CN112999402A - 一种静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法和应用,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、水溶性高分子和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化多糖、水溶性高分子和去离子水的混合液。本发明利用具有化学反应活性的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B共同静电纺丝,通过羧甲基壳聚糖和醛化多糖之间的席夫碱反应原位成胶,制备的静电纺丝凝胶纤维膜能够作为伤口敷料直接作用于哺乳动物的皮肤、腹腔、肝脏、脾脏、盆腔等受损组织处,起到止血、防粘连以及促进伤口愈合的功效。

Description

一种静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医用敷料技术领域,涉及一种静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法和应用。
背景技术
医用敷料是一种能够起到暂时保护伤口、防止伤口污染、促进愈合的医用材料。作为一种重要的医疗产品,医用敷料在伤口愈合中起到极为关键的作用。理论上,一款性能优良的创面覆盖物可以暂时起到屏障修复功能的作用,为创伤修复提供一个有利的微环境。
静电纺丝纤维膜具有高孔隙率、高比表面积、可仿生天然组织的精细结构尺寸等特点,在伤口敷料的应用方面引起了广泛关注。就静电纺丝纤维膜而言,其物理结构和细胞外基质网络非常相似,有利于细胞的生长和组织修复。但是,相较于天然皮肤,静电纺丝纤维膜硬度较大,与伤口处皮肤组织贴合性不佳。水凝胶作为一种具有特殊三维网络结构的柔软湿润材料,能够保持伤口周围环境高度湿润并促进术后残存的坏死组织的自溶吸收,也是目前临床一种常用的的伤口敷料。但其缺点在于凝胶容易流失,而且体液会稀释凝胶组分,从而不利于伤口组织修复。此外,凝胶类产品降解速度快,不适应于诸如腹腔、盆腔等愈合较慢的组织处。基于此,开发一种具有水凝胶润滑特性的静电纺丝纤维膜,不乏为一种理想的创面材料。
CN111068107A公开了一种三维仿生自愈水凝胶纤维支架组合物及其制备方法与应用,但是该专利使用静电纺丝、自交联及模具成型的三步法制备具有生物医学应用的支架,工艺复杂、规模化生产成本高昂。
CN110218344A公开了一种弹性水凝胶纤维及其制备方法和应用,该弹性水凝胶纤维不仅柔软,而且具有类似细胞外基质的微纳米纤维结构。但是该专利采用具有生物毒性的六氟异丙醇作为静电纺丝溶液的溶剂,而且需要额外添加光交联剂进行紫外光交联才能得到弹性水凝胶纤维,工序繁琐,具有潜在的生物安全性隐患。
CN111529748A公开了一种医用创面修复用复合敷料,包括与创面接触的内层、中间层、外层三层。该发明的复合敷料,利用静电纺丝技术提高了敷料的机械性能,同时根据静电纺丝工艺制备的纳米纤维膜及后处理得到的纳米纤维膜气凝胶具备了高孔隙率和大表面积,能够保证高吸湿保湿性能的同时兼具优异的透气性,减少渗出液扩散,保持皮肤清洁,可在各种伤口的恢复治疗中得到广泛应用。但该发明的制备方法较为复杂。
因此,在本领域中,如何提供一种工序简单、生物相容性好、伤口贴合性高并具有组织修复功能的医用敷料已成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法和应用。本发明利用具有化学反应活性的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B共同静电纺丝,通过羧甲基壳聚糖和醛化多糖之间的席夫碱反应原位成胶,制备的静电纺丝凝胶纤维膜能够作为伤口敷料直接作用于哺乳动物的皮肤、腹腔、肝脏、脾脏、盆腔等受损组织处,起到止血、防粘连以及促进伤口愈合的功效。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖(CMC)、水溶性高分子和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化多糖、水溶性高分子和去离子水的混合液。
在本发明中,静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B均具有反应活性,羧甲基壳聚糖以及醛化多糖作为亲水性的天然多糖衍生物,具有较好的生物相容性和可降解性,水溶性高分子具有良好的电纺功能,可作为静电纺丝纤维骨架,静电纺丝溶液A中的羧甲基壳聚糖可以与静电纺丝溶液B中的醛化多糖发生席夫碱反应形成凝胶层,从而制得静电纺丝凝胶纤维膜。
在本发明中,所述羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为25%~95%,例如25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%等。若羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度过小,例如为20%,那么静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B将不能发生交联;若羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度过大,那么静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B将不能发生交联,但当羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度过大时,羧甲基壳聚糖的制备也有一定的难度。
优选地,所述静电纺丝溶液A和所述静电纺丝溶液B中的水溶性高分子独立地包括聚乙烯醇和/或聚氧化乙烯。
优选地,所述醛化多糖包括醛化透明质酸钠(AHHA)、醛化淀粉、醛化羧甲基纤维素钠或醛化海藻酸钠中的任意一种。
优选地,所述醛化多糖的醛化度为5%~80%,例如5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%或80%等。若醛化多糖的醛化度过小,例如为2%,那么静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B将不能发生交联;若醛化多糖的醛化度过大,醛化多糖会被过度氧化成小分子,不容易静电纺丝。
在本发明中,所述静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.05%~10%,例如0.05%、0.1%、0.5%、1%、3%、5%、8%或10%等,水溶性高分子的质量分数为5%~20%,例如5%、8%、10%、15%、18%或20%等,其余为去离子水。
优选地,所述静电纺丝溶液B中醛化多糖的质量分数为0.05%~10%,例如0.05%、0.1%、0.5%、1%、3%、5%、8%或10%等,水溶性高分子的质量分数为5%~20%,例如5%、8%、10%、15%、18%或20%等,其余为去离子水。
优选地,所述静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为4:1~1:4,例如4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3或1:4等。
在本发明中,所述羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将壳聚糖加入到异丙醇水溶液中,而后加入强碱性物质,搅拌,再滴加氯乙酸异丙醇混合液,继续搅拌;
(2)将步骤(1)中的产物用醇类物质洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
在本发明中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:10~10:1,例如1:10、1:8、1:5、1:3、1:1、4:1、6:1、9:1或10:1等。
优选地,步骤(1)所述强碱性物质包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。加入强碱性物质的目的是为了碱化处理壳聚糖样品。
优选地,步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:5~5:1,例如1:5、1:3、1:1、2:1、3:1、4:1或5:1等。
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述异丙醇水溶液的用量为0.5L~5L,例如为0.5L、1L、2L、3L、4L或5L等。
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述强碱性物质的用量为50g~500g,例如50g、100g、200g、250g、300g、400g或500g等。
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述氯乙酸异丙醇混合液的用量为0.1L~1L,例如0.1L、0.2L、0.4L、0.5L、0.7L、0.9L或1L等。
优选地,步骤(1)所述滴加氯乙酸异丙醇混合液的方式为逐滴滴加,且需在30min~300min(例如30min、50min、100min、150min、200min、250min或300min等)内滴加完毕。
优选地,步骤(1)所述继续搅拌的时间为1h~10h,例如1h、2h、3h、5h、7h、9h或10h等。这里的继续搅拌的时间是从开始滴加氯乙酸异丙醇混合液时算起。
优选地,步骤(2)所述醇类物质包括乙醇和/或丙醇。步骤(2)所述脱醇可以为用水脱醇,也可以为用乙醚脱醇。
在本发明中,所述醛化多糖通过以下制备方法制备得到:
将多糖加入到乙醇水溶液中,而后加入高碘酸钠水溶液,搅拌反应,再加入终止剂终止反应,冻干(例如:透析冻干),得到所述醛化多糖。
在本发明中,所述多糖包括透明质酸钠(HA)、淀粉、羧甲基纤维素钠或海藻酸钠中的任意一种。
优选地,所述终止剂包括乙二醇、丙二醇或丁二醇中的任意一种。
优选地,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:200~1:10,例如1:200、1:180、1:150、1:130、1:100、1:70、1:40、1:20或1:10等。
优选地,所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:200~1:2,例如1:200、1:180、1:150、1:130、1:100、1:70、1:40、1:20、1:10、1:5或1:2等。
优选地,相对于100g多糖,所述乙醇水溶液的用量为1L~20L,例如1L、3L、5L、8L、10L、14L、16L、19L或20L等。
优选地,相对于100g多糖,所述高碘酸钠水溶液的用量为0.1L~10L,例如0.1L、0.3L、0.5L、0.8L、1L、4L、6L、8L或10L等。
优选地,相对于100g多糖,所述终止剂的用量为0.5L~5L例如0.5L、1L、2L、2.5L、3L、3.5L、4L或5L等。
优选地,所述加入高碘酸钠水溶液以及搅拌反应均需在避光条件下进行。
优选地,所述搅拌反应的时间为3h~24h,例如3h、5h、8h、10h、13h、15h、18h、21h或24h等。
另一方面,本发明提供了如上所述的静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和水溶性高分子分别溶于去离子水中,而后混合,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化多糖和水溶性高分子分别溶于去离子水中,而后混合,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
本发明通过控制羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度、醛化多糖的醛化度以及羧甲基壳聚糖和醛化多糖的质量分数,从而使制备的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B具有反应活性,同时通过控制静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比,使得在进行共同静电纺丝时避免了小分子交联剂的使用。
在本发明中,步骤(1)制备静电纺丝溶液A时,将羧甲基壳聚糖和水溶性高分子分别溶于去离子水中,这里的去离子水的量不作具体限定,只要能将羧甲基壳聚糖和水溶性高分子分别溶解,并且混合后,能保证静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.05%~10%,水溶性高分子的质量分数为5%~20%,其余为去离子水,即可。步骤(2)制备静电纺丝溶液B时,也是同样的情况。
在本发明中,步骤(1)所述混合的转速为50rpm~800rpm,例如50rpm、100rpm、300rpm、500rpm、600rpm或800rpm等,混合的时间为1h~5h,例如1h、2h、3h、4h或5h等。
优选地,步骤(2)所述混合的转速为50rpm~800rpm,例如50rpm、100rpm、300rpm、500rpm、600rpm或800rpm等,混合的时间为1h~5h,例如1h、2h、3h、4h或5h等。
优选地,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为0.5~2毫升/小时,例如0.5毫升/小时、1毫升/小时、1.5毫升/小时或2毫升/小时等,纺丝针头为0.1~1mm(例如0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm或1mm等)的平针头,高压直流电源为8~30KV,例如8KV、10KV、15KV、20KV、25KV或30KV等,纺丝喷头与滚筒的距离为5~20cm,例如5cm、10cm、15cm或20cm等。
再一方面,本发明提供如上所述的静电纺丝凝胶纤维膜在制备哺乳动物的皮肤、腹腔、肝脏、脾脏或盆腔组织受损伤口敷料材料中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明以亲水性的天然多糖衍生物以及具有良好电纺功能的水溶性高分子为原材料,利用共同静电纺丝以及原位成胶工艺,制备的静电纺丝凝胶纤维膜,克服了单一静电纺丝纤维膜贴合性不佳以及水凝胶机械性能不强、降解快的缺点,兼具水凝胶和静电纺丝纤维膜的优点,不仅能很好地贴合受损组织处,而且类细胞质基质的纤维网络结构能够促进细胞的粘附、增殖,从而有效地促进伤口愈合(全血凝血指数:47.4%~68.2%),并且具有良好的亲水性和机械性能(杨氏模量:13.4~16.4MPa);本发明通过控制羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度、醛化多糖的醛化度、羧甲基壳聚糖和醛化多糖的质量分数以及静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比,从而使制备的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B具有反应活性,在进行共同静电纺丝时避免了小分子交联剂的使用,解决了现有技术中各种交联剂、紫外光照的使用问题,提高了伤口敷料的安全性和便捷性;此外,本发明制备的静电纺丝凝胶纤维膜具有良好的吸液能力和物理隔离能力,从而达到止血、防粘连及促进伤口愈合的功效,可广泛适用于体内外各种创面,具有良好的临床应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备的羧甲基壳聚糖及醛化透明质酸钠的红外光谱图。
图2A为实施例2制备的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B混合液的流变图。
图2B为对比例2制备的静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B混合液的流变图。
图3为实施例3制备的静电纺丝凝胶纤维膜的扫描电镜图。
图4为实施例7制备的静电纺丝凝胶纤维膜的防粘连性能图。
图5为实施例8制备的静电纺丝凝胶纤维膜的体内促愈合效果图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。下述实施例中,如无特殊说明,所使用的实验方法均为常规方法,所用材料、试剂等均可从生物或化学公司购买。
以下实施例中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度由电位滴定法测定。精确称量0.3g羧甲基壳聚糖,溶解在30mL 0.1mol/L的HCl溶液中,用浓度为0.1mol/L的NaOH标准溶液滴定。按照如下公式计算羧甲基取代度:
DS=Mcts单元*A/(1-58A),
其中,DS为羧甲基取代度。
A=VNaOH*NNaOH/m;VNaOH为所消耗的NaOH标准溶液体积(mL);NNaOH为氢氧化钠标准溶液的浓度(mol/L);m为羧甲基壳聚糖的质量(g)。
Mcts单元=(1-DD)×203.19+DD×161.5;DD为原材料壳聚糖的脱乙酰度。
以下实施例中,醛化多糖的醛化度由羟胺基法测定。称取醛化多糖样品0.2g置于三口瓶中,加入10mL去离子水将其完全溶解,随后用0.1mol/L的HCl溶液或0.1mol/L的NaOH溶液将醛化多糖样品溶液pH值调节到5.0,再向溶液中精确加入8mL盐酸羟胺试剂(0.05g/mL,pH=5.0),在40℃水浴条件下搅拌4h,最后用0.01mol/L的NaOH标准溶液滴定至pH=5.0,记录消耗的NaOH标准溶液的体积数。称取同样质量的多糖进行空白实验对比。
醛化多糖的醛化度通过如下公式进行计算:
醛化度(%)=M*C(V1-V2)/m,
其中,C为NaOH标准溶液的浓度(mol/L);V1为醛化多糖样品消耗的NaOH标准溶液的体积数(mL);V2为空白实验中多糖消耗的NaOH标准溶液的体积数(mL);m为醛化多糖样品试样的质量(g);M为多糖重复单元的分子质量(g/mol)。
实施例1
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化透明质酸钠、聚乙烯醇和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为85%,醛化透明质酸钠的醛化度为80%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.05%,聚乙烯醇的质量分数为5%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化透明质酸钠的质量分数为10%,聚乙烯醇的质量分数为5%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为4:1。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到1L异丙醇水溶液中,而后加入200g氢氧化钠,搅拌,再逐滴滴加0.5L氯乙酸异丙醇混合液,且需在150min内滴加完毕,继续搅拌5h;
(2)将步骤(1)中的产物用乙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:10;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:1。
醛化透明质酸钠通过以下制备方法制备得到:
将100g透明质酸钠加入到10L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入0.5L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应3h,再加入2L乙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化透明质酸钠。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:100;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:20。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以50rpm的转速混合5h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化透明质酸钠和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以200rpm的转速混合2h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为0.5毫升/小时,纺丝针头为0.1mm的平针头,高压直流电源为30KV,纺丝喷头与滚筒的距离为5cm。
将本实施例制备的羧甲基壳聚糖和醛化透明质酸钠进行红外光谱测试,所用仪器为红外光谱仪(FTS-6000spectrometer,Bio-Rad,USA),频率扫描范围是从4000cm-1到500cm-1,分辨率是2cm-1
羧甲基壳聚糖和醛化透明质酸钠的红外光谱图如图1所示,与壳聚糖相比,羧甲基壳聚糖在1584cm-1和1403cm-1处有明显的羧基吸收峰,证明了羧基的存在;与透明质酸钠相比,醛化透明质酸钠在1736cm-1处有明显的羰基吸收峰,证明了醛化反应的发生。
实施例2
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化透明质酸钠、聚乙烯醇和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为25%,醛化透明质酸钠的醛化度为60%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为5%,聚乙烯醇的质量分数为10%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化透明质酸钠的质量分数为5%,聚乙烯醇的质量分数为8%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为3:1。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到0.5L异丙醇水溶液中,而后加入50g氢氧化钾,搅拌,再逐滴滴加0.1L氯乙酸异丙醇混合液,且需在30min内滴加完毕,继续搅拌10h;
(2)将步骤(1)中的产物用乙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:2;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:5。
醛化透明质酸钠通过以下制备方法制备得到:
将100g透明质酸钠加入到20L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入5L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应8h,再加入0.5L丙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化透明质酸钠。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:200;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:50。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以100rpm的转速混合3h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化透明质酸钠和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以300rpm的转速混合1h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为2毫升/小时,纺丝针头为1mm的平针头,高压直流电源为20KV,纺丝喷头与滚筒的距离为15cm。
本实施例中静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B混合液的流变行为如图2A所示,流变结果显示,在约1186s处,混合液的弹性模量等于损耗模量,发生交联行为。证实静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B可以交联。
实施例3
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚氧化乙烯和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为50%,醛化羧甲基纤维素钠的醛化度为40%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为10%,聚氧化乙烯的质量分数为15%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化羧甲基纤维素钠的质量分数为10%,聚乙烯醇的质量分数为20%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为2:1。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到5L异丙醇水溶液中,而后加入100g氢氧化钠,搅拌,再逐滴滴加0.2L氯乙酸异丙醇混合液,且需在100min内滴加完毕,继续搅拌3h;
(2)将步骤(1)中的产物用丙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为2:1;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:2。
醛化羧甲基纤维素钠通过以下制备方法制备得到:
将100g羧甲基纤维素钠加入到1L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入0.1L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应12h,再加入2L丁二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化羧甲基纤维素钠。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:50;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:100。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以500rpm的转速混合1h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以200rpm的转速混合2h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为1毫升/小时,纺丝针头为0.5mm的平针头,高压直流电源为15KV,纺丝喷头与滚筒的距离为10cm。
将本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜进行扫描电镜测试,方法如下:准备好样品支架,在支架上贴好双面导电铜胶,将少量本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜与导电铜胶自然粘合,采用溅射仪(Hitachi,E-1045,Japan)对样品进行表面镀金处理,使用扫描电子显微镜(SEM,Hitachi S-4800,Japan)进行表面形貌观察。
本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜的扫描电镜图如图3所示,该扫描图显示纤维与纤维之间有不少连接点,同样证明了该交联反应的发生。
实施例4
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚氧化乙烯和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化海藻酸钠、聚乙烯醇和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为65%,醛化海藻酸钠的醛化度为5%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为6%,聚氧化乙烯的质量分数为12%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化海藻酸钠的质量分数为8%,聚乙烯醇的质量分数为12%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为1:1。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到2L异丙醇水溶液中,而后加入150g氢氧化钾,搅拌,再逐滴滴加0.3L氯乙酸异丙醇混合液,且需在150min内滴加完毕,继续搅拌4h;
(2)将步骤(1)中的产物用丙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:5;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:3。
醛化海藻酸钠通过以下制备方法制备得到:
将100g海藻酸钠加入到2L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入2L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应3h,再加入3L丁二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化海藻酸钠。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:100;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:200。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以150rpm的转速混合3h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化海藻酸钠和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以200rpm的转速混合4h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为1.5毫升/小时,纺丝针头为1mm的平针头,高压直流电源为10KV,纺丝喷头与滚筒的距离为20cm。
实施例5
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚氧化乙烯和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化海藻酸钠、聚乙烯醇和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为75%,醛化海藻酸钠的醛化度为20%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为8%,聚氧化乙烯的质量分数为20%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化海藻酸钠的质量分数为0.05%,聚乙烯醇的质量分数为10%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为1:2。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到3L异丙醇水溶液中,而后加入200g氢氧化钠,搅拌,再逐滴滴加0.5L氯乙酸异丙醇混合液,且需在180min内滴加完毕,继续搅拌5h;
(2)将步骤(1)中的产物用丙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:10;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为2:1。
醛化海藻酸钠通过以下制备方法制备得到:
将100g海藻酸钠加入到4L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入6L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应10h,再加入4L乙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化海藻酸钠。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:120;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:80。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以800rpm的转速混合3h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化海藻酸钠和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以100rpm的转速混合1h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为1毫升/小时,纺丝针头为0.8mm的平针头,高压直流电源为12KV,纺丝喷头与滚筒的距离为10cm。
实施例6
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化淀粉、聚氧化乙烯和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为80%,醛化淀粉的醛化度为10%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为6%,聚乙烯醇的质量分数为15%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化淀粉的质量分数为10%,聚氧化乙烯的质量分数为12%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为1:3。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到4L异丙醇水溶液中,而后加入300g氢氧化钾,搅拌,再逐滴滴加0.8L氯乙酸异丙醇混合液,且需在300min内滴加完毕,继续搅拌2h;
(2)将步骤(1)中的产物用乙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为4:1;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为3:1。
醛化淀粉通过以下制备方法制备得到:
将100g淀粉加入到10L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入10L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应15h,再加入1L乙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化淀粉。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:80;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:120。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以160rpm的转速混合3h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化淀粉和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以50rpm的转速混合2h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为1.2毫升/小时,纺丝针头为0.8mm的平针头,高压直流电源为8KV,纺丝喷头与滚筒的距离为10cm。
实施例7
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化淀粉、聚氧化乙烯和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为90%,醛化淀粉的醛化度为80%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.05%,聚乙烯醇的质量分数为5%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化淀粉的质量分数为10%,聚氧化乙烯的质量分数为5%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为1:4。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到3L异丙醇水溶液中,而后加入500g氢氧化钠,搅拌,再逐滴滴加1L氯乙酸异丙醇混合液,且需在90min内滴加完毕,继续搅拌1h;
(2)将步骤(1)中的产物用乙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为8:1;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:4。
醛化淀粉通过以下制备方法制备得到:
将100g淀粉加入到18L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入9L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应24h,再加入5L丙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化淀粉。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:40;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:2。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以50rpm的转速混合5h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化淀粉和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以800rpm的转速混合3h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为0.5毫升/小时,纺丝针头为0.1mm的平针头,高压直流电源为30KV,纺丝喷头与滚筒的距离为5cm。
将本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜进行防粘连测试,方法如下:将SD大鼠(体重相近)麻醉后打开腹腔,在盲肠和腹壁处分别制造长0.5cm的渗血创口,分别放置静电纺丝凝胶纤维膜、不作处理(空白对照)及市售赛必妥(阳性对照)后缝合腹腔,7天后打开腹腔,观察粘连情况。
本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜的防粘连性能如图4所示,可以看出,相应的空白对照严重粘连,而市售赛必妥(阳性对照)的盲肠与腹壁有Ⅰ度粘连,这说明,与市售的洗液和空白对照相比,本实施例静电纺丝凝胶纤维膜能够明显地缓解肠道组织的粘连。
实施例8
在本实施例中提供一种静电纺丝凝胶纤维膜,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化淀粉、聚氧化乙烯和去离子水的混合液。
其中,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为95%,醛化淀粉的醛化度为40%;静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为10%,聚乙烯醇的质量分数为10%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化淀粉的质量分数为10%,聚氧化乙烯的质量分数为10%,其余为去离子水;静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为5:3。
羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将100g壳聚糖加入到1L异丙醇水溶液中,而后加入250g氢氧化钾,搅拌,再逐滴滴加0.6L氯乙酸异丙醇混合液,且需在240min内滴加完毕,继续搅拌8h;
(2)将步骤(1)中的产物用乙醇洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
其中,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为10:1;步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为5:1。
醛化淀粉通过以下制备方法制备得到:
将100g淀粉加入到16L乙醇水溶液中,而后在避光条件下加入8L高碘酸钠水溶液,避光条件下搅拌反应12h,再加入3L丙二醇终止反应,最后经透析冻干,得到所述醛化淀粉。
其中,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:10;所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:10。
静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇分别溶于去离子水中,而后以100rpm的转速混合2h,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化淀粉和聚氧化乙烯分别溶于去离子水中,而后以200rpm的转速混合5h,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
其中,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为1毫升/小时,纺丝针头为0.5mm的平针头,高压直流电源为25KV,纺丝喷头与滚筒的距离为10cm。
将本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜进行愈合测试,方法如下:将SD大鼠(体重相近)麻醉后,在其背部制造直径为2cm的创口,分别放置静电纺丝凝胶纤维膜、不作处理(空白对照)及市售纱布(阳性对照)后单笼饲养,3天,7天及14天后观察愈合情况。
本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜的体内促愈合效果如图5所示,与市售的纱布和空白对照相比,14天内,本实施例制备的静电纺丝凝胶纤维膜能够明显的促进大鼠皮肤组织的愈合。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处仅在于,将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分开纺丝,分别制得羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维、醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维,其他条件均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例2不同之处仅在于,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为20%,醛化透明质酸钠的醛化度为2%,其他条件均与实施例2相同。
本对比例中静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B混合液的流变行为如图2B所示,流变结果显示,静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B混合液的弹性模量一直小于损耗模量,无法发生交联行为。这说明静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度和静电纺丝溶液B中醛化透明质酸钠的醛化度均在合适的范围内,才可以发生交联反应。
对比例3
本对比例与实施例2不同之处仅在于,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为20%,醛化透明质酸钠的醛化度为60%,其他条件均与实施例2相同。
对比例4
本对比例与实施例2不同之处仅在于,羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为25%,醛化透明质酸钠的醛化度为2%,其他条件均与实施例2相同。
对比例5
本对比例与实施例1不同之处仅在于,静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.01%,聚乙烯醇的质量分数为5%,其余为去离子水;静电纺丝溶液B中醛化透明质酸钠的质量分数为15%,聚乙烯醇的质量分数为5%,其余为去离子水,其他条件均与实施例1相同。
对实施例1-8、对比例2-5制备的静电纺丝凝胶纤维膜以及对比例1制备的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维、醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维进行性能测试,测试方法如下:
(1)杨氏模量测试:将静电纺丝凝胶纤维膜、羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维和醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维裁剪成长度为20毫米,宽度5毫米,厚度在350至470毫米之间的薄片,将其固定在检测系统上,用拉力测试仪(wdwi-02,中国长春)测量其应力-应变曲线,其中杨氏模量由确定弹性区域的斜率计算所得;
(2)全血凝血指数测试:分别称取10mg静电纺丝凝胶纤维膜、羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维和醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维放置于表面皿内部,在37℃下培养10min,随后将100μL抗凝血缓慢滴加到其表面,接着加入10μL,0.2mol/L氯化钙溶液,继续在37℃下培养5min。然后,将5mL蒸馏水小心加入到表面皿中并在摇床中以20rpm的转速震荡培养20min。最后用酶标仪测试540nm处的吸光度值(ABS),以抗凝血在生理盐水中的吸光度作为阴性对照组,通过以下公式计算全血凝血指数。其中,全血凝血指数越小,表明其凝血效果越好。
全血凝血指数(%)=ABS540实验组/ABS540阴性对照组×100%。
(3)细胞毒性测试:实验细胞采用L929细胞系细胞,将含10%胎牛血清的新鲜无菌培养基设置为阴性对照组。静电纺丝凝胶纤维膜、羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维和醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维为实验组,于96孔板内铺上制备的静电纺丝凝胶纤维膜后,种植密度均匀的L929细胞,于37℃,5%(V/V)二氧化碳/空气的恒温培养箱内培养24h后取出培养板,弃去培养板内原溶液,每孔加入20μL四甲基偶氮唑蓝(MTT)溶液,继续培养4h,接着吸去MTT溶液,加入150μL二甲亚砜,震荡十分钟,在酶标仪上570nm波长处测定吸光度值(ABS)。
相对细胞活性(%)=ABS570实验组/ABS570阴性对照组×100%。
性能测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002957153780000251
Figure BDA0002957153780000261
由表1可以看出,实施例1-8制备的静电纺丝凝胶纤维膜均具有较高的杨氏模量(13.4~16.4MPa),凝血性能较好(全血凝血指数:47.4%~68.2%),并且具有较好的生物相容性(相对细胞活性:87%~93.4%)。
相比于实施例1,对比例1制备的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维和醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维均具有较小的杨氏模量,并且遇血即溶,不具有凝血性能,这是由于对比例1中静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B没有共同纺丝,而是采用了分开纺丝。
