CN109512577B - 一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种促愈式生物环保类医用敷料，包括吸湿顶层、磁疗吸湿层与载层，所述吸湿顶层的底面与磁疗吸湿层的顶面相连接，磁疗吸湿层的底面与载层的顶面相连接，所述吸湿顶层由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，壳聚糖纳米纤维膜的制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯，所述磁疗吸湿层包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油。本设计不仅吸湿效果较强，具备磁疗功能，利于伤口愈合，而且绿色环保性较好，杀菌效果较佳，制作效率高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种敷料，属于医用敷料领域，尤其涉及一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法，具体适用于增强吸湿效果与增设磁疗作用，且绿色环保性较强。
背景技术
创面愈合是一个复杂的过程，多重外界因素会直接或间接影响着愈合的情况，这些因素包括伤口的温度、湿度、PH值、含氧量以及微生物的存活量等，因而，促进伤口愈合就必须多重考虑，不仅需要注意到常规的影响因素，还得关注到一些能够促进伤口愈合的额外因素，如磁场，此外，还得考虑敷料的制造成本与废物处理成本，尽可能的采取绿色环保材料与技术，如此，才能获得高质量的医用敷料。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的吸湿效果较弱、绿色环保性较差、不利于伤口愈合的缺陷与问题，提供一种吸湿效果较强、绿色环保性较好、利于伤口愈合的促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种促愈式生物环保类医用敷料，包括吸湿顶层与载层，且吸湿顶层、载层上下布置；
所述医用敷料还包括磁疗吸湿层，所述吸湿顶层的底面与磁疗吸湿层的顶面相连接，磁疗吸湿层的底面与载层的顶面相连接；
所述吸湿顶层由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯。
所述壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸93.4―97.7，壳聚糖2―5，聚氧化乙烯0.7―1.7。
所述壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸95.5，壳聚糖3.5，聚氧化乙烯1。
所述壳聚糖的性质为高脱乙酰度≥95％，中粘度≥200mpas，所述聚氧化乙烯的性质为中分子量。
所述磁疗吸湿层包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油。
所述磁疗吸湿层的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。
所述磁疗吸湿层的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液55，甘油0.9，海藻酸钠0.75，钕铁硼稀土磁粉2.5。
所述丝素蛋白溶液的浓度为4％―5％wt，所述甘油的浓度为8％―10％w/v。
一种上述促愈式生物环保类医用敷料的制造方法，所述制造方法中所包括的磁疗吸湿层的制取工艺包括以下步骤：先通过蚕丝制取丝素蛋白溶液，再在丝素蛋白溶液中加入甘油作为增塑剂以获取一次处理溶液，然后在一次处理溶液中加入海藻酸钠作为增稠剂以获取二次处理溶液，再在搅拌的状态下向二次处理溶液中加入钕铁硼稀土磁粉，然后搅拌至混合均匀后铺膜以得到一次膜，再将一次膜放入外源磁场中进行充磁处理以使其具备磁性，从而得到二次膜，最后对二次膜进行裁剪以得到最终的磁疗吸湿层2；
所述磁疗吸湿层的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。
