CN113786511A - 一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及创面敷料技术领域，提供了一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜及其制备方法。本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜为双层膜结构，包括亲水纤维膜和载药疏水纤维膜；所述亲水纤维膜为聚乙烯醇‑戊二醛交联膜；所述载药疏水纤维膜的材质为聚偏氟乙烯。本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜为双层膜结构，其中载药疏水纤维膜贴近皮肤，可以对皮肤表面的伤口进行药物缓释；同时，伤口产生的组织液等可以通过疏水纤维膜单向传导到亲水纤维膜，且不会发生反向渗透，有利于保持伤口附近的皮肤干爽；此外，贴近皮肤的载药疏水纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，具有摩擦生电性能，与皮肤摩擦时能够产生微电流，有助于伤口愈合。

Description

一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及创面敷料技术领域，尤其涉及一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜及其制备方法。
背景技术
伤口敷料是包扎伤口的用品，用以覆盖创面，吸收渗出物，为创面提供保护作用。
常用的伤口敷料的材质为纱布或合成纤维等，在进行皮肤表面伤口处理时，由于不停有组织液渗出，使用现有的包敷材料，组织液可以被包敷材料吸收，但传统的包覆材料贴近皮肤的一侧无法将组织液及时向外导出，导致伤口皮肤无法保持干爽。
现有技术中有研究人员采用醋酸纤维制备醋酸纤维膜，其具有一定的导湿作用，可以将组织液导出，但是醋酸纤维以醋酸纤维素为原料，醋酸纤维素需要自行制备，纤维膜的成本较高，并且现这种醋酸纤维膜仅能提供一定的保护作用，无法促进伤口的愈合，且药物作用时间较短，无缓释作用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜及其制备方法。本发明提供的纤维膜可以将伤口组织液由贴近皮肤的载药疏水层传导到外侧的亲水层，从而保持伤口表面干燥，并且本发明的纤维膜可以促进伤口愈合，药物具有缓释性，作用时间长；此外，本发明提供的纤维膜原料简单易得，成本低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜，包括亲水纤维膜和设置在亲水纤维膜单侧表面的载药疏水纤维膜；所述亲水纤维膜为聚乙烯醇-戊二醛交联膜；所述载药疏水纤维膜中纤维膜的材质为聚偏氟乙烯。
优选的，所述载药疏水纤维膜中的药物包括治疗外科伤口的药物，所述载药疏水纤维膜中药物的含量为聚偏氟乙烯质量的1～3％。
优选的，所述亲水纤维膜的厚度为60～100μm；所述亲水纤维膜中纤维的直径为180～410nm。
优选的，所述载药疏水纤维膜的厚度为4～12μm；所述载药疏水纤维膜中纤维的直径为480～960nm。
本发明还提供了上述方案所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝，将所得纤维膜置于HCl气氛中进行交联，得到亲水纤维膜；
将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝，采用所述亲水纤维膜进行接收，使载药疏水纤维膜沉积在亲水纤维膜表面，得到所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜。
优选的，所述聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液中聚乙烯醇的质量分数为10～15％，戊二醛的质量分数为1.5～1.9％。
优选的，所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液的溶剂为二甲基甲酰胺；所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液中聚偏氟乙烯的质量分数为8～15％，药物的质量为聚偏氟乙烯质量的1～2％。
优选的，所述将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝的参数包括：纺丝电压为15kV～22kV，推进速度为0.8mL/h～1.2mL/h，接收距离为15～25cm，滚筒转速为30～100rpm；
所述将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝的参数包括：纺丝电压为20kV～30kV，推进速度为0.8mL/h～1.5mL/h，接收距离为15～25cm，滚筒转速为30～100rpm。
优选的，所述交联的时间为2～4h。