相比于实施例2,对比例2-4制备的静电纺丝凝胶纤维膜均具有较小的杨氏模量,并且遇血即溶,不具有凝血性能,这说明静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度和静电纺丝溶液B中醛化多糖的醛化度均在合适的范围内,静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B才有可能发生交联反应,才可以具有较好的机械性能和凝血性能。
相比于实施例1,对比例5制备的静电纺丝凝胶纤维膜均具有较小的杨氏模量,并且遇血即溶,不具有凝血性能,这说明即使静电纺丝溶液B中醛化多糖的质量分数较大(15%),但若静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数较小(0.01%)时,静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B也不能发生交联反应。
根据GB/T16886.5-2003体外细胞毒性评判标准,实施例1-8、对比例2-5制备的静电纺丝凝胶纤维膜以及对比例1制备的羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维、醛化透明质酸钠/聚乙烯醇静电纺丝纤维均具有0级细胞毒性(细胞活性均大于75%),可以适用于体内外使用,这表明本发明的原材料(对比例遇培养基溶解,该实验所测得的细胞毒性可以认为是原材料的细胞毒性)及所制备的静电纺丝凝胶纤维膜显示出良好的生物相容性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的静电纺丝凝胶纤维膜及其制备方法,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述静电纺丝凝胶纤维膜的制备原料包括静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B,所述静电纺丝溶液A为羧甲基壳聚糖、水溶性高分子和去离子水的混合液,所述静电纺丝溶液B为醛化多糖、水溶性高分子和去离子水的混合液。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为25%~95%;
优选地,所述静电纺丝溶液A和所述静电纺丝溶液B中的水溶性高分子独立地包括聚乙烯醇和/或聚氧化乙烯;
优选地,所述醛化多糖包括醛化透明质酸钠、醛化淀粉、醛化羧甲基纤维素钠或醛化海藻酸钠中的任意一种;
优选地,所述醛化多糖的醛化度为5%~80%。
3.根据权利要求1或2所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述静电纺丝溶液A中羧甲基壳聚糖的质量分数为0.05%~10%,水溶性高分子的质量分数为5%~20%,其余为去离子水;
优选地,所述静电纺丝溶液B中醛化多糖的质量分数为0.05%~10%,水溶性高分子的质量分数为5%~20%,其余为去离子水;
优选地,所述静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B的体积比为4:1~1:4。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述羧甲基壳聚糖通过以下制备方法制备得到:
(1)将壳聚糖加入到异丙醇水溶液中,而后加入强碱性物质,搅拌,再滴加氯乙酸异丙醇混合液,继续搅拌;
(2)将步骤(1)中的产物用醇类物质洗涤至中性,脱醇,干燥,得到所述羧甲基壳聚糖。
5.根据权利要求4所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,步骤(1)所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的体积比为1:10~10:1;
优选地,步骤(1)所述强碱性物质包括氢氧化钠和/或氢氧化钾;
优选地,步骤(1)所述氯乙酸异丙醇混合液中氯乙酸和异丙醇的体积比为1:5~5:1;
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述异丙醇水溶液的用量为0.5L~5L;
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述强碱性物质的用量为50g~500g;
优选地,步骤(1)中相对于100g壳聚糖,所述氯乙酸异丙醇混合液的用量为0.1L~1L;
优选地,步骤(1)所述滴加氯乙酸异丙醇混合液的方式为逐滴滴加,且需在30min~300min内滴加完毕;
优选地,步骤(1)所述继续搅拌的时间为1h~10h;
优选地,步骤(2)所述醇类物质包括乙醇和/或丙醇。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述醛化多糖通过以下制备方法制备得到:
将多糖加入到乙醇水溶液中,而后加入高碘酸钠水溶液,搅拌反应,再加入终止剂终止反应,冻干,得到所述醛化多糖。
7.根据权利要求6所述的静电纺丝凝胶纤维膜,其特征在于,所述多糖包括透明质酸钠、淀粉、羧甲基纤维素钠或海藻酸钠中的任意一种;
优选地,所述终止剂包括乙二醇、丙二醇或丁二醇中的任意一种;
优选地,所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1:200~1:10;
优选地,所述高碘酸钠水溶液中高碘酸钠和水的质量比为1:200~1:2;
优选地,相对于100g多糖,所述乙醇水溶液的用量为1L~20L;
优选地,相对于100g多糖,所述高碘酸钠水溶液的用量为0.1L~10L;
优选地,相对于100g多糖,所述终止剂的用量为0.5L~5L;
优选地,所述加入高碘酸钠水溶液以及搅拌反应均需在避光条件下进行;
优选地,所述搅拌反应的时间为3h~24h。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的静电纺丝凝胶纤维膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)静电纺丝溶液A的制备:将羧甲基壳聚糖和水溶性高分子分别溶于去离子水中,而后混合,得到所述静电纺丝溶液A;
(2)静电纺丝溶液B的制备:将醛化多糖和水溶性高分子分别溶于去离子水中,而后混合,得到所述静电纺丝溶液B;
(3)将静电纺丝溶液A和静电纺丝溶液B分别置于不同注射泵中共同静电纺丝,将所得两种纤维收集在同一滚筒上,得到所述静电纺丝凝胶纤维膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的转速为50rpm~800rpm,混合的时间为1h~5h;
优选地,步骤(2)所述混合的转速为50rpm~800rpm,混合的时间为1h~5h;
优选地,步骤(3)所述共同静电纺丝的参数为:注射泵的推进速率为0.5~2毫升/小时,纺丝针头为0.1~1mm的平针头,高压直流电源为8~30KV,纺丝喷头与滚筒的距离为5~20cm。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的静电纺丝凝胶纤维膜在制备哺乳动物的皮肤、腹腔、肝脏、脾脏或盆腔组织受损伤口敷料材料中的应用。
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