CN116410513A - 细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 - Google Patents
细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116410513A CN116410513A CN202211636565.XA CN202211636565A CN116410513A CN 116410513 A CN116410513 A CN 116410513A CN 202211636565 A CN202211636565 A CN 202211636565A CN 116410513 A CN116410513 A CN 116410513A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sio
- bacterial cellulose
- sodium alginate
- preparation
- sponge material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 79
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 title claims abstract description 53
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 6
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 claims description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 14
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 14
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 13
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 9
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 235000002837 Acetobacter xylinum Nutrition 0.000 claims description 3
- 241001136169 Komagataeibacter xylinus Species 0.000 claims description 3
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 abstract description 13
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 11
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 7
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 abstract 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 8
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 6
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 6
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 2
- 229920002201 Oxidized cellulose Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 ammonium radical ion Chemical class 0.000 description 2
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229940107304 oxidized cellulose Drugs 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010053567 Coagulopathies Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000009344 Penetrating Wounds Diseases 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229940030225 antihemorrhagics Drugs 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000010523 cascade reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000002874 hemostatic agent Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006623 intrinsic pathway Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001007 puffing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000025033 vasoconstriction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/26—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
- A61L24/001—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L24/0015—Medicaments; Biocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
- A61L24/001—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L24/0036—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
- A61L24/0047—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L24/0073—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material with a macromolecular matrix
- A61L24/0089—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material with a macromolecular matrix containing inorganic fillers not covered by groups A61L24/0078 or A61L24/0084
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/009—Use of pretreated compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2301/08—Cellulose derivatives
- C08J2301/10—Esters of organic acids
- C08J2301/12—Cellulose acetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2405/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2401/00 or C08J2403/00
- C08J2405/04—Alginic acid; Derivatives thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明提供了一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其包括如下步骤：分别制备氨基化介孔SiO2微球和季铵化细菌纤维素；将海藻酸钠和所述季铵化细菌纤维素、氨基化介孔SiO2微球加入蒸馏水中，分散均匀后，加入环氧氯丙烷，调节pH为8.0～10.0，在60～80℃下反应后，得到反应液体；将所述反应液进行冷冻干燥，得到所述细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。本发明具有如下的有益效果：利用SiO2微球的介孔，大大提高了复合海绵的孔隙率和比表面积，高孔隙率和大比表面积可快速吸收血浆，使血细胞积聚在表面上，从而促进血液在伤口表面凝结。
Description
技术领域
本发明涉及一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，属于多孔材料和生物医学材料领域。
背景技术
血液在人体渗透、酸碱平衡和调节体温等方面起到重要作用，研究表明人体快速失血，将导致休克，甚至死亡。因此在救援过程中，如果能快速止血，减少血液流失，其存活率大大提高。目前大量的止血材料被广泛应用于快速止血，如止血纱布、止血海绵、止血粉末、止血喷雾和生物凝胶黏合剂等。目前止血机理主要包括以下三个方面：1)止血材料与创面接触，利用止血材料通过表面所带的电荷，富集和粘附血液成分，并激活血小板引发凝血级联反应；2)通过物理或化学方式，引发血管的收缩或降低血流速度，增加血小板和血细胞在创口处的累积量，促进凝血反应；3)模仿血小板或血细胞功能，直接参与凝血反应。
止血海绵适用于大面积出血、动脉破损或贯穿性伤口。因此止血海绵的止血性能与其比表面积和吸水性能有关。目前止血海绵主要通过冷冻干燥法、微波膨化法以及牺牲模板法等。例如：中国专利CN110975001B公开了通过冷冻干燥法制备的壳聚糖-纤维素复合止血海绵，利用复合止血海绵的三维多孔结构，具有良好的吸液性，有利于红细胞的聚集，并加速促进血液凝固。中国专利CN109091699B将氧化纤维素粉末高压均质处理，后将氧化纤维素悬浮液冻融循环处理、冷冻干燥得到纤维素止血海绵。以上两个专利都是制备有机多孔海绵止血材料。如何将有机止血材料与无机止血材料复合，进一步提高材料的止血效率，成为当下急需解决的问题。因此如何通过构建多孔网络结构，提高海绵的比表面积和吸水性能，使止血海绵能够更好的富集血液成分，促进凝血，成为未来研究的热点。
发明内容：
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其包括如下步骤：
分别制备氨基化介孔SiO2微球和季铵化细菌纤维素；
将海藻酸钠和所述季铵化细菌纤维素、氨基化介孔SiO2微球加入蒸馏水中，分散均匀后，加入环氧氯丙烷，调节pH为8.0～10.0，在60～80℃下反应后，得到反应液体；
将所述反应液进行冷冻干燥，得到所述细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
作为优选方案，所述氨基化介孔SiO2微球的制备方法为：
将醋酸纤维素加入四氢呋喃中，溶解后，滴加入正硅酸四乙酯，调节pH值至5～6，加入温度为40℃的甘油，在50℃下进行均质，得到乳液；
将所述乳液在-30～-10℃下进行淬火后，先用冰水混合物洗去四氢呋喃，再用NaOH的乙醇溶液进行水解，得到纤维素/SiO2复合微球；
将所述纤维素/SiO2复合微球在450～550℃下进行煅烧，得到介孔SiO2微球；
将所述介孔SiO2微球用盐酸进行酸化后，得到酸化介孔SiO2微球，将所述酸化介孔SiO2微球分散在甲苯中，滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷，进行回流反应后，经过乙醇洗涤、干燥，得到所述氨基化介孔SiO2微球。
作为优选方案，所述的乳液中四氢呋喃与甘油的质量比为(1～3)：(3～9)、醋酸纤维素与正硅酸四乙酯的质量比为(2～5):(1～3)；所述酸化介孔SiO2微球与3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(1～2):(3～6)。
作为优选方案，所述的季铵化细菌纤维素的制备方法为：
将细菌纤维素加入去离子水和异丙醇的混合液中，分散均匀，再加入质量分数10％的氢氧化钠溶液，于65℃下加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，反应后，将反应物离心，洗涤、干燥，得到所述季铵化细菌纤维素。
