CN107189111A - 一种纤维素复合海绵的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维素复合海绵的制备方法，包括如下步骤：(1)分别配置HPMC的水溶液和CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按比例混合，并混合均匀；(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥；(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联；(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。本发明所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性。

Description

一种纤维素复合海绵的制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域，适用于人体或动物鼻腔用于止血的可降解多孔吸收性材料，尤其涉及一种纤维素复合海绵的制备方法。
背景技术
鼻填塞术是填充物在鼻腔中的应用。鼻填塞术最普遍的目的在中隔手术或鼻再造术后控制流血、预防粘连或再狭窄以及治疗鼻出血，填塞术还用于在术后支撑中隔。
在鼻中隔成形术以及鼻成形术的情况下，通常在24-48小时内移除传统的不可降解的填塞物，在鼻出血的情况下，填塞物被留置其中更长时间以促进愈合并预防患者触碰伤口及意外地妨碍到伤口的恢复，填塞物可在鼻腔中保留7-10天之久。如上所述，这些填塞物在若干天后被移除，在伤口仍未愈合时移除填塞物可能会再次损伤鼻腔并导致患者不适。
近年来，随着生物医学材料的研究逐步深入，各种填塞材料的研究和应用为手术提供了新方法，随着人们对填塞材料的不断认识，对材料的安全性越加重视，要求也越来越高，如材料可吸收、能在体内代谢、无免疫反应、无毒副作用等。临床呼唤更好的填塞材料，需求使天然可降解的生物止血海绵得以迅速发展。
专利CN101816801描述了一种制备医用鼻敷料的方法，但是其所用材料为人工合成的高分子化合物，与人体的相容性较差，并且其在制备过程中使用了潜在致癌物二恶烷，过程环保性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种纤维素复合海绵的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别配置HPMC的水溶液和CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按比例混合，并混合均匀；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
羟丙基甲基纤维素(HPMC)，也叫纤维素羟丙基甲基醚，HPMC在酸性和碱性条件下都表现出稳定的特性，其水溶液的pH在2-12范围内均非常稳定。HPMC的官能团为-CH3和-CH2-CHOH-CH3。可与水溶性高分子化合物混用而成为均匀、黏度更高的溶液。
羧甲基纤维素(CMC)属于纤维素醚类，是阴离子型，通常使用的是其钠盐羧甲基纤维素钠，外观为白色或微黄色、无臭无味无毒的白色粉末，在冷水和热水中均易溶解，形成透明溶液，具有一定粘度。CMC的官能团为-CH2-COONa。
CMC的重要特性是形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性，且生理无害，因此在食品、医药、日化、石油、造纸、纺织、建筑等领域生产中得到广泛应用。CMC也可用于医用止血材料，有三重止血效果：可归纳为接触血液时，CMC吸收血液中的水分溶胀而成粘胶状物，填补创面空隙，封闭毛细管末端，达到止血目的；CMC对血红蛋白有显著亲和力，与血液中的Fe2+形成不溶覆盖物，使创面止血；溶解后的CMC释放出的负离子，可以活化多种凝血因子、凝聚血小板，起到凝血作用。
所述2％HPMC的粘度为2000—10000mPa·s，所述2％CMC的粘度为200—1000mPa·s，所述CMC的取代度为0.6—1.0。
所述2％HPMC的粘度为3000—5000mPa·s，所述2％CMC的粘度为400—600mPa·s，所述CMC的取代度为0.7—0.8。
所述HPMC和CMC的质量比为5﹕1—1﹕5，所述HPMC的浓度为0.5％—5％，所述CMC的浓度为0.5％—5％。
所述HPMC和CMC的质量比为1﹕1，所述HPMC的浓度为1％—4％，所述CMC的浓度为1％—4％。
所述交联剂为碳二亚胺类交联剂的有机溶液，溶液的PH值为4.5-5.0。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为4.8-5.0。
所述配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均。
所述冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤。
本发明的有益效果是：(1)将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利；(2)本发明中，反应体系温和，条件可控，不存在毒性交联等残留问题，所用材料、试剂等均具有良好的生物安全性，大大降低了临床应用的安全性风险；此外，本发明工艺简单可控，大幅度降低了制备过程中风险管理的难度，具有良好的产品转化可行性；(3)本发明所采用的原料CMC和HPMC均是纤维素的衍生物，来源丰富，取材简单，成本低廉，大大降低了产品的制造成本。
具体实施方式
实施例1
一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置3wt％HPMC的水溶液和3wt％CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按1﹕1的比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均，温度为4℃，均浆机的转速为8000rpm，时间为3分针；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥，在-40℃冷冻，-50℃冷冻干燥24小时；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，交联的时间为12小时，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
所述2％HPMC的粘度为3000mPa·s，所述2％CMC的粘度为400mPa·s，所述CMC的取代度为0.7。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为4.8。
本实施例的一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。
实施例2
一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置3wt％HPMC的水溶液和3wt％CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按2﹕1的比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均，温度为4℃，均浆机的转速为8000rpm，时间为3分针；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥，在-20℃冷冻，-50℃冷冻干燥24小时；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，交联的时间为24小时，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
所述2％HPMC的粘度为5000mPa·s，所述2％CMC的粘度为600mPa·s，所述CMC的取代度为0.8。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为5.0。
本实施例的一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。
实施例3
一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置1wt％HPMC的水溶液和1wt％CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按4﹕1的比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均，温度为4℃，均浆机的转速为8000rpm，时间为3分针；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥，在-40℃冷冻，-60℃冷冻干燥24小时；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，交联的时间为36小时，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
所述2％HPMC的粘度为4000mPa·s，所述2％CMC的粘度为500mPa·s，所述CMC的取代度为0.7。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为4.9。
本实施例的一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。
实施例4
一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置2wt％HPMC的水溶液和2wt％CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按1﹕2的比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均，温度为4℃，均浆机的转速为8000rpm，时间为10分针；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥，在-40℃冷冻，-50℃冷冻干燥48小时；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，交联的时间为12小时，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
所述2％HPMC的粘度为3000mPa·s，所述2％CMC的粘度为400mPa·s，所述CMC的取代度为0.7。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为4.8。
本实施例的一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。
实施例5
一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置0.5wt％HPMC的水溶液和0.5wt％CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按3﹕1的比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均，温度为4℃，均浆机的转速为8000rpm，时间为5分针；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥，在-20℃冷冻，-60℃冷冻干燥24小时；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，交联的时间为12小时，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
所述2％HPMC的粘度为5000mPa·s，所述2％CMC的粘度为600mPa·s，所述CMC的取代度为0.8。
所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为5.0。
本实施例的一种纤维素复合海绵的制备方法，其将CMC和HPMC进行交联制备的海绵形态，且经过冻干工艺提高了其机械性能和三维多孔结构，提升了复合材料的吸水、持水性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料吸收能力不足等缺陷，更适用于出血创面的止血愈合，其良好的湿态强度也为临床操作提供了便利。

