CN118105260A - 一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫及其制备方法，包括呈凹型的织物层，织物层凹型内部由下而上设置有气凝胶层和纤维层，且气凝胶层和纤维层的叠加后总高度等于织物层的深度，纤维层由载药疏水改性海藻酸钠纤维制备而成，气凝胶层由具有三维多孔结构的脱胶蚕丝‑海藻酸钠复合气凝胶制备而成。本发明减压垫具有抗菌促愈作用，蚕丝纤维增强了气凝胶层的物理机械性能，可以极大减小外部压力，同时其内部的通孔结构透气效果极佳，也能够充分快速地吸收伤口渗出液，海藻酸钠基材料也为细胞生长提供适宜的微环境，加速创面愈合，适用于需长期卧床患者褥疮的预防及治疗护理使用。
Description
技术领域
本发明属于防褥疮床垫技术领域，尤其是涉及一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫及其制备方法。
背景技术
褥疮是由于身体局部长期受压，受压组织持续缺血、缺氧，产生酸性代谢产物堆积致细胞变性坏死，进而在细胞表面形成水疱、溃疡或坏疽的现象，通常发生于因病或因伤残而无法自主调节体位的长期卧床者，不透气的床垫往往会加剧病人的皮肤损伤，影响患者康复。目前部分医院依旧采用护理工作人员定期辅助翻身的方法，但护理人员工作量大，且防褥疮效果不佳，操作繁琐；而市场化的防褥疮自动翻身床可以帮助患者实现翻身、起背、屈伸腿等活动，虽然操作便捷，但价格昂贵，不易在家庭及社区、中小医院推广应用，普及度难以提高。
目前市面上的防褥疮垫多采用海绵或棉花材质，虽能减轻局部受压，但透气性、散热性差，使用一定时间后易于变形，对创面渗液的吸收性并不理想，更换频率高，无法长时间保持皮肤干燥，不利于创面愈合。最新研发的充气减压床垫虽然保证了良好的压力分散性与形状稳定性，但不仅需要充电，而且在使用过程中存在噪声，维护方面，也需要经常检查充气程度，使用维护成本较高。
海藻酸盐是在海藻中提取的一种天然纤维素。海藻酸盐材料接触到伤口渗出液后能形成柔软的凝胶，为伤口愈合提供湿润环境，缓解伤口疼痛，促进伤口愈合，减少疤痕形成。同时兼具安全无毒、高吸湿性、止血性的特点。海藻酸钠与钙离子之间的离子交换反应可制备立体多孔结构的气凝胶，吸水溶胀之后具有良好的弹性，且透气性及佳。但湿态的海藻酸钠复合气凝胶不易进行运输储存，干态的海藻酸钠复合气凝胶存在回弹性差、易碎裂的问题，所以研究一种纤维增强气凝胶型的防褥疮减压垫将有重大意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫及其制备方法，具有抗菌促愈作用，蚕丝纤维增强了气凝胶层的物理机械性能，可以极大减小外部压力，同时其内部的通孔结构透气效果极佳，也能够充分快速地吸收伤口渗出液，海藻酸钠基材料也为细胞生长提供适宜的微环境，加速创面愈合，适用于需长期卧床患者褥疮的预防及治疗护理使用。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，包括呈凹型的织物层，所述织物层凹型内部由下而上设置有气凝胶层和纤维层，且气凝胶层和纤维层的叠加后高度等于所述织物层的深度；所述纤维层由载药疏水改性海藻酸钠纤维制备而成，所述气凝胶层由具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶制备而成。
进一步地，所述载药疏水改性海藻酸钠纤维是由疏水改性的海藻酸钠负载单宁酸形成的。
进一步地，所述脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶是由蚕丝均匀分散于海藻酸钠与钙离子的共混体系形成的。
进一步地，所述纤维层厚度为1-2mm；所述气凝胶层厚度为0.3±0.05mm，孔隙率为50％～90％。
进一步地，所述纤维层与气凝胶层通过海藻酸钠粘合为一体。
进一步地，所述织物层为涤纶经编的均匀网眼织物，与纤维层通过缝合连接。
上述一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，纤维层的制备：双丙酮丙烯酰胺与海藻酸钠溶液混合，加入引发剂过硫酸钾得到疏水改性海藻酸钠溶液，加入单宁酸，搅拌，得到载药疏水改性海藻酸钠溶液，湿法纺丝得到载药疏水改性海藻酸钠纤维，以其为材料制备纤维层；
