CN115645592A - 一种明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合纤维敷料技术领域，具体涉及一种明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法，明胶/聚酯纤维敷料由直径为300‑1500nm的超细纤维构成，包含pH指示剂，能够实现在pH 5‑9范围内的可视化变色，同时具有良好的细胞相容性，明胶/聚酯纤维敷料制备方法为，将聚酯、姜黄素溶于氯仿和N,N‑二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中作为聚酯纺丝液，将明胶溶于三氟乙醇溶剂中作为明胶纺丝液，对聚酯纺丝液和明胶纺丝液进行共电纺，即可得到明胶/聚酯纤维敷料；制备过程简单，一方面，明胶作为亲水组分，提高了明胶/聚酯纤维敷料的亲水性和变色灵敏度，另一方面，明胶具有良好的细胞粘附性和细胞相容性，提高了明胶/聚酯纤维敷料的细胞活性。
Description
技术领域：
本发明属于复合纤维敷料技术领域，具体涉及一种明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法，能够包载和释放pH指示剂。
背景技术：
通过静电纺丝技术在纤维敷料中载入pH指示剂，可以检测创面缺损、感染和愈合过程，有利于指导药物和敷料的使用。在临床上可吸收纤维材料，如聚丙交酯、明胶等，具有广泛的应用价值。其中，明胶是胶原部分水解后的产物，属于一种大分子的亲水胶体，作为胶原蛋白的变性产物，具有良好亲水性、降解性和细胞粘附性。
与常见的合成类pH指示剂不同，姜黄素是一种天然化合物，具有良好的抗炎和抗癌特性，是从姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取的一种二酮类化合物，除了具有pH指示功能以外，还具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种药理作用。为了提高变色灵敏性，高剂量的姜黄素被加入到聚酯电纺纤维，这样做虽然可以获得多功能的纤维敷料，但是，高剂量的姜黄素具有显著的细胞毒性(M.Sampatha,R.Lakrab,P.Korrapatib,etal,Curcumin loadedpoly(lactic-co-glycolic)acid nanofiber for the treatment ofcarcinoma.Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 117(2014)128–134)，不利于创面的愈合和修复。因此，研发设计一种明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法，在包载pH指示剂的同时，能够保证高变色灵敏度和细胞相容性。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种变色灵敏度和生物相容性较高，且制备方法过程简单的包载pH指示剂的可吸收明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明涉及的明胶/聚酯纤维敷料的厚度为100-1500μm，由直径为300-1500nm的超细纤维构成，超细纤维由包含pH指示剂的聚酯和明胶按照2：(1-3)的质量比构成，其中，pH指示剂为姜黄素，每毫克超细纤维中姜黄素的含量为2-5mg。
本发明涉及的聚酯为可降解聚酯，包括聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯及其共聚物。
本发明涉及的明胶/聚酯纤维敷料及其制备方法的工艺过程如下：
1)将聚酯溶于混合溶剂中，配制成浓度为50-250mg/mL的溶液，同时，按照每毫克聚酯含2-5mg姜黄素的标准，加入姜黄素粉末混合均匀，作为聚酯纺丝液；
混合溶剂为氯仿和N,N-二甲基甲酰胺按照8:2的体积比组成的混合物；
2)将明胶溶于三氟乙醇中，配制成浓度为50-200mg/mL的明胶纺丝液；
3)对聚酯纺丝液和明胶纺丝液进行电纺，得到厚度为100-1500μm的包载pH指示剂的明胶/聚酯纤维敷料；
电纺条件为：聚酯纺丝液的流量为0.2-1.0mL/h，明胶纺丝液的流量为0.2-1.0mL/h，纺丝电压为10-20kV，接收距离为10-25cm。
本发明与现有技术相比，明胶/聚酯纤维敷料由直径为300-1500nm的超细纤维构成，包含pH指示剂，能够实现在pH5-9范围内的可视化变色，同时具有良好的细胞相容性，明胶/聚酯纤维敷料制备方法为，将聚酯、姜黄素溶于氯仿和N,N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中作为聚酯纺丝液，将明胶溶于三氟乙醇溶剂中作为明胶纺丝液，对聚酯纺丝液和明胶纺丝液进行共电纺，即可得到明胶/聚酯纤维敷料；制备过程简单，明胶作为亲水组分，提高了明胶/聚酯纤维敷料的亲水性和变色灵敏度。
具体实施方法：
下面通过具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1：
本实施例涉及的明胶/聚酯纤维敷料制备方法的工艺过程为：
将200mg聚己内酯溶于0.8mL氯仿与0.2mLN,N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中，同时，加入6mg姜黄素粉末，混合均匀，得到聚酯纺丝液；
将100mg明胶溶于1mL三氟乙醇中，得到明胶纺丝液；
在聚酯纺丝液和明胶纺丝液的流量均为0.5mL/h，纺丝电压为12kV，接收距离为15cm的条件下通过同轴电纺装置进行电纺，收集直径为300-800nm的超细纤维，堆积得到厚度为100-1500μm的可吸收明胶/聚酯纤维敷料；
同时，作为对比组：将200mg聚己内酯溶于0.8mL氯仿与0.2mLN,N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中，同时，加入4mg姜黄素粉末，混合均匀，作为纺丝液；
在纺丝液的流量为0.5mL/h，纺丝电压为12kV，接收距离为15cm的条件下通过同轴电纺装置进行电纺，收集直径300-1500nm的超细纤维，堆积得到的厚度为100-1500μm的纤维敷料；
经实验验证，本实施例制备的明胶/聚酯纤维敷料的细胞活性大于90％，在pH值为5.6、7.2和8.5的环境中，颜色表现出从浅黄色至暗红色的演变，总色差值分别为15、42和58，显著高于对比组的总色差值(5、7和10)；
当材料的总色差大于5时，材料的颜色变化是可以肉眼识别的，色差值越大其可视性越强(A.Agarwal,A.Raheja,T.S.Natarajan,T.S.Chandra,Development of universalpH sensing electrospun nanofibers,Sensor.Actuat.B-Chem.161(2012)1097-1101.)，产生这种优点的原因是，一方面，明胶作为亲水组分，提高了明胶/聚酯纤维敷料的亲水性和变色灵敏度；另一方面，明胶具有良好的细胞粘附性和细胞相容性，提高了明胶/聚酯纤维敷料的细胞活性。
实施例2：
本实施例涉及的明胶/聚酯纤维敷料制备方法的工艺过程为：
将100mg聚己内酯溶于0.8mL氯仿与0.2mLN,N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中，同时，加入2mg姜黄素粉末，混合均匀，得到聚酯纺丝液；
将100mg明胶溶于1mL三氟乙醇中，得到明胶纺丝液；
在聚酯纺丝液和明胶纺丝液的流量均为0.5mL/h，纺丝电压为12kV，接收距离为15cm的条件下通过同轴电纺装置进行电纺，收集直径为300-1500nm的超细纤维，堆积得到厚度为100-1500μm的可吸收明胶/聚酯纤维敷料；
经实验验证，本实施例制备的明胶/聚酯纤维敷料的细胞活性大于90％，在pH值为5.6、7.2和8.5的环境中，颜色表现出从浅黄色至暗红色的演变，总色差值分别为12、37和50。
实施例3：
本实施例涉及的明胶/聚酯纤维敷料制备方法的工艺过程为：
将50mg聚己内酯溶于0.8mL氯仿与0.2mLN,N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂中，同时，加入2.5mg姜黄素粉末，混合均匀，得到聚酯纺丝液；
将150mg明胶溶于1mL三氟乙醇中，得到明胶纺丝液；
在聚酯纺丝液和明胶纺丝液的流量均为0.5mL/h，纺丝电压为12kV，接收距离为15cm的条件下通过同轴电纺装置进行电纺，收集直径为300-1500nm的超细纤维，堆积得到厚度为100-1500μm的可吸收明胶/聚酯纤维敷料；
经实验验证，本实施例制备的明胶/聚酯纤维敷料的细胞活性大于85％，在pH值为5.6、7.2和8.5的环境中，颜色表现出从浅黄色至暗红色的演变，总色差值分别为21、57和80。
Claims (7)
1.一种明胶/聚酯纤维敷料，厚度为100-1500μm，由直径为300-1500nm的超细纤维构成，其特征在于，超细纤维由包含pH指示剂的聚酯和明胶按照2：(1-3)的质量比构成。
2.根据权利要求1所述的明胶/聚酯纤维敷料，其特征在于，pH指示剂为姜黄素，每毫克超细纤维中姜黄素的含量为2-5mg。
3.根据权利要求1或2所述的明胶/聚酯纤维敷料，其特征在于，聚酯为可降解聚酯，包括聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯及其共聚物。
4.一种明胶/聚酯纤维敷料制备方法，其特征在于，工艺过程如下：
1)将聚酯溶于混合溶剂中，配制成溶液，同时，按照设定的标准，加入姜黄素粉末混合均匀，作为聚酯纺丝液；
混合溶剂为氯仿和N,N-二甲基甲酰胺组成的混合物；
2)将明胶溶于三氟乙醇中，配制成明胶纺丝液；
3)对聚酯纺丝液和明胶纺丝液进行电纺，得到包载pH指示剂的明胶/聚酯纤维敷料。
5.根据权利要求4所述的明胶/聚酯纤维敷料制备方法，其特征在于，步骤(1)涉及的混合溶剂中氯仿和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为8:2；溶液的浓度为50-250mg/mL；标准为每毫克聚酯含2-5mg姜黄素。
6.根据权利要求4所述的明胶/聚酯纤维敷料制备方法，其特征在于，步骤(2)涉及的明胶纺丝液的浓度为50-200mg/mL。
7.根据权利要求4所述的明胶/聚酯纤维敷料制备方法，其特征在于，步骤(3)涉及的电纺条件为：聚酯纺丝液的流量为0.2-1.0mL/h，明胶纺丝液的流量为0.2-1.0mL/h，纺丝电压为10-20kV，接收距离为10-25cm；得到的明胶/聚酯纤维敷料的厚度为100-1500μm。
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