CN108498843B - 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法 - Google Patents

一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108498843B
CN108498843B CN201810606909.XA CN201810606909A CN108498843B CN 108498843 B CN108498843 B CN 108498843B CN 201810606909 A CN201810606909 A CN 201810606909A CN 108498843 B CN108498843 B CN 108498843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
hydrogel
sodium alginate
antibacterial
chitosan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810606909.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108498843A (zh
Inventor
敖宁建
林越威
张丽
叶开均
李洲
赖学旭
李日旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan University
Original Assignee
Jinan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinan University filed Critical Jinan University
Priority to CN201810606909.XA priority Critical patent/CN108498843B/zh
Publication of CN108498843A publication Critical patent/CN108498843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108498843B publication Critical patent/CN108498843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/24—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/18—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/28—Polysaccharides or their derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/46—Deodorants or malodour counteractants, e.g. to inhibit the formation of ammonia or bacteria
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/106—Halogens or compounds thereof, e.g. iodine, chlorite
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents

Abstract

本发明属于生物材料的制备技术领域，具体涉及一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法。该方法将可用于熔融沉积成型的聚乙烯醇和不能用于熔融沉积成型的海藻酸钠、壳聚糖及抗菌剂以溶胀吸附的方法进行分子复合，使产物可通过计算机辅助设计技术进行设计和成型的同时，具有多糖材料的生物活性。由于采用了三维打印技术成型聚乙烯醇，因此该制备方法简单、周期短且可随时随地按需生产，产品便于储存和运输。由此得到的伤口敷料同时达到对吸水性、透气性等物理性质和促进细胞生长、促进伤口愈合等生物学性质的要求。其对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抗菌率均超过99％。

Description

一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料的制备技术领域，具体涉及一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
背景技术
由于战争、灾祸、疾病等缘故，皮肤出现严重且难以愈合的伤口，患者需要使用伤口敷料覆盖伤口，以保持伤口清洁卫生，并达到湿性愈合的效果，使伤口更快更好地愈合。水凝胶伤口敷料有吸水性好、不粘连、容易去除等优点，对于严重的伤患来说非常重要，一旦有重大灾难发生，成批伤者送医时经常供不应求，导致部分伤者延迟或无法得到合适的救治，造成严重的后遗症，需要截肢甚至死亡。
目前制备水凝胶伤口敷料的方法包括冻融法、静电纺丝法、共混法、接支共聚法、高能辐射交联法等，都需要复杂的生产成型设备，无法在灾难现场或医院里进行生产。
发明内容
为克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的三维打印抗菌水凝胶敷料。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚乙烯醇的三维打印
将聚乙烯醇加入熔融沉积成型三维打印机，设置打印参数，按照AutoCAD设计的模型进行打印，得到三维打印的聚乙烯醇；
(2)水凝胶的制备
对三维打印的聚乙烯醇喷洒硼砂溶液，使聚乙烯醇分子链交联，得到三维打印的聚乙烯醇水凝胶；
(3)材料复合