作为优选方案，所述细菌纤维素与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的质量比为(1～2):(6～9)。
作为优选方案，所述细菌纤维素为木醋杆菌属。
作为优选方案，所述的季铵化细菌纤维素、海藻酸钠和氨基化介孔SiO2微球的质量比为(3～6)：(2～4)：(1～2)。
一种由前述的制备方法得到的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
一种如前述的一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料在止血材料中的用途。
本发明的机理在于：
配制醋酸纤维素溶液，加入正硅酸四乙酯，在酸性条件下使正硅酸四乙酯水解得到二氧化硅。加入甘油，均质机搅拌，通过自乳化形成乳液，冷冻干燥，去除甘油和水，得到纤维素/SiO2复合微球。将复合微球煅烧等到介孔SiO2微球。最后将3-氨丙基三乙氧基硅烷与介孔SiO2微球反应，在微球表面引入氨基。
在碱性条件下，将细菌纤维素与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵反应，在纤维素分子链上季铵化，使分子链上带有铵根离子。
将季铵化细菌纤维素、海藻酸钠和氨基化介孔SiO2微球共混，在碱性条件下采用环氧氯丙烷交联，最后冷冻干燥得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1)利用SiO2微球的介孔，大大提高了复合海绵的孔隙率和比表面积，高孔隙率和大比表面积可快速吸收血浆，使血细胞积聚在表面上，从而促进血液在伤口表面凝结。
2)将氨基引入SiO2微球表面，氨基虽然不带电，单氨基上的氮原子有一对孤对电子，能够结合H+，形成带正电荷的NH3 +。增加了复合材料的正电荷，通过内源性途径加速凝血过程。将细菌纤维素季铵化后引入铵根离子，通过阳离子凝聚血红细胞形成血栓，促进止血。
3)将季铵化细菌纤维素、海藻酸钠和氨基化介孔SiO2微球复合，最后通过冷冻干燥，得到海绵状复合材料，利用海绵结构的高吸水性和高孔隙率结构，可快速吸收血浆，从而促进血液在伤口表面凝结，提高止血性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中实施例1制备的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中所选选用的细菌纤维素的生产厂家为海南亿德食品有限公司，属于木醋杆菌均属。
实施例1
本实施例涉及一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)氨基化介孔SiO2微球的制备
将0.5g醋酸纤维素(CA)加入50g四氢呋喃(THF)溶剂中，60℃磁力搅拌2h使其完全溶解。将0.3g正硅酸四乙酯滴加到上述溶液中，继续搅拌2h，用0.1mol/L盐酸调节pH值至5-6，继续搅拌2h，将150g温度为40℃甘油加入上述配制的混合溶液中，50℃下均质机搅拌10min形成乳液。将乳液装入2L烧杯中，放入预冷至-15℃冰箱中，淬火3h，淬火结束后将1L冰水混合物快速加入烧杯中，每8h换水一次，换水2天。将样品继续浸泡在0.1mol/LNaOH乙醇溶液浸泡中24h，将醋酸纤维素转化为纤维素，蒸馏水洗涤、冷冻干燥24h，得到纤维素/SiO2复合微球。复合微球500℃煅烧5h，得到介孔SiO2微球。
将0.2g介孔SiO2微球加入50mL浓度为3mol/L的盐酸中，室温下浸泡12h，蒸馏水洗涤、干燥和烘干得到酸化介孔SiO2微球。将酸化介孔SiO2微球分散在100mL甲苯中，向分散液中滴加0.6g3-氨丙基三乙氧基硅烷，100℃回流反应12h，乙醇洗涤、干燥得到氨基化介孔SiO2微球。
(2)季铵化细菌纤维素
称取0.5g细菌纤维素加入8mL去离子水和20mL异丙醇分散，再加入10mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，于65℃下加入4g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在磁力搅拌条件下反应10h。将反应物离心，洗涤、干燥得到季铵化细菌纤维素。
(3)细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵的制备
将0.3g季铵化细菌纤维素、0.2g海藻酸钠和0.2g氨基化介孔SiO2微球加入200mL蒸馏水中，60℃恒温水浴振荡5h。接着加入0.1g环氧氯丙烷，用氢氧化钠调节pH为9.0，70℃反应3h。反应结束后，将反应液倒入培养皿中冷冻干燥，得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
实施例1制备的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的形貌如图1所示，复合材料呈现多孔状结构，由大孔和小孔组成，大孔的直径为3～5μm，小孔的孔径为300～500nm，细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的孔隙率为85.1％，比表面积为8.12m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为39.1％。
实施例2
本实施例涉及一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)氨基化介孔SiO2微球的制备
将0.3g醋酸纤维素(CA)加入40g四氢呋喃(THF)溶剂中，60℃磁力搅拌2h使其完全溶解。将0.3g正硅酸四乙酯滴加到上述溶液中，继续搅拌2h，用0.1mol/L盐酸调节pH值至5-6，继续搅拌2h，将160g温度为40℃甘油加入上述配制的混合溶液中，50℃下均质机搅拌10min形成乳液。将乳液装入2L烧杯中，放入预冷至-30℃冰箱中，淬火5h，淬火结束后将1L冰水混合物快速加入烧杯中，每8h换水一次，换水2天。将样品继续浸泡在0.1mol/LNaOH乙醇溶液浸泡中24h，将醋酸纤维素转化为纤维素，蒸馏水洗涤、冷冻干燥24h，得到纤维素/SiO2复合微球。复合微球550℃煅烧5h，得到介孔SiO2微球。
将0.3g介孔SiO2微球加入50mL浓度为3mol/L的盐酸中，室温下浸泡12h，蒸馏水洗涤、干燥和烘干得到酸化介孔SiO2微球。将酸化介孔SiO2微球分散在100mL甲苯中，向分散液中滴加0.7g3-氨丙基三乙氧基硅烷，100℃回流反应12h，乙醇洗涤、干燥得到氨基化介孔SiO2微球。