本发明提供了一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜，包括亲水纤维膜和设置在亲水纤维膜单侧表面的载药疏水纤维膜；所述亲水纤维膜为聚乙烯醇-戊二醛交联膜；所述载药疏水纤维膜中纤维膜的材质为聚偏氟乙烯。本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜为双层膜结构，其中载药疏水纤维膜贴近皮肤，里面含有药物，可以对皮肤表面的伤口进行药物缓释；同时，伤口产生的组织液等可以通过疏水纤维膜单向传导到亲水纤维膜，并且本发明的纤维膜具有单向导湿性能，即组织液可以由内层的疏水纤维膜传导到外层的亲水纤维膜，但外界的液体无法反向传输，不会发生反向渗透，有利于保持伤口附近的皮肤干爽；此外，贴近皮肤的载药疏水纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，具有摩擦生电性能，与皮肤摩擦时能够产生微电流，有助于伤口愈合。另外本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜主要的成分为聚乙烯醇和聚偏氟乙烯，原料简单易得，纤维膜的成本较低。
本发明还提供了上述方案所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的制备方法，本发明采用静电纺丝法制备微电流单向导湿载药缓释纤维膜，步骤简单，容易操作。
具体实施方式
本发明提供了一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜，包括亲水纤维膜和设置在亲水纤维膜单侧表面的载药疏水纤维膜；所述亲水纤维膜为聚乙烯醇-戊二醛交联膜；所述载药疏水纤维膜中纤维膜的材质为聚偏氟乙烯。
本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜包括亲水纤维膜。在本发明中，所述亲水纤维膜为聚乙烯醇-戊二醛交联膜，具体是由戊二醛和聚乙烯醇交联得到，交联后所得亲水纤维膜为三维网状结构，不溶于水；所述亲水纤维膜的厚度优选为60～100μm，更优选为70～90μm；所述亲水纤维膜中纤维的直径优选为180～410nm，更优选为200～360nm。在本发明中，所述亲水纤维膜的亲水性好，水接触角为0°。
本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜包括设置在亲水纤维膜单侧表面的载药疏水纤维膜。在本发明中，所述载药疏水纤维膜中纤维膜的材质为聚偏氟乙烯；所述载药疏水纤维膜中的药物包括治疗外科伤口的药物，所述载药疏水纤维膜中药物的含量优选聚偏氟乙烯质量的1～3％，优选为1.5～2.5％；本发明对所述治疗外科伤口的药物的种类没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的药物即可，具体如盐酸莫西沙星或盐酸四环素。在本发明中，所述载药疏水纤维膜的厚度优选为4～12μm，更优选为5～10μm；所述载药疏水纤维膜中纤维的直径优选为480～960nm，更优选为500～760nm；所述载药疏水纤维膜的材质为聚偏氟乙烯，对药物具有缓释性能，且具有摩擦生电性能，在缓释药物的同时能够通过摩擦产生的微电流促进伤口愈合；并且本发明提供的微电流单向导湿载药缓释纤维膜为双层膜结构，载药疏水纤维膜贴近皮肤，可以将组织液和血液等单向传输至亲水纤维膜中，从而保持伤口的干爽，有利于伤口愈合。
在本发明中，所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的单向导湿指数为315.652～468.124，疏水纤维膜侧的摩擦生电电压为3.1～4.9V。
本发明对所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的使用方法没有特殊要求，按照本领域技术人员熟知的方法，将所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的疏水纤维膜敷在伤口表面即可。
本发明还提供了上述方案所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝，将所得纤维膜置于HCl气氛中进行交联，得到亲水纤维膜；
将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝，采用所述亲水纤维膜进行接收，使载药疏水纤维膜沉积在亲水纤维膜表面，得到所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜。
本发明将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝，将所得纤维膜置于HCl气氛中进行交联，得到亲水纤维膜。在本发明中，所述聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液中聚乙烯醇的质量分数优选为10～15％，更优选为12～13％，戊二醛的质量分数优选为1.5～1.9％，优选为1.6～1.8％；本发明将聚乙烯醇和戊二醛溶解于水中，即得到本发明的聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液。在本发明中，所述静电纺丝的参数优选包括：纺丝电压优选为15kV～22kV，更优选为18～20kV，推进速度优选为0.8mL/h～1.2mL/h，更优选为0.9～1.1mL/h，接收距离优选为15～25cm，更优选为20cm，滚筒转速优选为30～100rpm，更优选为50～60rpm；本发明对静电纺丝的时间没有特殊要求，通过控制静电纺丝的时间，能够得到符合上述厚度要求的亲水纤维膜即可，在本发明的具体实施例中，所述静电纺丝的时间优选为1h。