将海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液混合，得到海藻酸钠/壳聚糖复合溶液，将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡于海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中进行吸附，得到吸附有海藻酸钠和壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶，然后浸泡于氯化钙溶液中，干燥，得到聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶，将聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶浸泡在抗菌剂溶液中，干燥，即得到所述的三维打印抗菌水凝胶敷料。
优选的，步骤(1)中所述的聚乙烯醇的直径为1.75～3mm，熔点为180～220℃。
优选的，步骤(1)中所述的打印参数为打印温度180～220℃，热床温度20～100℃，打印速度100～150mm/min，挤出速度25～45rpm。
优选的，步骤(2)中所述的硼砂溶液的浓度为1～2wt.％。
优选的，步骤(3)中所述的海藻酸钠溶液的浓度为2wt.％。
优选的，步骤(3)中所述的壳聚糖溶液的浓度为1wt.％。
优选的，步骤(3)中所述的海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中，海藻酸钠溶液的体积为壳聚糖溶液体积的5～8倍。
优选的，步骤(3)中所述的将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡于海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中时，海藻酸钠/壳聚糖复合溶液的体积为三维打印的聚乙烯醇水凝胶的10～25倍。
优选的，步骤(3)中所述的吸附的条件为在室温20～40℃下吸附5～10min。
优选的，步骤(3)中所述的氯化钙溶液的浓度为2wt.％。
优选的，步骤(3)中所述的浸泡于氯化钙溶液中时，氯化钙溶液的体积为吸附有海藻酸钠和壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶的体积的20～50倍。
优选的，步骤(3)中所述的浸泡于氯化钙溶液中和浸泡在抗菌剂溶液中的条件分别为在室温20～40℃下浸泡15～30min。
优选的，步骤(3)中所述的抗菌剂溶液中的抗菌剂为碘或聚二乙二醇单甲醚-三苯基膦对甲苯磺酸盐。
优选的，步骤(3)中所述的抗菌剂溶液的浓度为0.0125～0.05M。
优选的，步骤(3)中所述的将聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶浸泡在抗菌剂溶液中时，抗菌剂溶液与聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶的质量比为10:1～20:1。
优选的，步骤(3)中所述的干燥的温度为30～60℃。
本发明进一步提供由上述制备方法得到的三维打印抗菌水凝胶敷料，所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的液体吸收性为10～20g/100cm2，水蒸气透过率为700～1000g/m2/24h，断裂强度为2～3MPa，断裂伸长率为200～300％，杨氏模量为2～3MPa。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明使用三维打印技术制备伤口敷料，提供了一种较为简单、方便和快捷的伤口敷料生产方法，缩短了伤口敷料的生产周期，可随时随地按需生产伤口敷料。此外，通过计算机辅助设计技术，可根据患者伤口的需要，设计并制备出形状适合的伤口敷料。所得敷料便于储存和运输，方便使用。
(2)本发明将可用于熔融沉积成型的聚乙烯醇和不能用于熔融沉积成型的海藻酸钠、壳聚糖及抗菌剂以溶胀吸附的方法进行分子复合，使产物可通过计算机辅助设计技术进行设计和成型的同时，具有多糖材料的生物活性。利用海藻酸钠的吸水性，易于钙离子络合成水凝胶的特点，利用壳聚糖的抗菌性和凝血性的特点，使伤口敷料同时达到对吸水性、透气性等物理性质和促进细胞生长、促进伤口愈合等生物学性质的要求。
(3)本发明制作的三维打印技术制备伤口敷料对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抗菌率均超过99％。
附图说明
图1为实施例1～3中采用的三维打印抗菌敷料的AutoCAD设计图。
图2为实施例1制备的聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(未浸泡碘液)的实物图。
图3为实施例1制备的聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(未浸泡碘液)的红外光谱图。
图4为实施例1制备的三维打印抗菌水凝胶敷料的剖面扫描电镜图。
图5为实施例1～3制备的三维打印抗菌水凝胶敷料的实物图。
图6为实施例1～3中制备的三维打印抗菌水凝胶敷料的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
下列实施例中使用的材料均可从商业渠道获得。
实施例1
本实施例提供一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将直径为1.75毫米的聚乙烯醇三维打印耗材加入熔融沉积成型三维打印机中，设定打印参数为打印温度180℃，热床温度20℃，打印速度100mm/min，挤出速度25rpm，按照AutoCAD设计的模型(参见图1)进行打印，得到三维打印的聚乙烯醇。
(2)向三维打印的聚乙烯醇上喷洒1wt.％的硼砂溶液，使聚乙烯醇分子链交联，得到三维打印的聚乙烯醇水凝胶。
(3)将2wt.％海藻酸钠溶液和1wt.％壳聚糖溶液按体积比5:1的比例混合，得到海藻酸钠/壳聚糖复合溶液，将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡在海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中5min，海藻酸钠/壳聚糖复合溶液的体积为三维打印的聚乙烯醇水凝胶的10倍，然后浸泡于2wt.％的氯化钙溶液中，在30℃下进行干燥，得到聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶，再浸泡在0.0125M的碘液中15min，碘液的体积为聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶的10倍，再在30℃下进行干燥，即得到所述的三维打印抗菌水凝胶敷料(含碘量为1.3±0.3mg/g，液体吸收性为10g/100cm2，水蒸气透过率为700g/m2/24h，断裂强度为2MPa，断裂伸长率为200％，杨氏模量为2MPa)。
图2为本实施例制备的聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(未浸泡碘液)的实物图，对其进行红外光谱分析，结果如图3所示，可见，在1590、1725和3300处出现了吸收峰，表明聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶(未浸泡碘液)中存在能够剪切震动的酰胺基、能够剪切震动的酯基和具有氢键的羟基。对进一步浸泡碘液的三维打印抗菌水凝胶敷料进行红外光谱分析，结果如图5中的C所示，可见1590处吸收峰消失，1725和3300处的吸收峰减弱，表示酰胺基受到碘分子吸引无法进行剪切震动，酯基亦受到吸引使震动减弱，羟基之间的氢键受到阻隔，在3670出现自由羟基的震动峰。
采用扫面电镜对本实施例制备的三维打印抗菌水凝胶敷料的剖面进行微观形貌分析，结果如图4所示，由图可知，水凝胶内存在设计中的孔洞结构，该孔洞结构可极大增加敷料的吸收性和透气性。
实施例2
本实施例提供一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将直径为1.75毫米的聚乙烯醇三维打印耗材加入熔融沉积成型三维打印机中，设定打印参数为打印温度190℃，热床温度60℃，打印速度125mm/min，挤出速度35rpm，按照AutoCAD设计的模型(参见图1)进行打印，得到三维打印的聚乙烯醇。
(2)向三维打印的聚乙烯醇上喷洒1.5wt.％的硼砂溶液，使聚乙烯醇分子链交联，得到三维打印的聚乙烯醇水凝胶。
(3)将2wt.％海藻酸钠溶液和1wt.％壳聚糖溶液按体积比6:1的比例混合，得到海藻酸钠/壳聚糖复合溶液，将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡在海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中5min，海藻酸钠/壳聚糖复合溶液的体积为三维打印的聚乙烯醇水凝胶的20倍，得到聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶，然后浸泡于2wt.％的氯化钙溶液中，在40℃下进行干燥，再浸泡在0.025M的碘液中15min，碘液的体积为聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶的15倍，再在40℃下进行干燥，即得到所述的三维打印抗菌水凝胶敷料(含碘量为3.6±0.9mg/g，液体吸收性为16g/100cm2，水蒸气透过率为800g/m2/24h，断裂强度为2MPa，断裂伸长率为222％，杨氏模量为2MPa)。
实施例3
本实施例提供一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将直径为3毫米的聚乙烯醇三维打印耗材加入熔融沉积成型三维打印机中，设定打印参数为打印温度220℃，热床温度100℃，打印速度150mm/min，挤出速度45rpm，按照AutoCAD设计的模型(参见图1)进行打印，得到三维打印的聚乙烯醇。
(2)向三维打印的聚乙烯醇上喷洒2wt.％的硼砂溶液，使聚乙烯醇分子链交联，得到三维打印的聚乙烯醇水凝胶。
(3)将2wt.％海藻酸钠溶液和1wt.％壳聚糖溶液按体积比8:1的比例混合，得到海藻酸钠/壳聚糖复合溶液，将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡在海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中5min，海藻酸钠/壳聚糖复合溶液的体积为三维打印的聚乙烯醇水凝胶的25倍，得到聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶，然后浸泡于2wt.％的氯化钙溶液中，在40℃下进行干燥，再浸泡在0.05M的碘液中15min，碘液的体积为聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶的20倍，再在40℃下进行干燥，即得到所述的三维打印抗菌水凝胶敷料(含碘量为11.2±2.6mg/g，液体吸收性为20g/100cm2，水蒸气透过率为1000/m2/24h，断裂强度为3MPa，断裂伸长率为300％，杨氏模量为3MPa)。
图5为实施例1～3制备的三维打印抗菌水凝胶敷料的实物图，其中A、B、C分别对应实施例3、2、1的样品。
对实施例2和3制备的三维打印抗菌水凝胶敷料进行红外光谱分析，结果分别如图5中的图谱B和A所示，由图可知，图谱B中，1590吸收峰消失，1725和3300的吸收峰减弱，表示酰胺基受到碘分子吸引无法进行剪切震动，酯基亦受到吸引使震动减弱，羟基之间的氢键受到阻隔，在3670出现自由羟基的震动峰。图谱A中，三个吸收峰都消失，表示材料中所有的酰胺基和酯基都被碘分子吸附上，所有羟基之间的氢键都受到阻隔。
实施例4
本实施例提供实施例1～3得到的三维打印抗菌水凝胶敷料的抗菌应用效果。
采用大肠杆菌(8099)和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)作为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的代表菌种，使用吸收法测定样品的抗菌效果。将细菌接种于营养肉汤中，在37℃下培养24小时，将菌液浓度调整为
Figure BDA0001694548570000062
Figure BDA0001694548570000063
将0.2ml细菌液接种到锥形瓶内的三维打印抗菌水凝胶敷料中，在37℃下温育24小时。之后加入20ml大豆酪蛋白消化卵磷脂聚山梨酯(SCDLP)培养基冲洗样品，用平板计数法计算细菌数目。用纯棉纱布作对照样本。按照方程式确定抑菌值
抗菌值＝lg C-lg T
其中C是来自对照样本的细菌数目，T是来自测试样本的细菌数目。
如方程式所示测定抗菌率
Figure BDA0001694548570000061
其中C是来自对照样本的细菌数目，T是来自测试样本的细菌数目。
从表1可看出，本发明制得的抗菌敷料具有良好的抗菌效果。
表1实施例1～3所得的三维打印抗菌水凝胶敷料的抗菌效果
Figure BDA0001694548570000071
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）聚乙烯醇的三维打印
将聚乙烯醇加入熔融沉积成型三维打印机，设置打印参数，按照AutoCAD设计的模型进行打印，得到三维打印的聚乙烯醇；
（2）水凝胶的制备
对三维打印的聚乙烯醇喷洒浓度为1～2wt.%的硼砂溶液，使聚乙烯醇分子链交联，得到三维打印的聚乙烯醇水凝胶；
（3）材料复合
将浓度为2wt.%的海藻酸钠溶液和浓度为1wt.%的壳聚糖溶液按照体积比5:1～8:1混合，得到海藻酸钠/壳聚糖复合溶液，将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡于海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中进行吸附，得到吸附有海藻酸钠和壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶，然后浸泡于浓度为2wt.%的氯化钙溶液中，干燥，得到聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶，将聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶浸泡在浓度为0.0125～0.05M的抗菌剂溶液中，干燥，即得到所述的三维打印抗菌水凝胶敷料；
所述的抗菌剂溶液中的抗菌剂为碘或聚二乙二醇单甲醚-三苯基膦对甲苯磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的打印参数为打印温度180～220℃，热床温度20～100℃，打印速度100～150 mm/min，挤出速度25～45rpm。
3.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：
步骤（3）中所述的将三维打印的聚乙烯醇水凝胶浸泡于海藻酸钠/壳聚糖复合溶液中时，海藻酸钠/壳聚糖复合溶液的体积为三维打印的聚乙烯醇水凝胶的10～25倍；
所述的浸泡于氯化钙溶液中时，氯化钙溶液的体积为吸附有海藻酸钠和壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶的体积的20～50倍；
所述的将聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶浸泡在抗菌剂溶液中时，抗菌剂溶液与聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖水凝胶的质量比为10:1～20:1。
4.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的吸附的条件为在室温20～40℃下吸附5～10 min。
5.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的浸泡于氯化钙溶液中和浸泡在抗菌剂溶液中的条件分别为在室温20～40℃下浸泡15～30min。
6.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的干燥的温度为30～60℃。
7.根据权利要求1所述的三维打印抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的聚乙烯醇的直径为1.75～3mm，熔点为180～220℃。
8.一种三维打印抗菌水凝胶敷料，其特征在于：由权利要求1～7任一项所述制备方法得到。
CN201810606909.XA 2018-06-13 2018-06-13 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法 Active CN108498843B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810606909.XA CN108498843B (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810606909.XA CN108498843B (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108498843A CN108498843A (zh) 2018-09-07
CN108498843B true CN108498843B (zh) 2021-06-11

Family

ID=63403279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810606909.XA Active CN108498843B (zh) 2018-06-13 2018-06-13 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108498843B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109774118B (zh) * 2019-03-21 2020-12-29 中国科学院福建物质结构研究所 一种增强fdm 3d打印制件的力学性能的方法
CN112472997B (zh) * 2020-11-26 2021-08-06 山东第一医科大学附属省立医院(山东省立医院) 一种用于膝关节炎症的敷护材料
CN113662746A (zh) * 2021-08-05 2021-11-19 中国科学院大学温州研究院(温州生物材料与工程研究所) 一种基于3d打印模板制备的具有有序多孔结构的聚乙烯醇海绵
CN115887733B (zh) * 2022-11-28 2024-02-27 天津中医药大学 一种3d打印载银抗菌中药敷料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101874751A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 复旦大学 一种多层多孔支架及其制备方法
WO2016160405A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 The Procter & Gamble Company Absorbent articles having nonwoven substrates with reactive ink compositions
CN107744601A (zh) * 2017-09-06 2018-03-02 盐城工业职业技术学院 一种基于蚕丝微球生物墨水的三维打印伤口包覆材料及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7115321B2 (en) * 2002-07-26 2006-10-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent binder coating
CN1562382A (zh) * 2003-08-29 2005-01-12 杭州拜康医用产品有限公司 含有聚氨酯水乳液的水凝胶型创伤敷料及其制备方法
EP1602365A1 (en) * 2004-03-03 2005-12-07 Switch Biotech Aktiengesellschaft Pharmaceutical composition for topical use in form of xerogels or films and methods for production
CN102078636A (zh) * 2011-01-07 2011-06-01 中山大学孙逸仙纪念医院 含重组人表皮生长因子的水凝胶敷料及其制备方法与应用
CN102727926B (zh) * 2011-12-12 2015-10-07 北京科技大学 一种多聚糖与纳米细菌纤维素的复合伤口敷料的制备方法
CN103520767B (zh) * 2013-10-28 2016-08-17 山东赛克赛斯药业科技有限公司 一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法
CN104069537B (zh) * 2014-07-17 2016-04-06 厦门大学 海藻酸钠-羧甲基纤维素钠-壳聚糖伤口敷料及其制备方法
CA2959163C (en) * 2014-09-02 2023-02-14 Graphene 3D Lab Inc. Electrochemical devices comprising nanoscopic carbon materials made by additive manufacturing
CN104491914B (zh) * 2014-12-25 2016-06-22 中国人民解放军第四军医大学 一种多孔复合凝胶-纳米纤维透氧敷料及其制备方法
CN104861216B (zh) * 2015-04-28 2017-03-15 武汉纺织大学 一种紫外光3d打印用水凝胶基质的制备方法
CN105497960A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 王书美 一种具有促进伤口愈合功效的医用敷料及制法
CN106890352A (zh) * 2017-03-14 2017-06-27 暨南大学 一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101874751A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 复旦大学 一种多层多孔支架及其制备方法
WO2016160405A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 The Procter & Gamble Company Absorbent articles having nonwoven substrates with reactive ink compositions
CN107744601A (zh) * 2017-09-06 2018-03-02 盐城工业职业技术学院 一种基于蚕丝微球生物墨水的三维打印伤口包覆材料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Reprint of: Preparation of a novel sodium alginate/polyvinyl formal composite with a double crosslinking interpenetrating network for multifunctional biomedical application;Wang, YS等;《COMPOSITES PART B-ENGINEERING》;20170715;第121卷;第9-22页 *
Wound healing properties of PVA/starch/chitosan hydrogel membranes with nano Zinc oxide as antibacterial wound dressing material;Baghaie, S;《JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION》;20171231;第28卷(第18期);第2220-2241页 *
一种采用熔融沉积成型技术配合三维打印后处理工艺制备的抗菌伤口敷料;林越威等;《中国医疗器械杂志》;20190730;第43卷(第4期);第275-278页 *
海藻酸钙/聚乙烯醇复合医用敷料的制备和性能;李洪昌;《上海纺织科技》;20141231;第42卷(第12期);第14-17页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108498843A (zh) 2018-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108498843B (zh) 一种三维打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法