(2)季铵化细菌纤维素
称取0.4g细菌纤维素加入8mL去离子水和20mL异丙醇分散，再加入10mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，于65℃下加入3.5g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在磁力搅拌条件下反应10h。将反应物离心，洗涤、干燥得到季铵化细菌纤维素。
(3)细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵的制备
将0.4g季铵化细菌纤维素、0.3g海藻酸钠和0.25g氨基化介孔SiO2微球加入200mL蒸馏水中，60℃恒温水浴振荡5h。接着加入0.1g环氧氯丙烷，用氢氧化钠调节pH为9.0，70℃反应3h。反应结束后，将反应液倒入培养皿中冷冻干燥，得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
实施例2制备的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的孔隙率为85.9％，比表面积为8.22m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为40.1％。
实施例3
本实施例涉及一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)氨基化介孔SiO2微球的制备
将0.4g醋酸纤维素(CA)加入50g四氢呋喃(THF)溶剂中，60℃磁力搅拌2h使其完全溶解。将0.2g正硅酸四乙酯滴加到上述溶液中，继续搅拌2h，用0.1mol/L盐酸调节pH值至5-6，继续搅拌2h，将150g温度为40℃甘油加入上述配制的混合溶液中，50℃下均质机搅拌10min形成乳液。将乳液装入2L烧杯中，放入预冷至-20℃冰箱中，淬火5h，淬火结束后将1L冰水混合物快速加入烧杯中，每8h换水一次，换水2天。将样品继续浸泡在0.1mol/LNaOH乙醇溶液浸泡中24h，将醋酸纤维素转化为纤维素，蒸馏水洗涤、冷冻干燥24h，得到纤维素/SiO2复合微球。复合微球500℃煅烧5h，得到介孔SiO2微球。
将0.3g介孔SiO2微球加入50mL浓度为3mol/L的盐酸中，室温下浸泡12h，蒸馏水洗涤、干燥和烘干得到酸化介孔SiO2微球。将酸化介孔SiO2微球分散在100mL甲苯中，向分散液中滴加0.6g3-氨丙基三乙氧基硅烷，100℃回流反应12h，乙醇洗涤、干燥得到氨基化介孔SiO2微球。
(2)季铵化细菌纤维素
称取0.5g细菌纤维素加入8mL去离子水和20mL异丙醇分散，再加入10mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，于65℃下加入4.5g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在磁力搅拌条件下反应10h。将反应物离心，洗涤、干燥得到季铵化细菌纤维素。
(3)细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵的制备
将0.3g季铵化细菌纤维素、0.25g海藻酸钠和0.2g氨基化介孔SiO2微球加入200mL蒸馏水中，60℃恒温水浴振荡5h。接着加入0.1g环氧氯丙烷，用氢氧化钠调节pH为9.0，70℃反应3h。反应结束后，将反应液倒入培养皿中冷冻干燥，得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
实施例2制备的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的孔隙率为88.4％，比表面积为9.15m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为38.3％。
对比例1
与实施例1不同的是步骤3)中，采用“介孔SiO2微球”代替“氨基化介孔SiO2微球”，其余条件不变，得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。该复合材料的孔隙率为80.9％、比表面积为7.99m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为48.2％。
对比例2
与实施例1不同的是步骤3)中，采用“细菌纤维素”代替“季铵化细菌纤维素”，其余条件不变，得到细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。该复合材料的孔隙率为84.1％、比表面积为8.24m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为47.1％。
对比例3
与实施例1不同的是步骤3)中，不添加氨基化介孔SiO2微球，最后得到细菌纤维素/海藻酸钠复合海绵材料。该复合材料的孔隙率为76.1％、比表面积为6.24m2/g。采用凝血指数(BCI)在体外进行评估，通过血红蛋白溶液的吸光度值来判断其血液凝结速率。细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的BCI为55.1％。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
分别制备氨基化介孔SiO2微球和季铵化细菌纤维素；
将海藻酸钠和所述季铵化细菌纤维素、氨基化介孔SiO2微球加入蒸馏水中，分散均匀后，加入环氧氯丙烷，调节pH为8.0～10.0，在60～80℃下反应后，得到反应液体；
将所述反应液进行冷冻干燥，得到所述细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
2.如权利要求1所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化介孔SiO2微球的制备方法为：
将醋酸纤维素加入四氢呋喃中，溶解后，滴加入正硅酸四乙酯，调节pH值至5～6，加入温度为40℃的甘油，在50℃下进行均质，得到乳液；
将所述乳液在-30～-10℃下进行淬火后，先用冰水混合物洗去四氢呋喃，再用NaOH的乙醇溶液进行水解，得到纤维素/SiO2复合微球；
将所述纤维素/SiO2复合微球在450～550℃下进行煅烧，得到介孔SiO2微球；
将所述介孔SiO2微球用盐酸进行酸化后，得到酸化介孔SiO2微球，将所述酸化介孔SiO2微球分散在甲苯中，滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷，进行回流反应后，经过乙醇洗涤、干燥，得到所述氨基化介孔SiO2微球。
3.如权利要求2所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述的乳液中四氢呋喃与甘油的质量比为(1～3)：(3～9)、醋酸纤维素与正硅酸四乙酯的质量比为(2～5):(1～3)；所述酸化介孔SiO2微球与3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(1～2):(3～6)。
4.如权利要求1所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述的季铵化细菌纤维素的制备方法为：
将细菌纤维素加入去离子水和异丙醇的混合液中，分散均匀，再加入质量分数10％的氢氧化钠溶液，于65℃下加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，反应后，将反应物离心，洗涤、干燥，得到所述季铵化细菌纤维素。
5.如权利要求4所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的质量比为(1～2):(6～9)。
6.如权利要求4所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素为木醋杆菌属。
7.如权利要求1所述的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法，其特征在于，所述的季铵化细菌纤维素、海藻酸钠和氨基化介孔SiO2微球的质量比为(3～6)：(2～4)：(1～2)。
8.一种由权利要求1所述的制备方法得到的细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料。
9.一种如权利要求8所述的一种细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料在止血材料中的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211636565.XA CN116410513A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211636565.XA CN116410513A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116410513A true CN116410513A (zh) | 2023-07-11 |
Family
ID=87053825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211636565.XA Pending CN116410513A (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116410513A (zh) |
-
2022
- 2022-12-20 CN CN202211636565.XA patent/CN116410513A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107602884B (zh) | 一种丝素/壳聚糖复合智能水凝胶及其制备方法 | |
| US20200316248A1 (en) | Alkyl chitosan-graphene oxide composite sponge and preparation method and application thereof | |
| CN106279726B (zh) | 交联透明质酸钠凝胶及其制备方法 | |
| CN112618781B (zh) | 一种介孔生物活性玻璃/壳聚糖复合止血海绵及其制备方法 | |
| CN108409988B (zh) | 一种海绵状大孔聚乙烯醇水凝胶的制备方法 | |
| CN109675134A (zh) | 一种血液透析器的抗凝改性方法及其应用 | |
| CN112194242A (zh) | 一种用于微生物处理废水的纤维生物填料及制备方法 | |
| CN109908396B (zh) | 一种钙离子交换多孔淀粉止血材料及其制备方法和应用 | |
| CN110975001B (zh) | 壳聚糖-纤维素复合止血海绵及制备方法和应用 | |
| CN113861600A (zh) | 一种生物基多孔材料及其制备方法和应用 | |
| CN116410513A (zh) | 细菌纤维素/海藻酸钠/SiO2复合海绵材料的制备方法及其用途 | |
| CN113385151A (zh) | 一种血液灌流器用树脂智能包膜工艺系统 | |
| CN104910393A (zh) | 一种纤维素硫酸酯水凝胶及其制备方法 | |
| CN108997619B (zh) | 一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用 | |
| CN111875742A (zh) | 亲水性细菌纤维素的制备方法、亲水性细菌纤维素及应用 | |
| CN116144068B (zh) | 烷基化壳聚糖/海藻酸钠复合海绵材料的制备方法及其用途 | |
| WO2019047043A1 (zh) | 一种丝素/壳聚糖复合智能水凝胶及其制备方法 | |
| CN108997620B (zh) | 一种用碳酸盐保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用 | |
| CN114949323B (zh) | 一种疏水烷烃改性多酚在制备止血材料上的应用 | |
| CN115068671B (zh) | 一种海藻酸钠水凝胶敷料的制备方法 | |
| CN110038455A (zh) | 一种提高聚偏氟乙烯膜材料耐污性的方法 | |
| CN114621399B (zh) | 一种粘性止血海绵及其制备方法与应用 | |
| CN114533941B (zh) | 一种聚合物止血材料的制备方法 | |
| CN114042441B (zh) | 在血液灌流树脂微球表面修饰并固载肝素的方法及其制备的吸附剂 | |
| CN111973803B (zh) | 一种具有优异力学性能和抗菌性的壳聚糖基抗菌伤口敷料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |