CN108159494A - 一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，属于修复材料技术领域。本发明通过纤维素基体表面复合接枝胶原蛋白材料，由于胶原蛋白接枝后在冻干过程中材料能够保持良好的三维网状结构，使复合形成的表面材料膜具有较高的溶胀性，材料内部的多孔性不仅可以涵养水分，同时有利于水分子进入材料内部，提高其溶胀性能，在创面修复应用中既能吸收一部分创面渗出液而避免积液发炎溃烂，又能够保持材料固有的形态结构，促进细胞的粘附及生长，同时复合材料有效提高皮肤材料的力学性能。

Description

一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，属于修复材料技术领域。
背景技术
皮肤修复材料是用于大面积皮肤损伤修复的异体皮肤替代物。人类对皮肤修复材料的探索是一个逐渐深入的过程，从传统的纱布、棉垫类敷料到新型的天然或合成高分子类敷料，再到如今的组织工程皮肤支架材料，皮肤修复材料随着理念和技术的更新经历了很长的研究历程。伤口敷料作为伤口的临时“屏障”，在伤口愈合初期，起到止血、保护伤口、防止细菌感染等作用。然而，随着组织工程学的发展，临床要求皮肤修复材料不仅需要具备支撑保护伤口、防止伤口感染的作用，而且还应具有适合细胞植入的空间结构和孔径大小，同时需要具备适当的降解周期。在此理论和技术的基础上构建的组织工程皮肤支架材料能够参与伤口修复愈合的全过程，是一种兼具“表皮”和“真皮”性能的皮肤替代材料。
虽然各种皮肤修复材料以其不同的特点被应用于临床不同的创面修复领域，但是迄今为止没有一种材料能够完全满足伤口修复治疗的各种条件，所以寻找一种能够满足创面修复各个条件的材料是创面修复领域亟待解决的问题。现有常用的修复材料为纤维素和胶原蛋白材料，但是纤维素属于天然多糖类物质，在生物活性和生物相容性等方面不如胶原蛋白等蛋白类物质，且目前广泛用作皮肤修复材料的纤维素多为细菌纤维素，应其来源于细菌，所以具有一定的免疫原性，同时其多孔网络结构多为纳米级，不足以满足细胞生长、增殖的孔径要求，细胞不能向其内部生长并扩增。而胶原蛋白的机械强度较低，不足以承受整个创面的应力，而且容易被酶降解，在整个创面修复过程中容易塌陷，不能保持固有的形态。所以如何制备一种兼具修复和高强性能的皮肤修复材料，是现有皮肤修复材料领域中亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的皮肤修复材料修复过程中，力学性能和增殖修复两者不能有机结合的问题，提供了一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取稻壳并研磨过筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量55～60份去离子水、10～15份稻壳粉末、6～8份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合，水浴加热，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；
（2）取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于碳酸钠溶液和EDTA溶液中各浸泡10～15min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，离心分离，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，待滴加完成后，静置20～24h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；
（3）按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，水浴加热并均质处理，得改性混合液；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份尿素、2～3份氢氧化锂和2～3份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并静置处理，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并离心分离，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置处理，收集表面凝固纤维素膜；
（5）用去离子水冲洗表面凝固纤维素膜，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置处理，收集吸附复合薄膜并洗涤干燥，即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
步骤（2）所述的氯化钠溶液滴加速率为1.0～1.5mL/min。
步骤（3）所述的水浴加热温度为45～50℃。
步骤（4）所述的搅拌混合并静置处理中静置温度为-20℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过纤维素基体表面复合接枝胶原蛋白材料，由于胶原蛋白接枝后在冻干过程中材料能够保持良好的三维网状结构，使复合形成的表面材料膜具有较高的溶胀性，材料内部的多孔性不仅可以涵养水分，同时有利于水分子进入
材料内部，提高其溶胀性能，在创面修复应用中既能吸收一部分创面渗出液而避免积液发炎溃烂，又能够保持材料固有的形态结构，促进细胞的粘附及生长，同时复合材料有效提高皮肤材料的力学性能；
（2）本发明通过对稻壳提取并收集木糖，通过将木糖材料与胶原蛋白进行有效复合形成改性液，由于木糖可以与胶原蛋白形成凝胶，通过与胶原蛋白内部氨基酸、蛋白发生美拉德反应，有效改善胶原蛋白膜的机械性能和阻隔性能，有效提高复合薄膜之间的力学效应，对胶原蛋白表面增韧处理，使形成的皮肤修复材料具有优异的力学性能。
具体实施方式
取稻壳并研磨过50目筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量55～60份去离子水、10～15份稻壳粉末、6～8份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合并置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于75～85℃下水浴加热3～5h，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于0.8mol/L的碳酸钠溶液和0.5mol/L的EDTA溶液中各浸泡10～15min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，再在1800～2500r/min下离心分离10～15min，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，控制滴加速率为1.0～1.5mL/min，待滴加完成后，静置20～24h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，再在45～50℃水浴加热下均质处理2～3h后，得改性混合液；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份尿素、2～3份氢氧化锂和2～3份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并置于-20℃下静置20～24h，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并置于8000～10000r/min下离心分离10～15min，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置6～8h，收集表面凝固纤维素膜；用去离子水冲洗3～5次后，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置6～8h后，收集吸附复合薄膜并用去离子水冲洗3～5次，真空冷冻干燥即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
实例1
取稻壳并研磨过50目筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量55份去离子水、10份稻壳粉末、6份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合并置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于75℃下水浴加热3h，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于0.8mol/L的碳酸钠溶液和0.5mol/L的EDTA溶液中各浸泡10min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，再在1800r/min下离心分离10min，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，控制滴加速率为1.0mL/min，待滴加完成后，静置20h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，再在45℃水浴加热下均质处理2h后，得改性混合液；按重量份数计，分别称量45份去离子水、3份尿素、2份氢氧化锂和2份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并置于-20℃下静置20h，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并置于8000r/min下离心分离10min，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置6h，收集表面凝固纤维素膜；用去离子水冲洗3次后，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置6h后，收集吸附复合薄膜并用去离子水冲洗3次，真空冷冻干燥即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
实例2
取稻壳并研磨过50目筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量57份去离子水、12份稻壳粉末、7份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合并置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于80℃下水浴加热4h，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于0.8mol/L的碳酸钠溶液和0.5mol/L的EDTA溶液中各浸泡12min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，再在2200r/min下离心分离12in，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，控制滴加速率为1.2mL/min，待滴加完成后，静置22h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，再在47℃水浴加热下均质处理2h后，得改性混合液；按重量份数计，分别称量47份去离子水、4份尿素、2份氢氧化锂和2份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并置于-20℃下静置22h，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并置于9000r/min下离心分离12min，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置7h，收集表面凝固纤维素膜；用去离子水冲洗4次后，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置7h后，收集吸附复合薄膜并用去离子水冲洗4次，真空冷冻干燥即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
实例3
取稻壳并研磨过50目筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量60份去离子水、15份稻壳粉末、8份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合并置于三角烧瓶中，搅拌混合并置于85℃下水浴加热5h，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于0.8mol/L的碳酸钠溶液和0.5mol/L的EDTA溶液中各浸泡15min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，再在2500r/min下离心分离15min，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，控制滴加速率为1.5mL/min，待滴加完成后，静置24h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，再在50℃水浴加热下均质处理3h后，得改性混合液；按重量份数计，分别称量50份去离子水、5份尿素、3份氢氧化锂和3份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并置于-20℃下静置24h，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并置于10000r/min下离心分离15min，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置8h，收集表面凝固纤维素膜；用去离子水冲洗5次后，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置8h后，收集吸附复合薄膜并用去离子水冲洗5次，真空冷冻干燥即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
将本发明制备的实例1，2，3进行性能测试，具体测试结果如下表表1所示：
表1 性能测试表
由上表可知，本发明制备的皮肤修复材料具有优异的力学性能。