在本发明中，所述交联的时间优选为2～4h，更优选为3h；所述交联优选在真空反应器中进行，具体是将静电纺丝所得纤维膜放置在真空反应器中，并向真空反应器中充入HCl气体，在HCl气氛下进行交联；本发明将静电纺丝所得纤维膜置于HCl气氛中进行交联，在HCl的催化作用下，戊二醛分子的醛基与聚乙烯醇分子上的羟基发生缩醛反应，生成缩醛环或者醚键，从而实现将聚乙烯醇分子链进行交联，形成三维网状结构，使所得亲水纤维膜不溶于水。
得到亲水纤维膜后，本发明将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝，采用所述亲水纤维膜进行接收，使载药疏水纤维膜沉积在亲水纤维膜表面，得到所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜。在本发明中，所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液的溶剂优选为二甲基甲酰胺，所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液中聚偏氟乙烯的质量分数优选为8～15％，更优选为10～12％，药物的质量优选为聚偏氟乙烯质量的1～2％。在本发明中，所述静电纺丝的参数优选包括：纺丝电压优选为20kV～30kV，更优选为23～28kV，推进速度优选为0.8mL/h～1.5mL/h，更优选为1～1.3mL/h，接收距离优选为15～25cm，更优选为18～22cm，滚筒转速优选为30～100rpm，更优选为50～60rpm；本发明对静电纺丝的时间没有特殊要求，通过控制静电纺丝的时间，能够得到符合上述厚度要求的载药疏水纤维膜即可，在本发明的具体实施例中，所述静电纺丝的时间优选为2～6min。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
采用戊二醛-聚乙烯醇混合水溶液进行静电纺丝，混合水溶液中聚乙烯醇的浓度为10％，戊二醛的浓度为1.5％，静电纺丝参数：纺丝电压为15kV，推进速度为0.8ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为1h。所得纤维膜的水接触角为0°，纤维直径为224±35nm，纤维膜厚度为75±15μm。
将静电纺丝所得纤维膜放置在真空反应器中，采用HCl蒸汽对纤维膜进行交联处理，处理时间为3h，得到交联聚乙烯醇纤维膜(即亲水纤维膜)，交联聚乙烯醇纤维膜的水接触角为0°，且不溶于水。
将交联聚乙烯醇纤维膜置于底层，采用含有盐酸莫西沙星的聚偏氟乙烯溶液(溶剂为二甲基甲酰胺，聚偏氟乙烯的质量分数为8％，盐酸莫西沙星的质量为聚偏氟乙烯质量的1％)进行静电纺丝，将聚偏氟乙烯纤维沉积在聚乙烯醇纤维膜上，形成载药聚偏氟乙烯纤维膜，沉积完成后，即得到本发明的微电流单向导湿载药缓释纤维膜；静电纺丝参数：纺丝电压为20kV，推进速度为0.8ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为6min；所得载药聚偏氟乙烯纤维膜的水接触角为115°，直径为524±43nm，纤维膜厚度为6±2μm。
体外模拟释放实验：采用pH值为7.4的PBS缓冲液模拟生理环境，将所得微电流单向导湿载药缓释纤维膜浸在PBS缓冲液中，在不同的时间抽样测药物浓度，抽样的同时补充相同体积的PBS缓冲液，体外模拟释放实验的温度为37℃。实验结果表明，微电流单向导湿载药缓释纤维膜在0.5h内完成药物突释，8～9h内完成药物缓释过程。
参照GB/T 21655.2-2009，利用MMT法(Moisture Management Tester-液态水份管理测试仪)测试微电流单向导湿载药缓释纤维膜的单向导湿指数，单向导湿指数是指织物下层与上层累积含水量之差与总测试时间的比值，该指数越大，表示单向导湿性能越好，在组织液存在时内层越干燥。测试结果表明，本实施例制备的微电流单向导湿载药缓释纤维膜的单向导湿指数为345.819。
对微电流单向导湿载药缓释纤维膜摩擦生电性能进行测试，测试方法为：采用聚氨酯纤维膜模拟皮肤，将纯PVDF纤维膜和聚氨酯纤维膜贴在PET塑封膜制作的圆环内侧，使两种纤维膜呈对称分布，并用铜电极分别连接两个纤维膜，采用电压示波器记录摩擦电压，结果显示，PVDF纤维膜的摩擦生电电压为4.9V。
实施例2
采用戊二醛-聚乙烯醇混合水溶液进行静电纺丝，混合水溶液中聚乙烯醇的浓度为13％，戊二醛的浓度为1.7％，静电纺丝参数：纺丝电压为18kV，推进速度为1ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为1h。所得纤维膜的水接触角为0°，纤维直径为313±41nm，纤维膜厚度为81±12μm。
将静电纺丝所得纤维膜放置在真空反应器中，采用HCl蒸汽对纤维膜进行交联处理，处理时间为3h，得到交联聚乙烯醇纤维膜(即亲水纤维膜)，交联聚乙烯醇纤维膜的水接触角为0°，且不溶于水。
将交联聚乙烯醇纤维膜置于底层，采用含有盐酸莫西沙星的聚偏氟乙烯溶液(溶剂为二甲基甲酰胺，聚偏氟乙烯的质量分数为12％，盐酸莫西沙星的质量为聚偏氟乙烯质量的1％)进行静电纺丝，将聚偏氟乙烯纤维沉积在聚乙烯醇纤维膜上，形成载药聚偏氟乙烯纤维膜，沉积完成后，即得到本发明的微电流单向导湿载药缓释纤维膜；静电纺丝参数：纺丝电压为22kV，推进速度为1.0ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为4min；所得载药聚偏氟乙烯纤维膜的水接触角为118°，直径为715±38nm，纤维膜厚度为8±2μm。
按照实施例1中的方法进行体外模拟释放实验，实验结果表明，微电流单向导湿载药缓释纤维膜在0.5h内完成药物突释，8～9h内完成药物缓释过程。
按照实施例1中的方法测试所得微电流单向导湿载药缓释纤维膜的单向导湿指数和摩擦生电电压，结果为：单向导湿指数为468.124，摩擦生电电压为3.9V。
实施例3
采用戊二醛-聚乙烯醇混合水溶液进行静电纺丝，混合水溶液中聚乙烯醇的浓度为15％，戊二醛的浓度为1.9％，静电纺丝参数：纺丝电压为22kV，推进速度为1.2ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为1h。所得纤维膜的水接触角为0°，纤维直径为368±35nm，纤维膜厚度为85±15μm。
将静电纺丝所得纤维膜放置在真空反应器中，采用HCl蒸汽对纤维膜进行交联处理，处理时间为3h，得到交联聚乙烯醇纤维膜(即亲水纤维膜)，交联聚乙烯醇纤维膜的水接触角为0°，且不溶于水。
将交联聚乙烯醇纤维膜置于底层，采用含有盐酸莫西沙星的聚偏氟乙烯溶液(溶剂为二甲基甲酰胺，聚偏氟乙烯的质量分数为15％，盐酸莫西沙星的质量为聚偏氟乙烯质量的2％)进行静电纺丝，将聚偏氟乙烯纤维沉积在聚乙烯醇纤维膜上，形成载药聚偏氟乙烯纤维膜，沉积完成后，即得到本发明的微电流单向导湿载药缓释纤维膜；静电纺丝参数：纺丝电压为25kV，推进速度为1.5ml/h，接收距离为20cm，滚筒转速为60rpm，纺丝时间为2min；所得载药聚偏氟乙烯纤维膜的水接触角为118°，直径为936±25nm，纤维膜厚度为10±2μm。
按照实施例1中的方法进行体外模拟释放实验，实验结果表明，微电流单向导湿载药缓释纤维膜在0.5h内完成药物突释，8～9h内完成药物缓释过程。
按照实施例1中的方法测试所得微电流单向导湿载药缓释纤维膜的单向导湿指数和摩擦生电电压，结果为：单向导湿指数为315.652，摩擦生电电压为3.1V。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微电流单向导湿载药缓释纤维膜，其特征在于，包括亲水纤维膜和设置在亲水纤维膜单侧表面的载药疏水纤维膜；所述亲水纤维膜为聚乙烯醇-戊二醛交联膜；所述载药疏水纤维膜中纤维膜的材质为聚偏氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的微电流单向导湿载药缓释纤维膜，其特征在于，所述载药疏水纤维膜中的药物包括治疗外科伤口的药物，所述载药疏水纤维膜中药物的含量为聚偏氟乙烯质量的1～3％。
3.根据权利要求1所述的微电流单向导湿载药缓释纤维膜，其特征在于，所述亲水纤维膜的厚度为60～100μm；所述亲水纤维膜中纤维的直径为180～410nm。
4.根据权利要求1或2所述的微电流单向导湿载药缓释纤维膜，其特征在于，所述载药疏水纤维膜的厚度为4～12μm；所述载药疏水纤维膜中纤维的直径为480～960nm。
5.权利要求1～4任意一项所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝，将所得纤维膜置于HCl气氛中进行交联，得到亲水纤维膜；
将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝，采用所述亲水纤维膜进行接收，使载药疏水纤维膜沉积在亲水纤维膜表面，得到所述微电流单向导湿载药缓释纤维膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液中聚乙烯醇的质量分数为10～15％，戊二醛的质量分数为1.5～1.9％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液的溶剂为二甲基甲酰胺；所述含有药物的聚偏氟乙烯溶液中聚偏氟乙烯的质量分数为8～15％，药物的质量为聚偏氟乙烯质量的1～2％。
8.根据权利要求5、6或7所述的制备方法，其特征在于，所述将聚乙烯醇-戊二醛混合水溶液进行静电纺丝的参数包括：纺丝电压为15kV～22kV，推进速度为0.8mL/h～1.2mL/h，接收距离为15～25cm，滚筒转速为30～100rpm；
所述将含有药物的聚偏氟乙烯溶液进行静电纺丝的参数包括：纺丝电压为20kV～30kV，推进速度为0.8mL/h～1.5mL/h，接收距离为15～25cm，滚筒转速为30～100rpm。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述交联的时间为2～4h。
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