养法制备的，对于产生生物纤维素的菌种和培养基均没有特别的要求，只要其能够产生生物纤维素凝胶膜即可。
上述方法中，金属盐酸盐类电解质是在水溶液中溶解会形成无序移动的金属阳离子和酸根阴离子，在外加了一定的直流电压后，阳离子会向阴极板的方向移动，在靠近阴极板处得到电子而被还原，阴离子则会向阳极板的方向移动，在靠近阳极板处失去电子而被氧化。在两端电极板发生的反应如下：
阳极：2Cl- → Cl2+2e-
Cl2+H2O
→ HCl+HClO
2H2O
→ O2+4H++4e-
阴极: 2H2O+2e- → H2+2OH-
即通过上述反应，在生物纤维素凝胶膜内部发生了阴、阳离子的转移和反应，使得生物纤维素凝胶膜的两个面分别具备了不同的酸碱性，其中电解时接触阳极板的表面即为酸性表面，而接触阴极板的表面即为碱性表面。
本发明进一步提供一种医用敷料，其由上述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜制备而成。
本发明进一步提供一种医用敷料，其由上述经过切割的酸性生物纤维素凝胶膜制备而成。
上述的医用敷料中，不论是具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜还是切割后的酸性生物纤维素凝胶膜，其在包装上或包装中均带有标示或说明表明使用时用酸性接触伤口或疮口。
本发明提供了一种两面具有不同酸碱性的生物纤维素膜产品，以生物纤维素凝胶膜作为载体，让电解质在其中发生电解，能够获得两面具有不同酸碱性，使用酸性表面作为敷料，不需要添加抗菌素等就其能够起到良好的杀灭细菌、真菌等微生物的效果，且对人体安全无毒，使用之后其会被还原为普通的、可生物降解的生物纤维素凝胶膜，没有任何化学残留。因此，本发明能够降低医用敷料的生产、回收成本，减少环境污染，具有良好的经济、社会效益。此外，电解后各离子、电子存在于生物纤维素凝胶的空间网状结构中，生物纤维素凝胶的纤维会阻碍其移动，且生物纤维素凝胶能够隔绝外界环境，对其起到保护作用，因此能够有效延长其活性保持的时间。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和对比实验来对本发明作进一步的说明，但是下文中的具体实施方法不应当被理解为对本发明的限制。本领域普通技术人员能够在本发明基础上显而易见地作出的各种改变和变化，应该均在本发明的范围之内。
实施例1： 具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜的制备
取人工配制培养基接种木葡糖酸醋杆菌后，于30℃下培养7天制备的生物纤维素凝胶膜，经稀碱液和去离子水反复清洗和纯化后，用50℃热风干燥至含水量为60%，然后在浓度为0.2%的氯化钠溶液中浸泡3小时；将两块电极板连接到直流电源的正负极，正负极之间的电压为10伏，并用两块电极板夹住生物纤维素凝胶膜的两面，电解40min，制备获得具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜。
实施例2：酸性生物纤维素凝胶膜的制备
取人工配制培养基接种木醋杆菌后，于28℃下培养9天制备的生物纤维素凝胶膜，经稀碱液和去离子水反复清洗和纯化后，真空冷冻干燥至含水量为65%，然后在浓度为0.4%的氯化钠溶液中浸泡1小时；将两块电极板连接到直流电源的正负极，正负极之间的电压为12伏，并用两块电极板夹住生物纤维素凝胶膜的两面，电解50min，制备获得具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，然后沿电极板方向从中间切开，其中接触阳极板的那片为酸性生物纤维素凝胶膜。
实施例3： 医用敷料的制备
取实施例1中制备的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜或实施例2中制备的酸性生物纤维素凝胶膜直接作为医用敷料，使用有色塑料材料真空包装，且在包装上有标示或说明表明使用时使电解时与阳极板接触的表面接触伤口或疮口。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：通过包括如下步骤的方法制备：
（1）生物纤维素凝胶膜在金属盐酸盐类电解质溶液中浸泡；
（2）将两块电极板连接到直流电源的正负极，并用两块电极板夹住生物纤维素凝胶膜的两面，进行电解；
即可获得具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其中电解时接触阳极板的表面即为酸性表面，而接触阴极板的表面即为碱性表面。
2.根据权利要求1所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述步骤（1）中的金属盐酸盐类电解质是氯化钠、氯化钾、氯化钙或它们的混合物。
3.根据权利要求2所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述步骤（1）中的金属盐酸盐类电解质是氯化钠。
4.根据权利要求1所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述步骤（1）中的金属盐酸盐类电解质溶液的浓度为0.2-0.5%，浸泡时间为0.5-3小时。
5.根据权利要求1所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述步骤（2）中的正负极之间的电压为8-12伏，电解时间为20-60min。
6.根据权利要求1所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述步骤（1）之前，将生物纤维素凝胶膜脱水至含水量为50-70%。
7.根据权利要求6所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：脱水采用低温热风干燥或真空冷冻干燥。
8.根据权利要求1所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，其特征在于：所述方法中，还包括将获得的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜，沿电极板方向从中间切开，得到酸性生物纤维素凝胶膜和碱性生物纤维素凝胶膜。
9.一种医用敷料，其特征在于：由权利要求1-7之一任一项中所述的具有酸碱性的生物纤维素凝胶膜或权利要求8中所述的酸性生物纤维素凝胶膜制备而成。
10.根据权利要求9所述的医用敷料，其特征在于：使用不透光的包装材料真空包装，且在包装上或包装内有标示或说明表明使用时使电解时与阳极板接触的表面接触伤口或疮口。
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| CN102252878A (zh) * | 2011-03-20 | 2011-11-23 | 北京理工大学 | Off-Gel自由流电泳耦合芯片及其制作方法 |
| CN103134843A (zh) * | 2007-08-27 | 2013-06-05 | 技术研究及发展基金有限公司 | 通过电解控制ph梯度以及它们在等电聚焦中的用途 |
| US20150118324A1 (en) * | 2011-03-18 | 2015-04-30 | Puricore, Inc. | Stabilized hypohalous acid solutions |
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