Claims (9)

1.一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配置HPMC的水溶液和CMC的水溶液，并搅拌均匀使其完全溶解；
(2)将步骤(1)中配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按比例混合，并混合均匀；
(3)将步骤(2)中混合均匀后的液体冷冻干燥；
(4)将步骤(3)中冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联；
(5)将步骤(4)中交联剂中交联得到的交联产物用冷冻机冷冻干燥得到海绵状产物；
(6)将步骤(5)中得到的海绵状产物分装、灭菌，得到用于止血护理的纤维素复合海绵。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述2％HPMC的粘度为2000—10000mPa·s，所述2％CMC的粘度为200—1000mPa·s，所述CMC的取代度为0.6—1.0。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述2％HPMC的粘度为3000—5000mPa·s，所述2％CMC的粘度为400—600mPa·s，所述CMC的取代度为0.7—0.8。
4.根据权利要求1所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述HPMC和CMC的质量比为5﹕1—1﹕5，所述HPMC的浓度为0.5％—5％，所述CMC的浓度为0.5％—5％。
5.根据权利要求4所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述HPMC和CMC的质量比为1﹕1，所述HPMC的浓度为1％—4％，所述CMC的浓度为1％—4％。
6.根据权利要求1所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述交联剂为碳二亚胺类交联剂的有机溶液，溶液的PH值为4.5-5.0。
7.根据权利要求6所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述碳二亚胺类交联剂的有机溶液为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的1％(w/v)乙醇溶液，溶液的PH值为4.8-5.0。
8.根据权利要求1所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述配置好的HPMC水溶液和CMC水溶液按比例混合，并将配置好的混合液通过均浆机打均。
9.根据权利要求1所述的一种纤维素复合海绵的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥后的混合物在交联剂中交联，并将交联剂中交联后的交联产物用纯净水洗涤。
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