CN113576756A - 提升冻干敷料结构均匀性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提升冻干敷料结构均匀性的方法，包括在静磁场的条件下进行极低温处理的步骤。本发明的方法通过对基底溶液进行静磁场与极低温处理，改变了冰晶生成现象，使敷料结构更均匀，所制备的敷料具有水合时间短、吸液性和力学性能优异的特点。

Description

提升冻干敷料结构均匀性的方法

技术领域

本发明属于高分子医用生物材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种提升冻干敷料结构均匀性的方法。

背景技术

在合成敷料的制备过程中，通常先制备交联混合的基底溶液，接着将基底溶液通过模具填充、流延法或刮刀法进行成型，成型后再通过冷冻干燥、热压、烘干等方法完成合成敷料的制备。

在冷冻干燥、热压、烘干方法中，三种方式皆可使合成敷料内部结构存有孔洞性，为热压、烘干的方式时其孔洞通常较为致密，不利于临床使用时的空气流通与细胞攀附，仅有冷冻干燥法能使合成敷料具有结构较疏松的孔洞性，保有空气流通与细胞攀附等功效。

冷冻干燥方法需先将基底溶液的试样进行预冷冻，试样冷冻定型后，通过低温真空的环境使试样内部的水分经由升华现象排出，使敷料内部存在自然的孔洞性。

影响敷料内部孔洞性的最主要的因素为冰晶现象，在预冻过程中，必定会经过-10℃至-1℃的冰晶最大生成带，目前业界皆在基底溶液配方中寻找解决之法，通过添加抗冰晶生成剂、多醣类等化学物质实现，但其生物安全性及去除方式是一大问题。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提出一种提升冻干敷料结构均匀性的方法，该方法在不添加抗冰晶生成剂、多醣类等化学物质的情况下，通过物理方式改变水分子的排列现象，进而影响冰晶生成现象。

本发明的提升冻干敷料结构均匀性的方法的特征在于，包括在静磁场的条件下进行极低温处理的步骤。

上述极低温处理采用冷冻设备进行。

上述极低温处理的处理温度为-160℃～-40℃，优选为-80℃。

上述静磁场处理中，使用铁氧体磁铁、橡胶磁铁、铝镍钴合金磁铁、钕铁硼磁铁或钐钴磁铁，优选使用钕铁硼磁铁。

上述静磁场处理的磁场强度为0.2～0.4特斯拉。

上述方法不使用抗冰晶生成剂和多醣类物质。

本发明的提升冻干敷料结构均匀性的方法，包括如下步骤：

(1)将原料成分进行混合，将混合溶液进行脱泡，

(2)将装有脱泡后混合溶液的容器置于静磁场中，在-160℃～-40℃极低温处理进行预冷冻，

(3)预冷冻完成后，进行冻干，

(4)冻干后加入2％氯化钙乙醇溶液进行反应，反应结束后用乙醇溶液清洗，以及

(5)清洗后进行二次冻干，得到敷料。

本发明的方法通过对基底溶液进行静磁场与极低温处理，改变了冰晶生成现象，使敷料结构更均匀，所制备的敷料具有水合时间短、吸液性和力学性能优异的特点。

附图说明

图1是配制例1～3所得的试样的照片。

图2是将配制例1～3所得的试样用扫描电子显微镜观察所得的照片。

图3是配制例1～3所得的试样的拉伸试验结果的曲线图。

具体实施方式

在本发明的方法中，极低温处理可以采用冷冻设备进行。处理温度为-160℃～-40℃，优选为-80℃。处理时间为1～120分钟。处理次数为1～5次

静磁场处理的磁场强度为0.2～0.4特斯拉，优选为0.4特斯拉。

作为产生静磁场的磁铁材质，可使用铁氧体磁铁、橡胶磁铁、铝镍钴合金磁铁、钕铁硼磁铁、钐钴磁铁，其中，钕铁硼磁铁为能产生0.4特斯拉的高磁场能量的磁铁元素组合，故而为优选。

本发明的方法为，将配制溶液倒入模具中，将模具移至磁铁上方，并将模具与磁铁一同进行极低温处理。在预冷冻温度通过最大冰晶生成带时，通过静磁场改变水分子排列的特性，使冰晶生成均匀，然后低温真空将试样内部的冰晶水分经由升华现象排出，即得到结构均匀的敷料。此方法不仅使所得敷料的水合时间缩短、提高吸液性，同时也增强了敷料的力学性能。

以下，通过具体例对本发明进行详细说明，本发明将使用不同制备条件的敷料分为三组，其说明如表1所示。

表1

配制例1

配制0.75％羧甲基纤维素溶液10mL、0.375％透明质酸溶液10mL、0.75％海藻酸钠溶液10mL，将上述三溶液混合，混合后依序加入1.0％的1-乙基－3-(3-二甲基氨丙基)－碳化二亚胺与0.5％的N-羟基琥珀酰亚胺溶液，充分混合后将混合液移置56℃干浴槽中静置2小时进行脱泡。脱泡后将混合溶液20mL倒入模具中并移至56℃烘箱2小时，接着将膜具放入-80℃冰箱预冷冻1小时，预冷冻后将模具移至冷冻干燥机，在压力小于200毫托、温度-45℃环境下进行冻干。冻干后将样品取出，在样品内加入2％氯化钙乙醇溶液进行反应12小时，反应后将样品置于乙醇溶液中清洗，接着将样品进行二次冻干后即得试样1。

配制例2

配制0.75％羧甲基纤维素溶液10mL、0.375％透明质酸溶液10mL、0.75％海藻酸钠溶液10mL，将上述三溶液混合，混合后依序加入1.0％的1-乙基－3-(3-二甲基氨丙基)－碳化二亚胺与0.5％的N-羟基琥珀酰亚胺溶液，充分混合后将混合液移置56℃干浴槽中静置2小时进行脱泡。脱泡后将混合溶液20mL倒入模具中并移至磁场强度为0.2特斯拉的钕铁硼磁铁上，接着，将整个组合件放入-80℃冰箱进行极低温处理，预冷冻1小时，然后将模具移至冻干机，在压力小于200mTor、温度-45℃环境下进行冻干。冻干后将样品取出，在样品内加入2％氯化钙乙醇溶液进行反应12小时，反应后将样品置于乙醇溶液中清洗，接着将样品进行二次冻干后即得试样2。

配制例3

配制0.75％羧甲基纤维素溶液10mL、0.375％透明质酸溶液10mL、0.75％海藻酸钠溶液10mL，将上述三溶液混合，混合后依序加入1.0％的1-乙基－3-(3-二甲基氨丙基)－碳化二亚胺与0.5％的N-羟基琥珀酰亚胺溶液，充分混合后将混合液移置56℃干浴槽中静置2小时进行脱泡。脱泡后将混合溶液20mL倒入模具中并移至磁场强度为0.4特斯拉的钕铁硼磁铁上，接着，将整个组合件放入-80℃冰箱进行极低温处理，预冷冻1小时，然后将模具移至冻干机，在压力小于200mTor、温度-45℃环境下进行冻干。冻干后将样品取出，在样品内加入2％氯化钙乙醇溶液进行反应12小时，反应后将样品置于乙醇溶液中清洗，接着将样品进行二次冻干后即得试样3。

样品外观：

将配制例1～3所得的试样进行拍照，照片如图1所示。通过外观比较可看出：通过配制例1得到的试样在外观上存在许多冰晶的痕迹，而配制例2、3所得试样的外观中冰晶现象已有明显改善，尤其是经0.4特斯拉静磁场的处理所得的配制例3的试样，其外观相当均匀。

微结构观察：

将试样用扫描电子显微镜进行观察，结果如图2所示。可观察到，通过配制例1得到的试样其微结构孔洞分布较松散，且孔洞大小变异较大，可导致力学性能产生变异、水合时间差等问题。而通过配制例2得到的试样其孔洞形状较完整，孔洞大小变异小。通过配制例3得到的试样与配制例2相比更优异，即，其微结构的孔洞形状完整、分布均匀且大小变异低，结构均匀性优异。

吸液性测试：

将试样裁剪成10×10mm大小，先秤取干重，接着将试样浸泡于磷酸盐缓冲溶液中，达到吸液平衡后，将试样取出并用秤取吸液后重量。计算每单位重量所能吸收的液体的重量，结果如下述表2所示。

水合时间测试：

将试样裁剪成10×10mm大小，接着将试样浸泡于磷酸盐缓冲溶液中，测量由于浸润而完全变暗所需要的时间。结果如下述表2所示。

表2

通过表2的结果可知，与未经静磁场处理的配制例1的试样相比，通过配制例2、3得到的试样，其每单位重量所能吸收的液体的量显著增加，水合时间显著缩短，即，吸液性能与水合时间都得到明显改进，此项指标可缩短临床上医师操作的时间，降低患者潜在的风险。

最大拉伸应力测试：

将试样裁剪成5×50mm大小，接着将试样浸泡于磷酸盐缓冲溶液中，取出拍干后固定于试验机台夹治具上，以速率30mm/min进行拉伸并记录。结果如图3所示。

由图3所示的拉伸试验结果可以看出，通过配制例2、3得到的试样，可提升敷料的力学性能，而通过使用0.4特斯拉静磁场与极低温处理方法的配制例3所得的试样的力学性能得到更显著地提升，不仅增进医师临床使用时的操作手感，也降低患者术后的脑脊液渗漏的并发症风险。

Claims (9)

1.一种提升冻干敷料结构均匀性的方法，其特征在于，

包括在静磁场的条件下进行极低温处理的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述极低温处理采用冷冻设备进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述极低温处理的处理温度为-160℃～-40℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述极低温处理的处理温度为-80℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述静磁场处理中使用铁氧体磁铁、橡胶磁铁、铝镍钴合金磁铁、钕铁硼磁铁或钐钴磁铁。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静磁场处理中使用钕铁硼磁铁。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述静磁场处理的磁场强度为0.2～0.4特斯拉。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述方法不使用抗冰晶生成剂和多醣类物质。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将原料成分进行混合，将混合溶液进行脱泡，

(2)将装有脱泡后混合溶液的容器置于静磁场中，在-160℃～-40℃极低温处理进行预冷冻，

(3)预冷冻完成后，进行冻干，

(4)冻干后加入2％氯化钙乙醇溶液进行反应，反应结束后用乙醇溶液清洗，以及

(5)清洗后进行二次冻干，得到敷料。

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