步骤2，气凝胶层的制备：蚕丝脱胶后分散于海藻酸钠溶液中，静置后冷冻固定形状，随后冻干处理，将得到的气凝胶放入氯化钙溶液中处理，清洗冻干，得到具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶，以其为材料制备气凝胶层；
步骤3，将纤维层和气凝胶层按上下顺序连接为一体；
步骤4，对纤维层和气凝胶层的外表面进行织物层包覆，空出纤维层的上表面，最后将织物层与纤维层连接固定。
进一步地，步骤1中所述载药疏水改性海藻酸钠溶液的制备过程为：选用质量百分比为10％的双丙酮丙烯酰胺溶液与浓度为10g/L的海藻酸钠溶液按照质量比1:(1～5)进行混合，再加入质量百分比为0.2％的引发剂过硫酸钾溶液，90℃下搅拌3～5小时，得到疏水改性海藻酸钠溶液，再加入质量百分比为4％-10％的单宁酸得到载药疏水改性海藻酸钠溶液，其中，单宁酸的质量是相对于疏水改性海藻酸钠溶液质量，即占单宁酸负载后溶液总质量。
进一步地，步骤1中所述湿法纺丝的制备过程为：以载药疏水改性海藻酸钠溶液作为纺丝液，在水槽中注入浓度为0.1M的CaCl2溶液作为凝固浴，向纺丝液中添加质量百分比为15％的甘油，挤出速度为1mL/min，牵伸速度为0m/min～0.4m/min，干燥至恒重得到载药疏水改性海藻酸钠纤维。关于0.1M的氯化钙指0.1mol/L，可以配置不同量的氯化钙溶液，加入质量百分比15％的甘油就可以，控制浓度即可。
进一步地，步骤2中所述脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶的制备过程为：将蚕丝在98℃-100℃、质量百分比为0.2％的碳酸钠溶液中脱胶完全后干燥，将得到的脱胶蚕丝通过超声波辅助分散于质量百分比为1％-10％的海藻酸钠溶液中，脱胶蚕丝相对于海藻酸钠干重的5％-12.5％，静置12小时后冷冻12小时固定形状，随后冻干处理24小时，将得到的气凝胶取出，放入质量百分比为1％～5％的氯化钙溶液中处理5～10分钟，清洗冻干，得到具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶。
有益效果：
与现有技术相比，本发明一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫及其制备方法，具有如下优势：
1.本发明蚕丝纤维基防褥疮减压垫为层状结构，其中纤维层为载药疏水改性海藻酸钠纤维层，气凝胶层为具有三维多孔结构的脱胶蚕丝增强海藻酸钠复合气凝胶，生物基材料具有优良的生物相容性，符合生物应用的必要特征，各组分对皮肤均无刺激性。
2.本发明纤维层柔软的织物结构具有良好的透气减压效果，负载天然抗菌剂与蛋白质沉积剂单宁酸，作为内层可直接与皮肤接触，能够有效防止感染与炎症，解决了商用藻酸盐类产品不具备抗菌功效的问题，且抗菌效果更稳定持久；疏水改性海藻酸钠制备为纤维，增大了其与褥疮伤口接触的比表面积，有利于药物释放，在与人体皮肤或伤口接触时具有非致敏性和非粘性，可保护褥疮伤口免受损伤，提高伤口护理治疗质量，抗菌促愈。
3.本发明气凝胶层引入脱胶蚕丝纤维，增强了气凝胶的物理机械性能并提供促愈效果，气凝胶层具有减压高弹的特点，可以极大减小外部压力，对人体压力具有良好的分散效果，从而大大减少发生褥疮的风险；同时气凝胶层可以防止外界刺激，保持湿润的环境，亲肤性较好，其内部多孔结构透气效果极佳，能够充分快速地吸收伤口渗出液；气凝胶中的钙离子能够激活凝血因子，具有出色的凝血性能，海藻酸钠基材料也为细胞生长提供适宜的微环境，加速创面愈合，适用于需长期卧床患者褥疮的预防及治疗护理使用。
附图说明
图1是本发明蚕丝纤维基防褥疮减压垫的侧剖结构示意图，其中，1-纤维层，2-气凝胶层，3-织物层；
图2为实施例1-4与对比例1-3的孔隙率测定图；
图3为实施例1-4与对比例1-3的吸水率测定图；
图4为实施例1-4与对比例1气凝胶层的干湿态断裂强度测定图；
图5为实施例1-4与对比例1气凝胶层的干湿态断裂伸长率测定图；
图6为实施例1-4与对比例1-3的溶血率测定图；
图7为实施例1-4与对比例1-3的体外血液凝固指数(BCI值)测定图；
图8为实施例1、5、6、7纤维层的自由基清除率测定图；
图9为实施例1、实施例5-7对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的灭活率测定图；
图10为实施例1、实施例8-10纤维层的断裂强度与断裂伸长率测定图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
实施例1
如图1所示，一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，包括呈凹型的织物层3，所述织物层3凹型内部由下而上设置有气凝胶层2和纤维层1，且气凝胶层2和纤维层1的叠加后高度等于所述织物层3的深度；所述纤维层1由载药疏水改性海藻酸钠纤维制备而成，所述气凝胶层2由具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶制备而成。织物层3包覆除了纤维层1上表面的纤维层1和气凝胶层2的外表面，纤维层1与气凝胶层2间加入天然物质海藻酸钠，通过海藻酸钠的高粘性连接为一体，不需使用额外的化学粘合剂，绿色环保，更有利于人体健康。
纤维层1的制备方法为：10wt％的双丙酮丙烯酰胺溶液与10g/L的海藻酸钠溶液按1:1的质量比混合，再配制0.2wt％的过硫酸钾(K2S2O8)水溶液，加入5mL作为引发剂，90℃下搅拌3小时，得到疏水改性海藻酸钠溶液，加入10wt％的单宁酸得到载药疏水改性海藻酸钠溶液后，湿法纺丝得到载药疏水改性海藻酸钠纤维，湿法纺丝的方法是：将上述载药疏水改性海藻酸钠溶液作为纺丝液，在水槽中注入0.1M CaCl2溶液作为凝固浴，添加15wt％的甘油，挤出速度为1mL/min，牵伸速度0.1m/min，干燥至恒重得到载药疏水改性海藻酸钠纤维。以载药疏水改性海藻酸钠纤维作为材料制造的纤维层1厚度为1mm。
纤维层1作为内层可以直接与皮肤进行接触，负载天然抗菌剂与蛋白质沉积剂单宁酸作为抗菌抗炎药物，能够快速止血促凝，同时起到杀菌作用。
纤维层1的作用机理为：①单宁酸的结构中含有许多酚羟基，邻二羟基苯基优先与铁离子螯合，使细菌无法从周围环境中摄取铁离子，抑制其生长繁殖；②单宁酸能够与细菌细胞膜相互作用并抑制细菌生物膜的形成，通过影响膜电位或增加膜通透性实现其抗菌作用；③海藻酸钠自身的电负性可以激活内源凝血，实现促凝功能。
气凝胶层2的制备方法为：蚕丝在100℃、质量分数0.2％的碳酸钠溶液中脱胶30分钟完全干燥后得到脱胶蚕丝，将脱胶蚕丝通过超声波辅助分散于质量分数为3wt％的海藻酸钠溶液中，脱胶蚕丝的加入量为10wt％，得到气凝胶前驱体，然后静置12小时后，冷冻12小时固定形状，随后冻干处理24小时，将气凝胶前驱体取出放入1wt％的氯化钙溶液处理5分钟，清洗冻干，即可得到最终具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶。脱胶蚕丝增强海藻酸钠复合气凝胶构成的气凝胶层2厚度为0.3mm，孔隙率为73.4％。
减压气凝胶层2作为中间层，引入的脱胶蚕丝纤维成分增强了气凝胶的物理机械性能，并提供凝血促愈效果，提升了气凝胶本身的强力与弹性，使气凝胶对人体压力具有良好的分散效果，从而大大减少发生褥疮的风险。对于创口渗液有良好的吸收效果，同时透气性良好，且可以全方位承受外部压力，防止外界刺激，对于褥疮患者也有良好的治疗效果。
在本发明中，气凝胶层2的作用机理为：①气凝胶具有较高的孔隙率，保证透气性；②脱胶蚕丝纤维能够增强气凝胶体系中的分子间作用力，增强骨架强度，同时具有优良的弹性，能够分散人体压力；③钙离子能够激活凝血因子，海藻酸盐气凝胶具有出色的凝血性能、低细胞毒性，能促进成纤维细胞增殖，具有协同作用。
织物层3为涤纶经编网眼织物，具有良好的延伸性，表面有分布均匀的网孔，能够保证减压垫内部的透气性，同时包裹在纤维层及气凝胶功能层外，起到防磨保护、耐脏污的作用。
需要说明的是纤维层1的上表面的海藻酸钠经过疏水改性，使用时与人体皮肤接触表现为非粘性，而纤维层1的下表面与气凝胶层2之间加入未改性的普通海藻酸钠作为粘合剂时，海藻酸钠表现为高粘性，将纤维层1与气凝胶层2粘合为一体。
本发明蚕丝纤维基的防褥疮减压垫的制备方法为：按上述方法分别制备纤维层1和气凝胶层2，将两者按纤维层1在上，气凝胶层2在下的排列顺序，二者通过海藻酸钠的高粘性连接为一体，不需使用额外的化学粘合剂，最后织物层3对纤维层1和气凝胶层2的表面进行包覆，空出纤维层1的上表面，将织物层3与纤维层1通过缝合连接固定。
本发明提供的蚕丝纤维基的防褥疮减压垫的纤维层1和气凝胶层2厚度与大小均可根据实际需要选择，且织物层3也可根据实际需要调整厚度，使本发明提供的防褥疮减压垫的成本灵活可调，且在使用效果上较目前的减压垫有明显的改善。
实施例2
本实施例减压垫的制备方法与实施例1的不同点为，气凝胶层2的制备方法中，制备气凝胶前驱体时脱胶蚕丝加入量为5wt％。