所述丝素蛋白溶液是经蚕丝脱胶透析而成，其制作过程为：先将蚕丝放入碳酸钠溶液中脱胶，再用常温水冲洗，脱胶温度高于常温，如此脱胶、冲洗操作重复三次之后，再对所得物进行真空干燥烘干以获得丝素纤维，然后将丝素纤维混合于溴化锂溶液中透析三天以获得丝素蛋白溶液，透析过程中的换水频率为1h/一次。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法中，包括层层设置的吸湿顶层、磁疗吸湿层、载层，具备三层吸湿结构，可实现三阶段吸湿，确保较强的吸湿效果，利于伤口的愈合，此外，吸湿顶层由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，而壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯，其中，静电纺丝所得的膜具备较大的比表面积和密集的孔隙，具备较好的吸液性，能够从整体上进一步提高敷料的吸湿性，同时，壳聚糖对常见菌落有一定的抑制能力，对红血细胞有凝结作用，可吸收乙酸释放出的质子来止痛，壳聚糖的生物活性便于疮口的自主愈合，聚氧化乙烯可改善壳聚糖的纺丝性能，毒性极低，壳聚糖、聚氧化乙烯都为绿色环保材料，静电纺丝技术也无污染产生，环保性较强。因此，本发明不仅吸湿效果较强、利于伤口愈合，而且绿色环保性较好、杀菌效果较佳。
2、本发明一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法中，磁疗吸湿层包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油，应用时，蚕丝蛋白具有良好的吸湿性能，海藻酸钠具有良好的生物相容性、可降解特性、优异的吸水性与透氧性，吸湿物质能对透过吸湿顶层的残留伤口分泌液进行二次吸收，扩大了吸液量，而磁性物质产生的磁场效应能够加快伤口愈合的速度。因此，本发明不仅吸湿效果较强，而且具备磁疗功能，利于伤口愈合。
3、本发明一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法中，在制取磁疗吸湿层时，在丝素蛋白溶液中依次加入甘油、海藻酸钠、钕铁硼稀土磁粉后混合均匀，再铺膜、充磁、裁剪以得到产品，整个流程衔接顺畅，操作难度较低，而且取材方便，成本少，污染低。因此，本发明不仅制作效率较高，而且成本较低，环保性较强。
4、本发明一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法中，吸湿顶层采用乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯制作，磁疗吸湿层采用丝素蛋白、海藻酸钠、钕铁硼稀土磁粉制作，载层优选采用海藻酸钠水刺材料或季铵盐壳聚糖水凝胶材料制作，由此可见，绝大部分原材料都是绿色环保无污染的材料，非常利于推广应用，迎合可持续发展战略。因此，本发明的绿色环保性较强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中增设有传感器监测层、加热圈层后的爆炸视图。
图3是图2中温敏传感器所监测信息的传输流程图。
图4是图2中加热圈层的结构示意图。
图中：吸湿顶层1、磁疗吸湿层2、载层3、传感器监测层4、温敏传感器41、绝缘皮42、信号线43、聚氨酯透明贴膜44、温度监测系统5、信号转换器51、存储器52、输出显示器53、蓝牙装置54、加热圈层6、明胶保护贴膜61、微孔透气无纺布袋62、遇氧发热体63。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图4，一种促愈式生物环保类医用敷料，包括吸湿顶层1与载层3，且吸湿顶层1、载层3上下布置；
所述医用敷料还包括磁疗吸湿层2，所述吸湿顶层1的底面与磁疗吸湿层2的顶面相连接，磁疗吸湿层2的底面与载层3的顶面相连接；
所述吸湿顶层1由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯。
所述壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸93.4―97.7，壳聚糖2―5，聚氧化乙烯0.7―1.7。
所述壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸95.5，壳聚糖3.5，聚氧化乙烯1。
所述壳聚糖的性质为高脱乙酰度≥95％，中粘度≥200mpas，所述聚氧化乙烯的性质为中分子量。
所述磁疗吸湿层2包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油。
所述磁疗吸湿层2的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。
所述磁疗吸湿层2的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液55，甘油0.9，海藻酸钠0.75，钕铁硼稀土磁粉2.5。
所述丝素蛋白溶液的浓度为4％―5％wt，所述甘油的浓度为8％―10％w/v。
一种上述促愈式生物环保类医用敷料的制造方法，所述制造方法中所包括的磁疗吸湿层2的制取工艺包括以下步骤：先通过蚕丝制取丝素蛋白溶液，再在丝素蛋白溶液中加入甘油作为增塑剂以获取一次处理溶液，然后在一次处理溶液中加入海藻酸钠作为增稠剂以获取二次处理溶液，再在搅拌的状态下向二次处理溶液中加入钕铁硼稀土磁粉，然后搅拌至混合均匀后铺膜以得到一次膜，再将一次膜放入外源磁场中进行充磁处理以使其具备磁性，从而得到二次膜，最后对二次膜进行裁剪以得到最终的磁疗吸湿层2；
所述磁疗吸湿层2的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。
所述丝素蛋白溶液是经蚕丝脱胶透析而成，其制作过程为：先将蚕丝放入碳酸钠溶液中脱胶，再用常温水冲洗，脱胶温度高于常温，如此脱胶、冲洗操作重复三次之后，再对所得物进行真空干燥烘干以获得丝素纤维，然后将丝素纤维混合于溴化锂溶液中透析三天以获得丝素蛋白溶液，透析过程中的换水频率为1h/一次。
本发明的原理说明如下：
本发明旨在应对一般伤口出现的问题，提供一种新型智能敷料，以利于伤口的愈合。其中，吸湿顶层1(优选为壳聚糖纳米纤维膜材料，即壳聚糖、聚氧化乙烯混合后再经静电纺丝获得，该技术具备高吸液率、半渗透性、止血效果好、功能性、环保的优点)作为基底，直接贴附于伤口表面，具有更好的贴附性、吸液性、抗菌性，可止血止痛，同时壳聚糖的生物活性便于疮口的自主愈合(在医疗卫生领域，壳聚糖对常见菌落有一定的抑制能力，对红血细胞有凝结作用，可吸收乙酸释放出的质子来止痛，而聚氧化乙烯可改善壳聚糖的纺丝性能，毒性极低)。磁疗吸湿层2内设置有磁性物质(优选为钕铁硼稀土磁粉)与吸湿物质(优选为丝素蛋白与海藻酸钠，其中，蚕丝质地柔软、透气性良好、悬垂感优良，与人体具有良好的组织相容性，其加工成的丝素蛋白具有良好的吸湿性能，海藻酸钠具有良好的生物相容性、可降解特性、优异的吸水性与透氧性)，吸湿物质能对透过吸湿顶层1的残留伤口分泌液进行二次吸收，扩大了吸液量，而磁性物质产生的磁场效应能够加快伤口愈合的速度。传感器监测层4能使本发明相对于单纯抗菌的纤维状敷料具有智能感温、控温功能(若结合加热圈层6，则效果更佳)，方便实时感应患者伤口周围的温度，若温度低，则加热提高温度，若温度高，则更换敷料进行深入检查，使更换时间次数合理化，减少伤痛。载层3则能进一步优化敷料整体的机械强度、粘附固定性及吸液性。
综上所述，本发明所公开的敷料集抗菌、透气、三阶段吸湿于一体，一定程度上增加了其使用时间，减少了资源浪费，同时智能传递感应伤口实时温度及时补充热量以维持最佳愈合环境更接近现代化医疗。
遇氧发热体63与空气中的氧气发生化学放热反应的过程如下：2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)2；4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3↓；2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O。
本发明在制作壳聚糖纳米纤维膜时，优选静电纺丝的工艺参数为：纺丝电压为17kv，纺丝距离为18cm，纺丝液流速为0.6ml/h
本发明在搅拌状态下加入钕铁硼稀土磁粉时，优选操作为：将二次处理溶液放置电动搅拌器内，调制温度为50℃，再在搅拌的过程中分批缓慢加入钕铁硼稀土磁粉。
本发明中的磁疗吸湿层2优选结构为分成多个小块，而不是一个整块，且所有小块的整体面积比吸湿顶层1、载层3都小，此时，分成小块不仅利于均匀布置，增强磁场作用，而且不会完全覆盖吸湿顶层1，利于透气。
实施例1：
参见图1至图4，一种促愈式生物环保类医用敷料，包括吸湿顶层1、磁疗吸湿层2与载层3，所述吸湿顶层1的底面与磁疗吸湿层2的顶面相连接，磁疗吸湿层2的底面与载层3的顶面相连接；所述吸湿顶层1由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯。优选壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸93.4―97.7，壳聚糖2―5，聚氧化乙烯0.7―1.7，进一步优选壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸95.5，壳聚糖3.5，聚氧化乙烯1。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述磁疗吸湿层2包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油。所述磁疗吸湿层2的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。优选磁疗吸湿层2的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液55，甘油0.9，海藻酸钠0.75，钕铁硼稀土磁粉2.5。
一种上述磁疗吸湿层2的制取工艺，包括以下步骤：先通过蚕丝制取丝素蛋白溶液，再在丝素蛋白溶液中加入甘油作为增塑剂以获取一次处理溶液，然后在一次处理溶液中加入海藻酸钠作为增稠剂以获取二次处理溶液，再在搅拌的状态下向二次处理溶液中加入钕铁硼稀土磁粉，然后搅拌至混合均匀后铺膜以得到一次膜，再将一次膜放入外源磁场中进行充磁处理以使其具备磁性，从而得到二次膜，最后对二次膜进行裁剪以得到最终的磁疗吸湿层2。
实施例3：
基本内容同实施例2，不同之处在于：
所述丝素蛋白溶液是经蚕丝脱胶透析而成，其制作过程为：先将蚕丝放入碳酸钠溶液中脱胶，再用常温水冲洗，脱胶温度高于常温，如此脱胶、冲洗操作重复三次之后，再对所得物进行真空干燥烘干以获得丝素纤维，然后将丝素纤维混合于溴化锂溶液中透析三天以获得丝素蛋白溶液，透析过程中的换水频率为1h/一次。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述医用敷料还包括传感器监测层4，该传感器监测层4包括聚氨酯透明贴膜44、绝缘皮42及裹于绝缘皮42内部的温敏传感器41，聚氨酯透明贴膜44裹在绝缘皮42的外部，温敏传感器41与信号线43的一端相连接，信号线43的另一端穿经绝缘皮42后与位于敷料外部的温度监测系统5相连接，载层3的底面与绝缘皮42的外壁相连接。
实施例5：
基本内容同实施例4，不同之处在于：
上述温度监测系统5包括信号转换器51、存储器52与输出显示器53，所述信号转换器51的输入端经信号线43与温敏传感器41相连接，信号转换器51的输出端经存储器52与输出显示器53相连接。所述存储器52通过蓝牙装置54与输出显示器53相连接，且输出显示器53为LED显示屏；所述信号转换器51、存储器52、蓝牙装置54集成在同一块电路板上。
应用时，温敏传感器41检测病患伤口的温度，并将反映温度的初始信息经信号线43传送到位于敷料之外的信号转换器51中，信号转换器51对初始信息进行转换，并将转换后的信息发至存储器52进行存储，存储器52将存储的信息发至输出显示器53上进行显示。
实施例6：
基本内容同实施例5，不同之处在于：
所述医用敷料还包括加热圈层6，所述加热圈层6包括明胶保护贴膜61、微孔透气无纺布袋62与遇氧发热体63，所述遇氧发热体63裹于微孔透气无纺布袋62的内部，所述明胶保护贴膜61的周边与载层3的底面相连接，且微孔透气无纺布袋62夹于明胶保护贴膜61、载层3之间；所述遇氧发热体63包括相互混合的铁粉、活性炭、氯化钾、聚乙烯吡咯烷酮或者相互混合的铁粉、活性炭、水、氯化钾、聚乙烯吡咯烷酮。
应用时，当温敏传感器41检测的温度高于正常温度时，且该温度已在温度监测系统5上显示时，替换敷料；当温敏传感器41检测的温度低于正常温度时，且该温度已在温度监测系统5上显示时，撕开明胶保护贴膜61，以使外部空气穿经微孔透气无纺布袋62后与遇氧发热体63相接触，遇氧发热体63与空气中的氧气发生化学放热反应，从而向病患伤口提供热量。所述正常温度为：秋冬季为18―24℃，春夏季为22―28℃。
实施例7：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述载层3的机械强度大于吸湿顶层1、磁疗吸湿层2的机械强度。所述载层3的制造材料优选为水刺无纺布或水凝胶，进一步优选为汉麻/海藻酸钠水刺材料或季铵盐壳聚糖水凝胶材料。
Claims (5)
1.一种促愈式生物环保类医用敷料，包括吸湿顶层(1)与载层(3)，且吸湿顶层(1)、载层(3)上下布置，其特征在于：
所述医用敷料还包括磁疗吸湿层(2)，所述吸湿顶层(1)的底面与磁疗吸湿层(2)的顶面相连接，磁疗吸湿层(2)的底面与载层(3)的顶面相连接；
所述吸湿顶层(1)由壳聚糖纳米纤维膜裁剪而成，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造工艺为静电纺丝，所述壳聚糖纳米纤维膜的制造原料为乙酸、壳聚糖、聚氧化乙烯；
所述医用敷料还包括传感器监测层(4)，该传感器监测层(4)包括聚氨酯透明贴膜(44)、绝缘皮(42)及裹于绝缘皮(42)内部的温敏传感器(41)，聚氨酯透明贴膜(44)裹在绝缘皮(42)的外部，温敏传感器(41)与信号线(43)的一端相连接，信号线(43)的另一端穿经绝缘皮(42)后与位于敷料外部的温度监测系统(5)相连接，载层(3)的底面与绝缘皮(42)的外壁相连接；
所述壳聚糖纳米纤维膜的组成成分及重量份比为：乙酸95.5，壳聚糖3.5，聚氧化乙烯1；
所述磁疗吸湿层(2)的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3；所述丝素蛋白溶液的浓度为4％―5％wt，所述甘油的浓度为8％―10％w/v；
所述磁疗吸湿层(2)的制取工艺包括以下步骤：先通过蚕丝制取丝素蛋白溶液，再在丝素蛋白溶液中加入甘油作为增塑剂以获取一次处理溶液，然后在一次处理溶液中加入海藻酸钠作为增稠剂以获取二次处理溶液，再在搅拌的状态下向二次处理溶液中加入钕铁硼稀土磁粉，然后搅拌至混合均匀后铺膜以得到一次膜，再将一次膜放入外源磁场中进行充磁处理以使其具备磁性，从而得到二次膜，最后对二次膜进行裁剪以得到最终的磁疗吸湿层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种促愈式生物环保类医用敷料，其特征在于：所述壳聚糖的性质为高脱乙酰度≥95％，中粘度≥200mpas，所述聚氧化乙烯的性质为中分子量。
3.根据权利要求1所述的一种促愈式生物环保类医用敷料，其特征在于：所述磁疗吸湿层(2)包括成一体结构的磁性物质、吸湿物质，其中，所述磁性物质包括钕铁硼稀土磁粉，所述吸湿物质包括丝素蛋白、海藻酸钠、甘油。
4.一种权利要求1所述的促愈式生物环保类医用敷料的制造方法，其特征在于：所述制造方法中所包括的磁疗吸湿层(2)的制取工艺包括以下步骤：先通过蚕丝制取丝素蛋白溶液，再在丝素蛋白溶液中加入甘油作为增塑剂以获取一次处理溶液，然后在一次处理溶液中加入海藻酸钠作为增稠剂以获取二次处理溶液，再在搅拌的状态下向二次处理溶液中加入钕铁硼稀土磁粉，然后搅拌至混合均匀后铺膜以得到一次膜，再将一次膜放入外源磁场中进行充磁处理以使其具备磁性，从而得到二次膜，最后对二次膜进行裁剪以得到最终的磁疗吸湿层(2)；
所述磁疗吸湿层(2)的制作原料及重量份比为：丝素蛋白溶液50―60，甘油0.8―1，海藻酸钠0.5―1，钕铁硼稀土磁粉2―3。
5.根据权利要求4所述的一种促愈式生物环保类医用敷料的制造方法，其特征在于：所述丝素蛋白溶液是经蚕丝脱胶透析而成，其制作过程为：先将蚕丝放入碳酸钠溶液中脱胶，再用常温水冲洗，脱胶温度高于常温，如此脱胶、冲洗操作重复三次之后，再对所得物进行真空干燥烘干以获得丝素纤维，然后将丝素纤维混合于溴化锂溶液中透析三天以获得丝素蛋白溶液，透析过程中的换水频率为1h/一次。
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