CN112773926A - 一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法，步骤：在每1000g重量的培养基中含有：蔗糖40‑80g、蛋白胨10‑25g、酵母抽提物2‑10g、苹果酸1‑4g、六偏磷酸钠2‑5g、硫酸镁0.1‑2g和麦汁0.5‑4g，余为纯化水；制备细菌纤维素膜；制备第一、第二溶液；采用具有第一图案的第一网版以丝网印刷方式将第一溶液印刷到细菌纤维素膜的一侧表面，经真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成纳米氧化银点状体，接着采用具有第二图案的第二网版以丝网印刷方式将第二溶液印刷到细菌纤维素膜的一侧，经冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成纳米锌点状体，得到成品。优点：体现促进伤口愈合及优异的抗菌性。

Description

一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法
技术领域
本发明属于医用耗材制备技术领域，具体涉及一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法。
背景技术
前述的细菌纤维素微电流敷料是创面护理过程中不可或缺的材料，传统的敷料大多为纱布、聚酯纤维之类的织物，能起到吸收创面的多余渗液、保持创面干燥和防止创面感染等作用。但是，干性创面环境不利于创口的愈合，且更换及去除敷料时因敷料与创面粘连而造成创面的二次伤害。
随着湿性伤口愈合理论的提出，不仅对创面愈合过程起到了积极的指导作用，而且促进了敷料技术的发展。例如，水胶体敷料、水凝胶敷料、亲水性纤维敷料等等都鉴于前述湿性伤口愈合理论推出的。
前述的细菌纤维素是不含任何杂质的天然纤维素，它具有精细的网格结构、较高的机械强度、良好的吸水和保水性能、优异的生物相容性以及生物降解性等诸多独特的性质，因而被认为是性能及使用价值极致的纤维素，并且还成为了当今国际研究生物材料的热点之一。
如业界所知，创面愈合是一个复杂而有序的生物学过程，主要包括炎性反应、细胞增殖或缔结组织形成、创面收缩和创面重塑等阶段，再上皮化和真皮重建构成了创面愈合的重要环节。由于电刺激疗法具有无创、操作简便、适应症广、无并发症等长处，因而被广大医学工作者和患者所接受，并且其医学应用领域也不断拓宽，例如用于神经、肌肉、泌尿、生殖系统和皮肤的功能修复与组织修复。此外，经相关研究报导表明，电刺激可加速创面再上皮化和再血管化，促进真皮重组，因此探索功能及结构更为优异的细菌纤维素微电流敷料具有积极意义。
在公开的中国专利文献中可见诸与细菌纤维素敷料相关的技术信息，如CN104874015A(一种具有抗菌抑菌功能的细菌纤维素敷料及其制备方法与应用)以及CN108066814A(一种细菌纤维素抗菌敷料的制备方法)，等等。由于前述CN104874015A择用的原辅料有一定的毒性，因而并不能受到业界的器重，并且CN104874015A未给出如何加速创面愈合速度的有益启示。CN108066814A由于含有纳米银和纳米锌，因而效果优于CN104874015A，但是CN108066814A仅从抗菌层面进行了完善，对创面的愈合作用依然依赖外部促进而非创面自主愈合。
发明内容
本发明的任务在于提供一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法，该方法有助于使纳米氧化银以及纳米锌与细菌纤维素良好结合并且能使得到的细菌纤维素微电流敷料在使用时满足以发生氧化还原反应而形成原电池并释放微电流要求、有利于体现通过生物电刺激促进伤口愈合以及体现优异的抗菌性。
本发明的任务是这样来完成的，一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法，包括以下步骤：
A)培养基准备，在每1000g重量的所述培养基中含有：蔗糖40-80g、蛋白胨10-25g、酵母抽提物2-10g、苹果酸1-4g、六偏磷酸钠2-5g、硫酸镁0.1-2g和麦汁0.5-4g，余为纯化水；
B)制备细菌纤维素膜，将木醋杆菌接入由步骤A)得到的培养基中并且控制木醋杆菌与培养基的体积重量比，在28-32℃下培养6-8天，培养结束后清洗，而后在碱液中浸泡，浸泡结束后再次清洗，直至细菌纤维素膜的pH值为6-8，然后引入灭菌装置灭菌并且控制灭菌装置灭菌的工艺参数，灭菌结束后分切，得到细菌纤维素膜，待用；
C)制备第一溶液Ⅰ，先将增溶剂溶解于去离子水中并且控制增溶剂加入到去离子水中的量，再加入纳米氧化银并且控制去离子水与纳米氧化银的体积重量比，超声波超声搅拌，得到第一溶液Ⅰ；
D)制备第二溶液Ⅱ，先将增溶剂溶于去离子水中并且控制增溶剂加入到去离子水中的量，再加入纳米锌并且控制去离子水与纳米锌的体积重量比，超声波超声搅拌，得到第二溶液Ⅱ；
E)制备成品，采用具有第一图案的第一网版以丝网印刷方式将由步骤C)得到的第一溶液Ⅰ印刷到由步骤B)得到的细菌纤维素膜的一侧表面，经真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成以间隔状态附着于细菌纤维素膜的一侧表面的纳米氧化银点状体，接着采用具有第二图案的第二网版以丝网印刷方式并且与所述纳米氧化银点状体形成交错的状态将由步骤D)得到的第二溶液Ⅱ印刷到细菌纤维素膜的一侧，经冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成与所述纳米氧化银点状体间隔分布的纳米锌点状体，得到细菌纤维素微电流敷料。
在本发明的一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制木醋杆菌与所述培养基的体积重量比是将体积重量比控制为1-4mL∶1000g；所述清洗是采用去离子水冲洗5-10min，所述再次清洗采用去离子水冲洗。
在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B)中所述的碱液中浸泡是在质量百分比浓度为0.5-1％的NaOH溶液中浸泡16-48h。
在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制灭菌装置灭菌的工艺参数是指：采用高压蒸汽灭菌锅在温度为121℃下灭菌1-3h。
在本发明的再一个具体的实施例中，步骤C)中所述的控制去离子水与纳米氧化银的体积重量比是将体积重量比控制为：向每1000mL的去离子水中加入纳米氧化银9-11g；所述超声波超声搅拌的时间为10-60min。
在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤C)和步骤D)中所述的增溶剂为吐温80、吐温20、PEG4000、PEG6000和无水乙醇中的一种或多种；所述控制增溶剂加入到去离子水中的量是：每1000mL去离子水中加入4-15g增溶剂。
在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤D)中所述的控制去离子水与纳米锌的体积重量比是将体积重量比控制为：向每1000mL的去离子水中加入纳米锌7-9g；所述超声波超声搅拌的时间为10-60min。
在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的真空干燥的温度为40-70℃，时间为2-8h，真空度为10Pa；所述的冷冻干燥的冷冻温度为-50至-70℃，冷冻干燥的时间为16-24h。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤E)中所述的细菌纤维素膜的厚度为0.05-0.2cm；所述的纳米锌点状体的直径为0.2-1cm；所述纳米氧化银点状体的直径为0.1-0.4cm。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述纳米氧化银点状体与纳米锌点状体之间的间隔距离为0.1-0.5cm。
本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于能以丝网印刷的方式在细菌纤维素膜的一侧表面形成交错且间隔分布的纳米氧化银点状体以及纳米锌点状体，因而能使纳米氧化银和纳米锌与细菌纤维素良好结合并且能使得到的细菌纤维素微电流敷料在使用时满足以发生氧化还原反应而形成原电池并释放微电流要求、有利于体现通过生物电刺激促进伤口愈合以及体现优异的抗菌性。
附图说明
图1为本发明方法制备的细菌纤维素微电流敷料的第一结构图。
图2为本发明方法制备的细菌纤维素微电流敷料的第二结构图。
具体实施方式
实施例1：
A)培养基准备，在每1000g重量的前述培养基中含有：蔗糖40g、蛋白胨25g、酵母抽提物6g、苹果酸1g、六偏磷酸钠2g、硫酸镁2g和麦汁2.2g，余为纯化水，即纯化水921.8g；
B)制备细菌纤维素膜，将4mL的木醋杆菌接入由步骤A)得到的1000g培养基中，在32℃下培养6天，培养结束后采用去离子水冲洗10min，而后在质量百分比浓度为0.5％的NaOH溶液中浸泡48h，浸泡结束后再次清洗，即采用去离子水冲洗直至pH值为6，然后引入灭菌装置即引入高压蒸汽灭菌锅在121℃下灭菌3h，灭菌结束后分切成矩形或圆形，得到细菌纤维素膜，待用，本步骤中所述的木醋杆菌可由市售渠道广泛购取，例如采用上海合研实业有限公司、上海莼试生物技术有限公司、上海博湖生物科技有限公司或上海研生实业有限公司生产并销售的木醋杆菌；
C)制备第一溶液Ⅰ，先将吐温80加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入15g，再按照每1000mL去离子水中加入11g并且粒径为80nm的纳米氧化银，超声波超声搅拌60min，得到第一溶液Ⅰ；
D)制备第二溶液Ⅱ，先将吐温20加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入4g，再按照每1000mL的去离子水中加入7g并且粒径为90nm的纳米锌，超声波超声搅拌35min，得到第二溶液Ⅱ；
E)制备成品，采用具有圆形的第一图案的第一网版以丝网印刷方式将由步骤C)得到的第一溶液Ⅰ印刷到由步骤B)得到的厚度为0.05cm的细菌纤维素膜的一侧表面，经70℃及2h并且真空度为10Pa的条件下的真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成以间隔状态附着于细菌纤维素膜的一侧表面的直径为0.25cm的纳米氧化银点状体，接着采用具有圆形的第二图案的第二网版以丝网印刷方式将由步骤D)得到的第二溶液Ⅱ印刷到细菌纤维素膜的一侧经-50℃并经24h的冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成与前述纳米氧化银点状体间隔分布并且为一隔一分布的直径为1cm的纳米锌点状体，得到由图1或图2所示结构的细菌纤维素微电流敷料。由图1和图2所示，前述细菌纤维素微电流敷料的结构是：在由前述细菌纤维素膜充当的敷料本体1的一侧表面形成有由前述纳米锌点状体构成的纳米锌圆点11以及由前述纳米氧化银点状体构成的纳米氧化银圆点12，并且图1和图2的敷料的几何形状分别为矩形和圆形，但并不受到图1和图2形状的限制。
实施例2：
A)培养基准备，在每1000g重量的前述培养基中含有：蔗糖80g、蛋白胨17g、酵母抽提物2g、苹果酸3g、六偏磷酸钠3.5g、硫酸镁0.1g和麦汁0.5g，余为纯化水，即纯化水893.9g；
B)制备细菌纤维素膜，将1mL的木醋杆菌接入由步骤A)得到的1000g培养基中，在28℃下培养8天，培养结束后采用去离子水冲洗7min，而后在质量百分比浓度为0.7％的NaOH溶液中浸泡16h，浸泡结束后再次清洗，即采用去离子水冲洗直至pH值为7，然后引入灭菌装置即引入高压蒸汽灭菌锅在121℃下灭菌2h，灭菌结束后分切成矩形或圆形，得到细菌纤维素膜，待用，本步骤中所述的木醋杆菌可由市售渠道广泛购取，例如采用上海合研实业有限公司、上海莼试生物技术有限公司、上海博湖生物科技有限公司或上海研生实业有限公司生产并销售的木醋杆菌；
C)制备第一溶液Ⅰ，先将PEG4000和PEG6000加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入4g，再按照每1000mL去离子水中加入10g并且粒径为200nm的纳米氧化银，超声波超声搅拌35min，得到第一溶液Ⅰ；
D)制备第二溶液Ⅱ，先将PEG4000和PEG6000加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入15g，再按照每1000mL的去离子水中加入9g并且粒径为120nm的纳米锌，超声波超声搅拌60min，得到第二溶液Ⅱ；
E)制备成品，采用具有圆形的第一图案的第一网版以丝网印刷方式将由步骤C)得到的第一溶液Ⅰ印刷到由步骤B)得到的厚度为0.1cm的细菌纤维素膜的一侧表面，经40℃及8h并且真空度为10Pa的条件下的真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成以间隔状态附着于细菌纤维素膜的一侧表面的直径为0.4cm的纳米氧化银点状体，接着采用具有圆形的第二图案的第二网版以丝网印刷方式将由步骤D)得到的第二溶液Ⅱ印刷到细菌纤维素膜的一侧经-60℃并经20h的冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成与前述纳米氧化银点状体间隔分布并且为一隔一分布的直径为0.6cm的纳米锌点状体，得到由图1或图2所示结构的细菌纤维素微电流敷料。由图1和图2所示，前述细菌纤维素微电流敷料的结构是：在由前述细菌纤维素膜充当的敷料本体1的一侧表面形成有由前述纳米锌点状体构成的纳米锌圆点11以及由前述纳米氧化银点状体构成的纳米氧化银圆点12，并且图1和图2的敷料的几何形状分别为矩形和圆形，但并不受到图1和图2形状的限制。
实施例3：
A)培养基准备，在每1000g重量的前述培养基中含有：蔗糖60g、蛋白胨10g、酵母抽提物10g、苹果酸4g、六偏磷酸钠5g、硫酸镁1.1g和麦汁4g，余为纯化水，即纯化水905.9g；
B)制备细菌纤维素膜，将2.5mL的木醋杆菌接入由步骤A)得到的1000g培养基中，在30℃下培养7天，培养结束后采用去离子水冲洗5min，而后在质量百分比浓度为1％的NaOH溶液中浸泡32h，浸泡结束后再次清洗，即采用去离子水冲洗直至pH值为8，然后引入灭菌装置即引入高压蒸汽灭菌锅在121℃下灭菌1h，灭菌结束后分切成矩形或圆形，得到细菌纤维素膜，待用，本步骤中所述的木醋杆菌可由市售渠道广泛购取，例如采用上海合研实业有限公司、上海莼试生物技术有限公司、上海博湖生物科技有限公司或上海研生实业有限公司生产并销售的木醋杆菌；
C)制备第一溶液Ⅰ，先将无水乙醇和吐温20加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入10g，再按照每1000mL去离子水中加入9g并且粒径为140nm的纳米氧化银，超声波超声搅拌10min，得到第一溶液Ⅰ；
D)制备第二溶液Ⅱ，先将吐温80和吐温20加入到去离子水中，加入量为每1000mL去离子水中加入10g，再按照每1000mL的去离子水中加入8g并且粒径为60nm的纳米锌，超声波超声搅拌10min，得到第二溶液Ⅱ；
E)制备成品，采用具有圆形的第一图案的第一网版以丝网印刷方式将由步骤C)得到的第一溶液Ⅰ印刷到由步骤B)得到的厚度为0.2cm的细菌纤维素膜的一侧表面，经55℃及5h并且真空度为10Pa的条件下的真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成以间隔状态附着于细菌纤维素膜的一侧表面的直径为0.25cm的纳米氧化银点状体，接着采用具有圆形的第二图案的第二网版以丝网印刷方式将由步骤D)得到的第二溶液Ⅱ印刷到细菌纤维素膜的一侧经-70℃并经16h的冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成与前述纳米氧化银点状体间隔分布并且为一隔一分布的直径为0.2cm的纳米锌点状体，得到由图1或图2所示结构的细菌纤维素微电流敷料。由图1和图2所示，前述细菌纤维素微电流敷料的结构是：在由前述细菌纤维素膜充当的敷料本体1的一侧表面形成有由前述纳米锌点状体构成的纳米锌圆点11以及由前述纳米氧化银点状体构成的纳米氧化银圆点12，并且图1和图2的敷料的几何形状分别为矩形和圆形，但并不受到图1和图2形状的限制。
本发明由实施例1至3制备的细菌纤维素微电流敷料在使用时与生理盐水、血液或伤口渗出液接触后发生氧化还原反应，可形成原电池(可形成0.5-0.8V的电压)，并释放微电流，通过生物电刺激促进伤口愈合并具备良好的抗菌性。
申请人将实施例1、2和3制备出的细菌纤维素微电流敷料放置在直径为90mm的玻璃平皿中，向平皿里面加入5mL的模拟体液，将电压表打到相应的档位，测试敷料在模拟体液中的电压大小。结果显示实施例1制备的样品电压为0.8V,实施例2制备的样品电压为0.5V，实施例3制备的样品电压为0.7V，表明细菌纤维素微电流敷料在模拟体液中发生了氧化还原反应，纳米氧化银和纳米锌之间形成了一定的电位差。
申请人将实施例1、2和3制备出的细菌纤维素微电流敷料按照GB15979-2002附录C的方法进行抑菌性能检测，结果显示实施例1制备的样品对金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.9％，实施例2制备的样品对金黄色葡萄球菌的抑菌率大于99.9％，实施例3制备的样品对金黄色葡萄球菌的抑制率大于99.9％，表明本发明方法的实施例1至3制备的细菌纤维素微电流敷料具有较强的抑菌作用。
申请人将实施例1、2和3制备出的细菌纤维素微电流敷料与市售渠道获得的细菌纤维素敷料(简称对照)进行对比试验，步骤如下：
(1)将9只小鼠随机分为3组，每组3只。在小鼠背部造一个1*1cm的伤口。
(2)将实施例1、2和3制备出的样品以及对照裁切成2*2cm规格，敷在小鼠伤口上。
(3)在第7天的时候，检测小鼠伤口VEGF的相对表达量(见下表)。
VEGF相对表达量
实施例1 82％
实施例2 75％
