CN110152052A - 一种多功能医用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医用材料开发领域，具体涉一种多功能医用材料及其制备方法。本发明所述的多功能医用材料是一种用于医用负压封闭引流系统的季铵化甲壳素/季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，该多功能医用材料有以下三种形式：(a)聚乙烯醇‑季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料；(b)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；(c)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料，同时提供相应方法制备上述多功能医用材料。本发明构筑的多功能医用材料具有良好的生物相容性，相比传统医用泡沫材料单一的吸液功能，有着良好的抗感染、止血和促进伤口愈合性能。

Description

一种多功能医用材料及其制备方法
技术领域
本发明属于医用材料开发领域，具体涉一种多功能医用材料及其制备方法。
背景技术
外科创面的正确处理是外科手术治疗成败的关键之一，而创面良好的愈合是创伤后机体功能康复的前提。目前临床上对于普通创面及手术切口，使用最多的仍是纤维纱布、棉垫等传统敷料，该种敷料仅能起到保护创面的作用，保湿作用差，且敷料渗透时易导致外源性感染。对于糖尿病足、大面积烧伤、骨髓炎、褥疮、感染等难愈合创面，目前临床上常用的处理方法是负压封闭引流技术(Vaccum Sealing Drainage，VSD)。VSD系统由多孔泡沫材料、多侧孔引流管、生物透性粘贴薄膜和负压引流装置组成。将多孔泡沫材料覆盖于创面，用半透膜进行封闭，同时将引流管连接负压动力源，使局部处于负压环境，将创面坏死组织及渗液通过引流管排出体外，并且能够改善局部血流、减轻组织水肿、减少细菌数量、促进肉芽生长。VSD技术主要是依靠多孔吸水泡沫来实现的，多孔泡沫既是负压传导介质，同时也是将坏死组织、渗出液、脓液、其他毒素物质引入引流管的引流介质。目前市场上用于负压封闭引流的泡沫敷料主要分为两种：聚氨酯(PU)泡沫和聚乙烯醇(PVA)泡沫，虽然PU和PVA多孔泡沫敷料拥有良好的吸液性能，可以作为负压传导和引流的介质，但PU和PVA材料本身已被证实没有止血、抗菌、消炎、促进伤口愈合等生物功能，且较长时间使用以PU或PVA为泡沫基质的VSD系统时，容易形成厌氧菌感染。因此，如何克服上述缺点，提供一种同时具有广谱抗菌、止血、促进伤口愈合等多功能的医用泡沫敷料很有必要且很有应用前景。
甲壳素是由β-(1→4)-2-乙酰氨基-D-葡萄糖组成的结晶性聚多糖，广泛存在于虾蟹等水生动物外骨骼、无脊椎动物角质层、绿藻、真菌和酵母菌细胞壁中，是地球上蓄积量仅次于纤维素的天然高分子。壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基反应得到的产物，因其表面带有大量带正电荷的胺基(NH2)，现广泛应用于抗菌和止血材料领域的研究和产品开发。甲壳素和壳聚糖源自生物体，是可再生的天然高分子材料，具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒无免疫原性等特性(Bo Duan,Yao Huang,Ang Lu,Lina Zhang,Progress inPolymer Science,2018,82,1；Chen M,Mi F,Liao Z,Hsiao C,Sonaje K,Advanced DrugDelivery Reviews,2013,65,865)。大量研究证实，甲壳素或壳聚糖经过季铵盐化修饰后，其溶解性能可进一步提高，且拥有良好的广谱抗菌(Jiaul Hoque,Padma Akkapeddi,Chandradhish Ghosh,ACS Appl.Mater.Interfaces 2016,8,29298)、止血(Peng Li,YinFun Poon,Weifeng Li,HongYuan Zhu,Nature Materials,2011,10,149；)、促伤口愈合(Xin Zhao,Baolin Guo,Hao Wu,Nature Communications,2018,9,2784)等多种生物功能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种多功能医用材料，为临床创面愈合开拓了新领域。
本发明的目的之二在于提供上述多功能医用材料的制备方法，方法简单实用，可用于工业生产。
本发明实现目的之一采用以下技术方案：
一种多功能医用材料，所述多功能医用材料是一种用于医用负压封闭引流系统的季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，该多功能医用材料具有如下三种形式：
(a)聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料(PVA/QCsF)；
(b)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料(PVAF+QCs)；
(c)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现：
上述多功能医用材料可通过以下任一种方法制备得到：
(1)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫时，通过以下方法制备：
A、在聚乙烯醇与甲醛的缩醛化反应过程中加入一定质量的一定脱乙酰度和一定季铵盐取代度的季铵盐化甲壳素粉或季铵盐化壳聚糖粉，再加入发泡剂和硫酸溶液后共反应，制得聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫；
(2)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的双层医用材料时，通过以下方法制备：
B、先将一薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布覆盖在伤口之上，再将医用负压封闭引流系统使用的聚乙烯醇泡沫覆盖于季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布的表面即制得聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
(3)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料时，通过以下方法制备：
C、先单独将季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖发泡做成季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，后与医用聚乙烯醇泡沫胶黏固定，两层材料穿孔后相互渗透联通，得到聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料。
进一步地，所述方法A具体步骤如下：
A1、配置质量分数为5％-20％的聚乙烯醇溶液，按所取聚乙烯醇质量的5％-20％称取季铵盐化甲壳素粉末或季铵盐化壳聚糖粉末，加入到聚乙烯醇溶液中，搅拌均一，得到聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素的混合溶液，或聚乙烯醇与季铵盐化壳聚糖的混合溶液；
A2、向所述步骤A1得到的聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素的混合溶液或聚乙烯醇与季铵盐化壳聚糖的混合溶液中依次加入0.1wt％曲拉通X-405和5％(v/v)浓度为50wt％的硫酸，此过程中维持温度稳定在25-35℃，搅拌均一；再加入10％(v/v)甲醛，持续搅拌至充分发泡，然后于50-70℃烘烤成型，得到聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素混合泡沫，或聚乙烯醇与季铵盐化壳聚糖混合泡沫；
A3、取出所述步骤A2得到的聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素混合泡沫或聚乙烯醇与季铵盐化壳聚糖混合泡沫用水透析后烘干、灭菌，得到所述的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料；
其中，所述步骤A1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95。
优选地，所述步骤A1中，聚乙烯醇溶液质量分数为15％，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖质量为聚乙烯醇质量的20％，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47。
进一步地，所述方法B具体步骤如下：
B1、取薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料，将其切割剪裁成适合伤口面积大小，作为伤口保护层覆盖于伤口表面；
B2、再在季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布上覆盖医用负压封闭引流系统的聚乙烯醇泡沫，即得到所述的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
其中，所述步骤B1中，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的厚度为3-5mm。
优选地，所述步骤B1中，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47，厚度为4mm；所述步骤B2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为10mm，孔径为1.2mm。
进一步地，所述方法C具体步骤如下：
C1、配置含3wt％-5wt％季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的1％乙酸溶液，充分搅拌至产生稳定的泡沫，将泡沫进行冷冻干燥，再在40℃下干燥至乙酸挥发完全，得到季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫；
C2、取所述步骤C1中的季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，另取聚乙烯醇泡沫，将两个材料切割剪裁至大小相同，并胶黏固定，得到一个双层泡沫材料；
C3、将所述步骤C2中的双层泡沫材料穿孔，保证两层泡沫穿孔后相互渗透联通，得到所述的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料；
其中，所述步骤C1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95，季铵盐化壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的厚度为3-5mm，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的孔径为0.2-0.5mm；所述步骤C2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为5-20mm，聚乙烯醇泡沫的孔径为1-1.5mm；所述步骤C3中，两层泡沫之间穿孔的孔径为1-3mm。
优选地，所述步骤C1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的厚度为4mm，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的孔径为0.5mm；所述步骤C2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为10mm，聚乙烯醇泡沫孔径为1.2mm；所述步骤C3中，两层泡沫之间穿孔的孔径为2mm。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益的技术效果：
本发明的多功能医用材料，是一种用于医用负压封闭引流系统的季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，可以克服现有负压封闭引流系统泡沫敷料的缺陷，生物相容性良好，同时具有良好的广谱抗菌、止血和促进伤口愈合的生物功能，既可作为负压封闭引流系统的泡沫敷料，用于治疗难愈合感染性创面、糖尿病足、烧伤、大面积软组织缺损以及腹腔感染等，同时该材料还可单独作为止血敷料和抗菌敷料使用，可以广泛应用于临床普通创面及手术切口的创面；同时本发明提供的所述多功能医用材料的制备方法，操作简单，可应用于工业生产，为外科手术创面愈合材料制备方法开拓了新领域。
附图说明
图1为聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)的模型图；
图2为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料(PVAF+QCs)的模型图；
图3为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)的模型图；
图中：1-多孔聚乙烯醇泡沫层，2-混合发泡的季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖粉，3-薄层疏松海绵状季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布，4-多层泡沫敷料上切割的两条放置引流管的断缝，5-多孔季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫层，6-刷胶粘连层，7-两层泡沫间穿孔，8-聚乙烯泡沫微孔。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。但是，所提供的实施例仅是对本发明方法的说明，而不以任何方式限制本发明揭示的其余内容，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
本发明提供的多功能医用材料是一种用于医用负压封闭引流系统的季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，即季铵盐化甲壳素复合聚乙烯醇的多功能医用材料或季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，该多功能医用材料具有如下三种形式：
(a)聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料(PVA/QCsF)，即聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素混合泡沫或聚乙烯醇-季铵盐化壳聚糖混合泡沫；
(b)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料(PVAF+QCs)，即聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素无纺布共同组成的医用材料，或聚乙烯醇泡沫和季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
(c)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)，即聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素泡沫组成的双层医用泡沫材料，或聚乙烯醇泡沫和季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料。
【实施例1】～【实施例10】
1、实施例1～实施例10采用方法A制备多功能医用材料：
在聚乙烯醇与甲醛的缩醛化反应过程中加入一定质量的一定脱乙酰度和一定季铵盐取代度的季铵盐化甲壳素粉或季铵盐化壳聚糖粉，再加入发泡剂和硫酸溶液后共反应，制得聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)，即聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素混合泡沫或聚乙烯醇-季铵盐化壳聚糖混合泡沫。
具体步骤如下：
(1)配置浓度为5％-20％的PVA溶液，先用电热将水升温至70-80℃，加入聚乙烯醇(PVA)，搅拌至其溶解至澄清，降温至25-30℃后，加入质量为PVA材料质量的5％-20％的季铵盐化甲壳素粉或季铵盐化壳聚糖粉(脱乙酰度DD＝0.03-0.99，季铵盐取代度DQ＝0.1-1.95)，充分搅拌至淡黄色；
(2)逐一加入0.1wt％曲拉通X-405和5％(v/v)浓度为50wt％的硫酸，充分搅拌均一后，此过程中保持溶液温度稳定在25-35℃；再加入10％(v/v)ml甲醛，持续搅拌反应20-25min取料，倒入模盒中，50-70℃烘烤成型。
(3)取出用超纯水洗净晾干，最后对材料使用钴60辐照灭菌。
实施例1～实施例10的具体实验参数见表1：
表1
2、将上述实施例1～实施例10制备的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)分别进行抑菌试验、止血实验和伤口愈合实验：
具体步骤如下：
(1)体外大肠杆菌抑菌试验：在50ml离心管中，加入15ml用生理盐水稀释的大肠杆菌菌液，浓度为1×107CFU/ml。空白组不处理，实验组分别加入相同体积的实施例1-10制备的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)，保证泡沫全部浸入菌液内；恒温37℃摇床250rpm摇菌14小时后，取出泡沫材料，并将材料内吸收的液体挤回离心管中；将离心管中的菌液稀释100倍后，吸取100ul涂布与LB固体培养皿上，37℃恒温箱内培养24小时；对平板上菌落进行计数，测出其最小抑菌浓度MIC。
(2)大鼠肝脏损伤止血试验：SD雄性大鼠麻醉后沿腹部正中线打开腹腔，暴露大鼠肝左叶，在距离肝左叶下缘5mm处，用打孔器打一个标准的直径为10mm的贯穿伤口，空白组用纱布填塞，实验组分别填充实施例1-10制备的直径为12mm、厚度为8mm的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)；记录止血时间和大鼠90分钟死亡率，同时用一块预先称重的干纱布收集流出的血液并称量出血量。
(3)大鼠背部感染伤口愈合实验：SD雄性大鼠麻醉后，用剃毛刀剃除背部毛发，随后用7％的硫化钠进行彻底地去毛处理，3分钟后用生理盐水洗净擦干大鼠背部皮肤；背部皮肤消毒后，用直径为15mm打孔器的孔径为在大鼠背部脊柱两侧行皮肤打孔处理，打孔深度达到破坏肌肉层为止，同时在伤口处滴加100ul浓度为1×108CFU/ml的金黄色葡萄球菌菌液，48h后形成感染创面模型；空白组用普通医用纱布覆盖，实验组分别用3cm×3cm的实施例1-10制备的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)覆盖，最后用留置针贴膜和医用胶带妥善封闭伤口；动态观察伤口感染和愈合天数情况。
实验结果如下表2：
表2
通过上述实施例1～实施例10制备的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫(PVA/QCsF)的抑菌试验、止血实验和伤口愈合实验效果可知，实施例1～实施例10制备的多功能医用材料的抑菌效果、止血效果、伤口愈合效果优于空白纱布组；优选地，所述PVA溶液质量分数为15％、季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖质量为PVA质量的20％、所述季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度DD为0.75-0.87、季铵盐取代度DQ为0.35-0.47，在此条件下，抑菌效果最好，止血效果最好，伤口愈合效果最好。
【实施例11】～【实施例20】
1、实施例11～实施例20采用方法B制备多功能医用材料：
先将一薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布覆盖在伤口之上，再将医用负压封闭引流系统使用的聚乙烯醇泡沫覆盖于的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布的表面即制得聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料(PVAF+QCs)，即聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素无纺布共同组成的医用材料，或聚乙烯醇泡沫和季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料。
具体步骤如下：
(1)取薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料(脱乙酰度DD＝0.03-0.99，季铵盐取代度DQ＝0.1-1.95，厚度3-5mm)，将其切割剪裁成适合伤口面积大小；
(2)将季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料覆盖于伤口表面；
(3)再在无纺布上使用以PVA泡沫为主的负压封闭引流系统，PVA泡沫厚度为10mm，孔径为1.2mm，PVA泡沫要完全覆盖创面和无纺布材料，同时保证负压引流效果。
实施例11～实施例20的实验参数见表3：
表3
2、将上述实施例11～实施例20制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布组成的医用材料(PVAF+QCs)分别进行伤口愈合实验：
具体步骤如下：
SD雄性大鼠麻醉后，用剃毛刀剃除背部毛发，随后用7％的硫化钠进行彻底地去毛处理，3分钟后用生理盐水洗净擦干大鼠背部皮肤；背部皮肤消毒后，用直径为15mm打孔器的孔径为在大鼠背部脊柱两侧行皮肤打孔处理，打孔深度达到破坏肌肉层为止，同时在伤口处滴加100ul浓度为1×108CFU/ml的金黄色葡萄球菌菌液，48h后形成感染创面模型；空白组用普通医用纱布覆盖创面，实验组分别在创面上覆盖2cm×2cm的实施例11-20制备的季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖无纺布，无纺布应完全遮盖伤口；然后在无纺布外层覆盖上聚乙烯醇泡沫，构成一个聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布材料的医用材料系统，最后用透气得留置针贴膜和医用胶带妥善封闭伤口；动态观察伤口感染和愈合天数情况。
实验结果如下表4：
表4
通过上述实施例11-20制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布组成的医用材料(PVAF+QCs)的伤口愈合实验效果可知，实施例11-20制备的多功能医用材料的愈合效果均优于空白纱布组的愈合效果；优选的，在季铵盐化甲壳素/壳聚糖无纺布的脱乙酰度DD为0.75-0.87、季铵盐取代度DQ为0.35-0.47、厚度为4mm时，且PVA泡沫厚度为10mm，孔径为1.2mm时，伤口愈合效果最好。
【实施例21】～【实施例30】
1、实施例21～实施例30采用方法C制备多功能的医用材料：
先单独将季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖发泡做成季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，后与医用聚乙烯醇泡沫胶黏固定，两层材料穿孔后相互渗透联通，得到聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)，即聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素泡沫组成的双层医用泡沫材料，或聚乙烯醇泡沫和季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料。
具体实验步骤如下：
(1)配置含3wt％-5wt％季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖(脱乙酰度DD＝0.03-0.99，季铵盐取代度DQ＝0.1-1.95)的1％乙酸溶液，用电动搅拌器剧烈搅拌24h，产生稳定的泡沫。将泡沫倒入模具进行冷冻干燥24h后，将泡沫放入40℃恒温箱内干燥48h，确保乙酸挥发完全，得到季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，同时测量该泡沫的孔径和吸水率。
(2)取季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫(厚度3-5mm，孔径0.2-0.5mm)，另取聚乙烯醇泡沫(厚度5-20mm，孔径1-1.5mm)，将两个材料切割剪裁成面积相同的尺寸大小。在两种泡沫之间采用刷胶粘连的形式固定连接，形成一个双层的泡沫材料，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫作为伤口保护层，聚乙烯醇泡沫作为负压引流层；
(3)将用刷胶粘连制得的双层泡沫材料用穿孔设备穿孔，孔径在1-3mm，且保证针体穿透刷胶层，使两层泡沫之间充分联通。
实施例21～实施例30的实验参数见表5：
表5
2、将上述实施例21～实施例30制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)进行抗菌试验、止血实验和伤口愈合实验：
具体步骤如下：
(1)体外大肠杆菌抑菌试验：在50ml离心管中，加入15ml用生理盐水稀释的大肠杆菌菌液，浓度为1×107CFU/ml；空白组不处理，实验组分别加入相同体积的实施例21-30制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)，保证泡沫全部浸入菌液内。恒温37℃摇床250rpm摇菌14小时后，取出泡沫材料，并将材料内吸收的液体挤回离心管中；将离心管中的菌液稀释100倍后，吸取100ul涂布与LB固体培养皿上，37℃恒温箱内培养24小时。对平板上菌落进行计数，测出其最小抑菌浓度MIC。
(2)大鼠肝脏损伤止血试验：SD雄性大鼠麻醉后沿腹部正中线打开腹腔，暴露大鼠肝左叶，在距离肝左叶下缘5mm处，用打孔器打一个标准的直径为10mm的贯穿伤口，空白组用纱布填塞，实验组分别填充实施例21-30制备的直径为12mm、厚度为8mm的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)；记录止血时间和大鼠90分钟死亡率，同时用一块预先称重的干纱布收集流出的血液并称量出血量。
(3)大鼠背部感染伤口愈合实验：SD雄性大鼠麻醉后，用剃毛刀剃除背部毛发，随后用7％的硫化钠进行彻底地去毛处理，3分钟后用生理盐水洗净擦干大鼠背部皮肤；背部皮肤消毒后，用直径为15mm打孔器的孔径为在大鼠背部脊柱两侧行皮肤打孔处理，打孔深度达到破坏肌肉层为止，同时在伤口处滴加100ul浓度为1×108CFU/ml的金黄色葡萄球菌菌液，48h后形成感染创面模型；空白组用普通医用纱布覆盖，实验组分别用3cm×3cm的实施例1-10制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)覆盖，最后用留置针贴膜和医用胶带妥善封闭伤口。动态观察伤口感染和愈合天数情况。
实验结果如下表6：
表6
通过上述实施例21～实施例30制备的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料(PVAF+QCsF)的抑菌试验、止血实验和伤口愈合实验效果可知，实施例21～实施例30制备的多功能医用材料的抑菌效果、止血效果、伤口愈合效果优于空白纱布组；优选地，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度DD为0.75-0.87、季铵盐取代度DQ为0.35-0.47，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的厚度为4mm，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的孔径为0.5mm，聚乙烯醇泡沫的厚度为10mm，聚乙烯醇泡沫孔径为1.2mm，两层泡沫之间穿孔的孔径为2mm，在此条件下，抑菌效果最好，止血效果最好，伤口愈合效果最好。

Claims (8)

1.一种多功能医用材料，其特征在于：所述多功能医用材料是一种用于医用负压封闭引流系统的季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖复合聚乙烯醇的多功能医用材料，该多功能医用材料具有如下三种形式：
(a)聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料；
(b)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
(c)聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料。
2.一种如权利要求1所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述多功能医用材料通过以下任一种方法制备得到：
(1)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫时，通过以下方法制备：
A、在聚乙烯醇与甲醛的缩醛化反应过程中加入一定质量的一定脱乙酰度和一定季铵盐取代度的季铵盐化甲壳素粉或季铵盐化壳聚糖粉，再加入发泡剂和硫酸溶液后共反应，制得聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫；
(2)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的双层医用材料时，通过以下方法制备：
B、先将一薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布覆盖在伤口之上，再将医用负压封闭引流系统使用的聚乙烯醇泡沫覆盖于季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布的表面即制得聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
(3)当所述多功能医用材料为聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料时，通过以下方法制备：
C、先单独将季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖发泡做成季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，后与医用聚乙烯醇泡沫胶黏固定，两层材料穿孔后相互渗透联通，得到聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料。
3.如权利要求2所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述方法A具体步骤如下：
A1、配置质量分数为5％-20％的聚乙烯醇溶液，按所取聚乙烯醇质量的5％-20％称取季铵盐化甲壳素粉末或季铵盐化壳聚糖粉末，加入到聚乙烯醇溶液中，搅拌均一，得到聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖的混合溶液；
A2、向所述步骤A1得到的聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合溶液中依次加入0.1wt％曲拉通X-405和5％(v/v)浓度为50wt％的硫酸，此过程中维持温度稳定在25-35℃，搅拌均一；再加入10％(v/v)甲醛，持续搅拌至充分发泡，然后于50-70℃烘烤成型，得到聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫；
A3、取出所述步骤A2得到的聚乙烯醇与季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫用水透析后烘干、灭菌，得到所述的聚乙烯醇-季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖混合泡沫材料；
其中，所述步骤A1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95。
4.根据权利要求3所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述步骤A1中，聚乙烯醇溶液质量分数为15％，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖质量为聚乙烯醇质量的20％，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47。
5.如权利要求2所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述方法B具体步骤如下：
B1、取薄层疏松海绵状的季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料，将其切割剪裁成适合伤口面积大小，作为伤口保护层覆盖于伤口表面；
B2、再在季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布上覆盖医用负压封闭引流系统的聚乙烯醇泡沫，即得到所述的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖无纺布共同组成的医用材料；
其中，所述步骤B1中，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的厚度为3-5mm。
6.如权利要求5所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述步骤B1中，季铵盐化甲壳素无纺布或季铵盐化壳聚糖无纺布材料的脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47，厚度为4mm；所述步骤B2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为10mm，孔径为1.2mm。
7.如权利要求2所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述方法C具体步骤如下：
C1、配置含3wt％-5wt％季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的1％乙酸溶液，充分搅拌至产生稳定的泡沫，将泡沫进行冷冻干燥，再在40℃下干燥至乙酸挥发完全，得到季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫；
C2、取所述步骤C1中的季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫，另取聚乙烯醇泡沫，将两个材料切割剪裁至大小相同，并胶黏固定，得到一个双层泡沫材料；
C3、将所述步骤C2中的双层泡沫材料穿孔，保证两层泡沫穿孔后相互渗透联通，得到所述的聚乙烯醇泡沫和季铵盐化甲壳素/季铵盐化壳聚糖泡沫组成的双层医用泡沫材料；
其中，所述步骤C1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的脱乙酰度为0.03-0.99，季铵盐取代度为0.1-1.95，季铵盐化壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的厚度为3-5mm，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的孔径为0.2-0.5mm；所述步骤C2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为5-20mm，聚乙烯醇泡沫的孔径为1-1.5mm；所述步骤C3中，两层泡沫之间穿孔的孔径为1-3mm。
8.如权利要求7所述的多功能医用材料的制备方法，其特征在于：所述步骤C1中，季铵盐化甲壳素或季铵盐化壳聚糖的的脱乙酰度为0.75-0.87，季铵盐取代度为0.35-0.47，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的厚度为4mm，季铵盐化甲壳素泡沫或季铵盐化壳聚糖泡沫的孔径为0.5mm；所述步骤C2中，聚乙烯醇泡沫的厚度为10mm，聚乙烯醇泡沫孔径为1.2mm；所述步骤C3中，两层泡沫之间穿孔的孔径为2mm。
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