Claims (4)

1.一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取稻壳并研磨过筛，得稻壳粉末，按重量份数计，分别称量55～60份去离子水、10～15份稻壳粉末、6～8份质量分数15％氢氧化钠溶液搅拌混合，水浴加热，静置冷却至室温并过滤收集上层清液，得改性液；
（2）取草鱼鱼鳞，按质量比1:8，将其分别置于碳酸钠溶液和EDTA溶液中各浸泡10～15min，待浸泡完成后，过滤并收集滤饼，按质量比1:10，将滤饼与冰醋酸溶液搅拌混合并超声分散，离心分离，收集上层清液，按质量比1:5，将0.8mol/L的氯化钠溶液滴加至上层清液中，待滴加完成后，静置20～24h，过滤并收集滤渣，真空冷冻干燥、研磨制备得改性粉末；
（3）按质量比1:10，将改性粉末添加至改性液中，水浴加热并均质处理，得改性混合液；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份尿素、2～3份氢氧化锂和2～3份棉浆粕置于搅拌机中，搅拌混合并静置处理，得冷冻液，将冷冻液置于室温下静置升温至室温，得融化液并离心分离，取上清液并按质量比1:5，将质量分数5％硫酸钠滴加至上清液中，静置处理，收集表面凝固纤维素膜；
（5）用去离子水冲洗表面凝固纤维素膜，得洗涤纤维素膜并浸泡至改性混合液中，再在室温下静置处理，收集吸附复合薄膜并洗涤干燥，即可制备得所述的增韧改性纤维素基皮肤修复材料。
2.根据权利要求1所述的一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的氯化钠溶液滴加速率为1.0～1.5mL/min。
3.根据权利要求1所述的一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的水浴加热温度为45～50℃。
4.根据权利要求1所述的一种增韧改性纤维素基皮肤修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌混合并静置处理中静置温度为-20℃。
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