Abdalkarim et al. Electrospun poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy-valerate)/cellulose reinforced nanofibrous membranes with ZnO nanocrystals for antibacterial wound dressings
Cremar et al. Development of antimicrobial chitosan based nanofiber dressings for wound healing applications
Cai et al. Tailoring mechanical and antibacterial properties of chitosan/gelatin nanofiber membranes with Fe3O4 nanoparticles for potential wound dressing application
Lujerdean et al. The contribution of silk fibroin in biomedical engineering
Naghshineh et al. Preparation of chitosan, sodium alginate, gelatin and collagen biodegradable sponge composites and their application in wound healing and curcumin delivery
Luo et al. In situ fabrication of nano ZnO/BCM biocomposite based on MA modified bacterial cellulose membrane for antibacterial and wound healing
Patil et al. Hybrid chitosan-ZnO nanoparticles coated with a sonochemical technique on silk fibroin-PVA composite film: A synergistic antibacterial activity
Siritientong et al. The effect of sterilization methods on the physical properties of silk sericin scaffolds
Guang et al. Chitosan/silk fibroin composite scaffolds for wound dressing
CN113845668B (zh) 一种多糖复合水凝胶及其制备方法和应用
Khan et al. Chitosan-nanocellulose composites for regenerative medicine applications
Rao et al. Fungal-derived carboxymethyl chitosan blended with polyvinyl alcohol as membranes for wound dressings
Joshi Navare et al. Needle-injectable microcomposite cryogel scaffolds with antimicrobial properties
CN109505031B (zh) 立构复合晶聚乳酸纳米纤维、抑菌性立构复合晶聚乳酸纳米纤维及其制备方法与应用
Yuan et al. A cellulose/Konjac glucomannan–based macroporous antibacterial wound dressing with synergistic and complementary effects for accelerated wound healing
CN110698731A (zh) 一种多功能复合生物材料、制备方法及其应用
Fan et al. The novel alginate/N‐succinyl‐chitosan antibacterial blend fibers
Savitskaya et al. Physicochemical and antibacterial properties of composite films based on bacterial cellulose and chitosan for wound dressing materials
Tao et al. Characterization of silver nanoparticle in situ synthesis on porous sericin gel for antibacterial application
Amal et al. Preparation and characterisation of Punica granatum pericarp aqueous extract loaded chitosan-collagen-starch membrane: role in wound healing process
CN110755173A (zh) 一种抗菌防渗漏硬脑膜修补片及制备方法
US20220331476A1 (en) Nano-zinc oxide-supported bacterial cellulose microfiber-alginate fiber composite
Zhang et al. Nanocellulose aerogels from banana pseudo-stem as a wound dressing
Esfahani et al. Fabrication and characterization of a novel hydrogel network composed of polyvinyl alcohol/polyvinylpyrrolidone/nano-rGO as wound dressing application

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant