CN110180013A - 覆膜型医用烧伤防粘连型纱布绷带的制备方法及其产品和应用 - Google Patents

覆膜型医用烧伤防粘连型纱布绷带的制备方法及其产品和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法及其产品和应用，以普通面纱绷带为主体结构作为力学支撑层，绷带面纱纤维经表面处理活化并涂敷粘结剂，随后，以经静电纺丝方法在纱布材料表面构造聚己内酯‑聚丙交酯共聚物（PCL‑PDLLA聚合物）及PCL‑PDLLA聚合物/无机纳米粒子疏水纤维层，避免原纱布棉纤维与皮肤直接接触，伤口涌出的血浆液体成分可通过纤细交错的孔被棉布纤维吸收，血细胞及蛋白成分被纤维层阻隔不会与纺丝层发生粘连。

Description

覆膜型医用烧伤防粘连型纱布绷带的制备方法及其产品和 应用
技术领域
本发明是外科烧伤手术及创伤包扎中使用的纱布绷带材料，属于医疗器械制备及加工的应用领域。
技术背景
烧伤对人体皮肤屏障作用的破坏会导致严重的人体损害，烧伤伤口的最大特点在于干燥易结痂、易粘连敷料、易感染难愈合，因此寻找一种适宜的辅料控制伤口感染并促进创面愈合是极为重要的。棉纱绷带材料作为一种应用于急救和术后的创口愈合操作的辅料，其能为创口提供干净、湿润的微观环境，能提供物理支撑、创面保护，但是棉纱材料表面的非特异性蛋白的吸附问题不能直接作为烧伤敷料使用。血液接触到材料时，血浆蛋白会在不到1秒钟时间吸附到材料表面形成蛋白质吸附层，从而引起大量血小板的吸附，从而间接影响血栓的形成，导致材料的血液相容性降低。血液中的纤维蛋白原对血小板的吸附和活化过程起着非常重要的作用，当其浓度低至10ng/cm2时，仍然可以导致血小板的大量粘附，会造成体内细胞在材料表面的吸附、铺展、增殖、死亡，易引起感染、局部炎症及免疫介导等疾病的发生。
通过涂敷多种聚合物材料在棉纱表面，如聚乙二醇类及两性离子聚合物类温敏性水凝胶、有机硅类材料被认为可以有效阻止粘附的发生。根据空间排斥理论，PEG材料能够快速形成水化的聚合物链，利用空间位阻，当蛋白质靠近表面时，聚合物链压缩造成空间排斥，熵减作用导致蛋白质吸附被抑制，其抗吸附能力取决于PEG链在材料表面的堆积密度和链长度。两性离子嵌段聚合物温敏水凝胶由甜菜碱A和温敏性聚（N-异丙基丙烯酰胺）组成，阳离子甜菜碱酯能够在创口部位形成两性离子，具有生物抗粘特性，聚（N-异丙基丙烯酰胺）则在体温作用下转化为物理水凝胶，可铺展在创口部位。有机硅聚合物类具有低表面能，疏水，防污、稳定等特点，有机硅化合物中的Si-O-Si键具有452KJ/mol的高键能，聚合物分子柔顺性好，通过使用与丙烯酸酯类物理混合或者化学接枝的方法进行改性后，有效防止蛋白粘附。
静电纺丝即聚合物喷射静电拉伸纺丝技术，在喷射装置里储存高聚物熔体或溶液，通过施加一定的压力将其压入高压电场，电场力克服微细喷头出口处液滴的表面张力，使熔体溶液喷射到接收器上，在到达接收器过程中，喷射流由于呗加速而迅速拉伸，溶液迅速蒸发固化，在接收器上交织成网。通过静电纺丝技术将PCL-PDLLA材料附着在棉纱表面构建疏水纤维覆膜结构，是一种进行纱布表面改性的方便、环保的新方法。羟基磷灰石（HAp）分子式为（Ca2(PO4)6(OH)2）是骨组织中含量较多的一种无机物，发现材料经Hap混合填充后其力学强度高，可降解。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，以普通面纱绷带为主体结构作为力学支撑层，绷带面纱纤维经表面处理活化并涂敷粘结剂，随后，以经静电纺丝方法在纱布材料表面构造聚己内酯-聚丙交酯共聚物（PCL-PDLLA）聚合物或PCL-PDLLA聚合物/无机纳米粒子疏水纤维层，避免原纱布棉纤维与皮肤直接接触，伤口涌出的血浆液体成分可通过纤细交错的孔被棉布纤维吸收，血细胞及蛋白成分被纤维层阻隔不会与纺丝层发生粘连，包含以下步骤：
（1）PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布的制备
将所得PCL-PDLLA与六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的溶液，配成质量浓度9%的溶液，室温下搅拌12h后得到一个均一的溶液；将所得溶液装入一个玻璃注射器内，在电场电压15 KV，托盘接收距离为10 cm，推速为0.40 mL/h条件下，通过静电纺丝设备得到PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布，完毕后将所得纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用；或者，
（2）PCL-PDLLA-HAp纳米纤维膜复合纱布的制备
将所得交联后的物质PCL-PDLLA与六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，额外加入与PCL-PDLLA聚合物凝胶比为（0.5-2）%的HAp，超声处理30分钟磁力搅拌过夜后得到均一的溶液，配成质量浓度~8%的溶液，室温下搅拌后得到一个均一的溶液，将所得溶液装入一个玻璃注射器内，在纺丝电压15 KV，托盘接收距离为10cm，推流速为0.40 mL/h条件下，通过静电纺丝设备得到PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布，完毕后将所得纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用。
PCL-PDLLA聚合物具体成分为PCL：PCLLA=6:4。
按照HAp与上述聚合物凝胶的质量比为0%，0.5%，1%，2%。
所述的HAp的颗粒大小为200-400nm。
以普通绷带为主体结构材料作为力学支撑的主要成分，绷带纱布经过4小时的20wt%氢氧化钠水溶液浸泡活化后，放在50摄氏度烘箱干燥后待用。
一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，根据上述任一所述方法制备得到。
一种覆膜型医用纱布绷带在烧伤外科手术及创伤包扎中抗菌防粘连的应用。
本发明避免了原纱布棉纤维与皮肤直接接触，伤口涌出的血浆液体成分可通过纤细交错的孔被棉布纤维吸收，血细胞及蛋白成分被纤维层阻隔不会与纺丝层发生粘连。
本发明的优点在于：
1. 静电纺丝制备方法简便，适于大量生产富有孔状通道的薄膜材料。
2. 本发明所制备的复合纤维膜具有良好的生物相容性、可降解性、良好的力学性能以及促骨生长性能, 同时微孔结构利于细胞的粘附和爬行。
3. 静电纺丝纤维改善了PCL-PDLLA材料的力学性能。Hap颗粒的加入具有力学增强效果。
附图说明
附图1为实施例制备复合疏水膜层纱布的示意图；
附图2为实施例1中，复合疏水膜层纱布的光学显微图和纤维电子显微镜照片；
附图3为实施例1,2,3,4中PCL-PDLLA膜的亲疏水测试；
图中标号说明：
1——注射器；11——针头；
2——纱布；
3——PCL-PDLLA纺丝层；
4——高压电源；
5——电极。
具体实施方式
材料准备：以普通绷带为主体结构材料作为力学支撑的主要成分，绷带纱布经过4小时的20wt%氢氧化钠水溶液浸泡活化后，放在50摄氏度烘箱干燥后待用。
静电纺丝工艺方法如图1，处理过的纱布2蒙在铝箔上并铺在接收器上，极板5间电压15 KV，接收距离为10 cm，针头11直径约0.1mm，溶液流速为0.4 mL/h条件下，30min后得到复合纳米纤维膜复合纱布。
实施例1
一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，以普通面纱绷带为主体结构作为力学支撑层，绷带面纱纤维经表面处理活化并涂敷粘结剂，随后，以经静电纺丝方法在纱布材料表面构造聚己内酯-聚丙交酯共聚物（PCL-PDLLA聚合物）疏水纤维层，避免原纱布棉纤维与皮肤直接接触，伤口涌出的血浆液体成分通过纤细交错的孔被棉布纤维吸收，血细胞及蛋白成分被纤维层阻隔不会与纺丝层发生粘连，制备复合疏水膜层纱布的示意图如图1所示，按下述方法制备：
将0.2g PCL-PDLLA与2g六氟异丙醇进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到质量浓度9%的PCL-PDLLA/六氟异丙醇均一的溶液，室温下搅拌12h后得到均一的溶液；将所得溶液装入一个10mL玻璃注射器1内，将处理过的纱布2蒙在铝箔上并铺在接收器上；在静电纺丝中，高压电源4提供纺丝电压15 KV，电极5抵顶针头11，纺丝接收距离为10 cm，针头11直径约0.1mm，溶液流速为0.4 mL/h条件下，通过静电纺丝30min后得到PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布，纺丝完毕后将所得复合纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用。
复合纱布结构，附图2A复合疏水膜层纱布的光学显微图和附图2B纤维电子显微镜照片。亲疏水测试，如附图3A所示，PCL-PDLLA膜的亲疏水测试得到，接触角从122.3o。
实施例2
一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，按下述步骤制备：
将0.2g PCL-PDLLA与2g六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的质量浓度9%的PCL-PDLLA/六氟异丙醇溶液，额外加入0.5%（HAp：PCL-PDLLA质量比）的HAp，继续超声处理30分钟；室温下搅拌12h后得到PCL-PDLLA/Hap/六氟异丙醇溶液；将所得溶液装入一个10 mL玻璃注射器内，静电纺丝的设备和条件与实施例相同，将纱布蒙在铝箔上并铺在接收器上；在纺丝电压15 KV，纺丝接收距离为10 cm，针头直径约0.1mm，溶液流速为0.4 mL/h条件下，通过静电纺丝30min后得到复合纳米纤维膜复合纱布，纺丝完毕后将所得复合纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用。
如附图3B所示，PCL-PDLLA膜的亲疏水测试得到，接触角从124.2o。
实施例3
一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，按下述步骤制备：
将0.2g PCL-PDLLA与2g六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的质量浓度9%的PCL-PDLLA/六氟异丙醇溶液，额外加入1%（HAp：PCL-PDLLA质量比）的HAp，继续超声处理30分钟；室温下搅拌6~12h后得到PCL-PDLLA/Hap/六氟异丙醇溶液；将所得溶液装入一个10 mL玻璃注射器内，将纱布蒙在铝箔上并铺在接收器上，静电纺丝工艺条件与实施例1相同，在纺丝电压15KV，纺丝接收距离为10 cm，针头直径约0.1mm，溶液流速为0.4 mL/h条件下，通过静电纺丝20min后得到复合纳米纤维膜复合纱布，纺丝完毕后将所得复合纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用。
如附图3C所示，PCL-PDLLA膜的亲疏水测试得到，接触角从126.3o。
实施例4
一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，按下述步骤制备：
将0.2g PCL-PDLLA与2g六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的溶液，额外加入2%（HAp：PCL-PDLLA质量比）的HAp，继续超声处理30分钟。室温下搅拌6~12h后得到均一的溶液。将所得溶液装入一个10 mL玻璃注射器内，将纱布蒙在铝箔上并铺在接收器上，静电纺丝工艺条件与实施例1相同，在纺丝电压15 KV，纺丝接收距离为10 cm，针头直径约0.1mm，溶液流速为0.4 mL/h条件下，通过静电纺丝30min后得到复合纳米纤维复合纱布。
如图2，所得的复合层纱布可见十字交叉的棉纤维，上层有透明状膜层，为PCL-PDLLA纤维网状结构。
如图3，实施例1，2，3，4的局部SEM照片和接触角测试，可以看到随着HAp颗粒的加入量的增加，接触角从122.3o逐步增加到了128.5o。说明随着Hap的加入，纤维层的疏水性有所增加。使用血液样品测试纱布的性质时发现，普通纱布对于血液直接吸收，而添加了PCL-PDLLA纺丝层的纱布可将血细胞及蛋白过滤，而血液液体成分可继续渗漏到纱布层被吸收，起到了防粘连的作用。

Claims (7)

1.一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，其特征在于，以普通面纱绷带为主体结构作为力学支撑层，绷带面纱纤维经表面处理活化并涂敷粘结剂，随后，以经静电纺丝方法在纱布材料表面构造聚己内酯-聚丙交酯共聚物（PCL-PDLLA聚合物）或PCL-PDLLA聚合物/无机纳米粒子疏水纤维层，避免原纱布棉纤维与皮肤直接接触，伤口涌出的血浆液体成分通过纤细交错的孔被棉布纤维吸收，血细胞及蛋白成分被纤维层阻隔不会与纺丝层发生粘连，包含以下步骤：
（1）PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布的制备：
将PCL-PDLLA聚合物与六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，磁力搅拌过夜后得到均一的溶液，配成质量浓度9%的溶液，室温下搅拌12h后得到均一的溶液；将所得溶液装入一个玻璃注射器内，在电场电压15 KV，托盘接收距离为10 cm，推速为0.40 mL/h条件下，通过静电纺丝设备得到PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布，完毕后将所得纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用；或者，
（2）PCL-PDLLA-HAp纳米纤维膜复合纱布的制备：
将所得交联后的PCL-PDLLA聚合物与六氟异丙醇以质量比0.1:1进行混合，超声30分钟，额外加入与PCL-PDLLA聚合物凝胶比为（0.5-2）%的HAp，超声处理30分钟磁力搅拌过夜后得到均一的溶液，配成质量浓度~8%的溶液，室温下搅拌后得到均一的溶液，将所得溶液装入一个玻璃注射器内，在纺丝电压15 KV，托盘接收距离为10cm，推流速为0.40 mL/h条件下，通过静电纺丝设备得到PCL-PDLLA纳米纤维膜复合纱布，完毕后将所得纱布放入真空烘箱中室温下干燥过夜备用。
2.根据权利要求1所述覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，其特征在于，PCL-PDLLA聚合物具体成分为PCL：PCLLA=6:4。
3.根据权利要求1或2所述覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，其特征在于，所述的PCL-PDLLA聚合物中，HAp的质量份为0%，0.5%，1%，2%。
4.根据权利要求3所述覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，其特征在于，所述的HAp的颗粒大小为200-400nm。
5.根据权利要求3所述覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带的制备方法，其特征在于，绷带面纱纤维经过4小时的20wt%氢氧化钠水溶液浸泡活化后，放在50摄氏度烘箱干燥后待用。
6.一种覆膜型医用烧伤抗菌防粘连型纱布绷带，其特征在于根据权利要求1-5任一所述方法制备得到。
7.一种根据权利要求5所述覆膜型医用纱布绷带在烧伤外科手术及创伤包扎中抗菌防粘连的应用。
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