实施例3 80％
对照 48％
结果表明该发明提供的细菌纤维素微电流敷料可以促进创面愈合。

Claims (10)

1.一种细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A)培养基准备，在每1000g重量的所述培养基中含有：蔗糖40-80g、蛋白胨10-25g、酵母抽提物2-10g、苹果酸1-4g、六偏磷酸钠2-5g、硫酸镁0.1-2g和麦汁0.5-4g，余为纯化水；
B)制备细菌纤维素膜，将木醋杆菌接入由步骤A)得到的培养基中并且控制木醋杆菌与培养基的体积重量比，在28-32℃下培养6-8天，培养结束后清洗，而后在碱液中浸泡，浸泡结束后再次清洗，直至细菌纤维素膜的pH值为6-8，然后引入灭菌装置灭菌并且控制灭菌装置灭菌的工艺参数，灭菌结束后分切，得到细菌纤维素膜，待用；
C)制备第一溶液Ⅰ，先将增溶剂溶解于去离子水中并且控制增溶剂加入到去离子水中的量，再加入纳米氧化银并且控制去离子水与纳米氧化银的体积重量比，超声波超声搅拌，得到第一溶液Ⅰ；
D)制备第二溶液Ⅱ，先将增溶剂溶于去离子水中并且控制增溶剂加入到去离子水中的量，再加入纳米锌并且控制去离子水与纳米锌的体积重量比，超声波超声搅拌，得到第二溶液Ⅱ；
E)制备成品，采用具有第一图案的第一网版以丝网印刷方式将由步骤C)得到的第一溶液Ⅰ印刷到由步骤B)得到的细菌纤维素膜的一侧表面，经真空干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成以间隔状态附着于细菌纤维素膜的一侧表面的纳米氧化银点状体，接着采用具有第二图案的第二网版以丝网印刷方式并且与所述纳米氧化银点状体形成交错的状态将由步骤D)得到的第二溶液Ⅱ印刷到细菌纤维素膜的一侧，经冷冻干燥后在细菌纤维素膜的一侧表面形成与所述纳米氧化银点状体间隔分布的纳米锌点状体，得到细菌纤维素微电流敷料。
2.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的控制木醋杆菌与所述培养基的体积重量比是将体积重量比控制为1-4mL∶1000g；所述清洗是采用去离子水冲洗5-10min，所述再次清洗采用去离子水冲洗。
3.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的碱液中浸泡是在质量百分比浓度为0.5-1%的NaOH溶液中浸泡16-48h。
4.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤B)中所述的控制灭菌装置灭菌的工艺参数是指：采用高压蒸汽灭菌锅在温度为121℃下灭菌1-3h。
5.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤C)中所述的控制去离子水与纳米氧化银的体积重量比是将体积重量比控制为：向每1000mL的去离子水中加入纳米氧化银9-11g；所述超声波超声搅拌的时间为10-60min。
6.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤C)和步骤D)中所述的增溶剂为吐温80、吐温20、PEG4000、PEG6000和无水乙醇中的一种或多种；所述控制增溶剂加入到去离子水中的量是：每1000mL去离子水中加入4-15g增溶剂。
7.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤D)中所述的控制去离子水与纳米锌的体积重量比是将体积重量比控制为：向每1000mL的去离子水中加入纳米锌7-9g；所述超声波超声搅拌的时间为10-60min。
8.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤E)中所述的真空干燥的温度为40-70℃，时间为2-8h，真空度为10Pa ；所述的冷冻干燥的冷冻温度为-50至 -70℃，冷冻干燥的时间为16-24h。
9.根据权利要求1所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于步骤E)中所述的细菌纤维素膜的厚度为0.05-0.2cm；所述的纳米锌点状体的直径为0.2-1cm；所述纳米氧化银点状体的直径为0.1-0.4cm。
10.根据权利要求9所述的细菌纤维素微电流敷料的制备方法，其特征在于所述纳米氧化银点状体与纳米锌点状体之间的间隔距离为0.1-0.5cm。
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