实施例3
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，气凝胶层2的制备方法中，制备气凝胶前驱体时脱胶蚕丝加入量为7.5wt％。
实施例4
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，气凝胶层2的制备方法中，制备气凝胶前驱体时脱胶蚕丝加入量为12.5wt％。
实施例5
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，制备载药疏水改性海藻酸钠溶液时，单宁酸的加入量为4wt％。
实施例6
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，制备载药疏水改性海藻酸钠溶液时，单宁酸的加入量为6wt％。
实施例7
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，制备载药疏水改性海藻酸钠溶液时，单宁酸的加入量为8wt％。
实施例8
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，载药疏水改性海藻酸钠溶液湿法纺丝时，无牵伸。
实施例9
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，载药疏水改性海藻酸钠溶液湿法纺丝时，牵伸速度为0.2m/min。
实施例10
本实施例减压垫的制备过程与实施例1的不同点为，纤维层1的制备方法中，载药疏水改性海藻酸钠溶液湿法纺丝时，牵伸速度为0.3m/min。
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1减压垫没有纤维层1，气凝胶层2的制备过程中未加入蚕丝增强，即减压垫仅由未经蚕丝增强的气凝胶层2包覆经编均匀网眼织物层3组成。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例1减压垫没有纤维层1，气凝胶层2的制备方法中，制备气凝胶前驱体时脱胶蚕丝加入量为10wt％，减压垫仅由气凝胶层2包覆经编均匀网眼织物层组成。
对比例3
商用一次性藻酸盐敷料型减压垫，购买于康力迪医疗器械旗舰店，具体名称为康力迪藻酸盐无菌伤口敷料。
性能对比
对实施例和对比例进行比较，具体测试对象有孔隙率、吸水率、机械性能、溶血率、体外血液凝固指数(BCI)、自由基清除率、抗菌性能，具体的测试方法如下：
孔隙率测试：
测试前先将样品在烘箱中干燥过夜，称重为w0，然后转移到乙醇中并保持30秒。从乙醇中取出样品，称重为w1。通过公式(1-1)计算孔隙率：
Ρ—乙醇的密度，V0——干态气凝胶体积。
将实施例1-4与对比例1-3进行孔隙率的性能比较，结果如图2所示，与对比例1相比，蚕丝的加入会填充部分海藻酸钠气凝胶的大孔隙，复合气凝胶的孔隙率略有下降，但在含量为10wt％时仍能保持73％以上的孔隙率，能够接近以非织造布为基体的商用藻酸盐材料，因而具有良好的透气性，同时高孔隙率有利于水分蒸发，保证了透气效果。
吸水率测试：
测试前先将样品(厚度为0.3±0.05mm；直径为10mm)在烘箱中干燥过夜，称重为w0，随后，将样品浸入PBS(pH＝7.4)中并保持10秒。最后，将SASF从PBS溶液中取出，在标准筛上静置5分钟至无液滴滴下时，称重为w1。通过公式(1-2)计算吸水率：
以上所有实验皆重复3次，计算平均值。
将实施例1-4与对比例1-3进行吸水率的性能比较，结果如图3所示，初始阶段由于蚕丝自身良好的吸湿性，蚕丝增强海藻酸钠气凝胶的吸水率随着蚕丝含量的增加而升高。
机械性能测试：
按国家标准GB/T 1040-2006将气凝胶剪成50×10mm的测试样条，用厚度仪测得气凝胶厚度，为模拟气凝胶吸收伤口渗液后的湿润状态，用小喷壶加湿气凝胶使其呈现湿润但不渗水的状态，干湿两种状态分别对应敷料运输包装与应用时的不同情况。使用电子拉力试验机WDW-0.05测定了干湿两种状态下气凝胶的拉伸力学性能，设定参数如下：拉伸速度为10mm/min，夹持距离为20mm。拉伸断裂强度σb(kPa)由公式(1-3)计算所得：
F(N)—试样断裂时的负荷，b—样品宽度(mm)、d—样品厚度(mm)。
将实施例1-4与对比例1气凝胶层进行干湿态断裂强度的性能比较，结果如图4所示，与对比例1干湿态0.51±0.12MPa与0.35±0.04MPa的断裂强度相比，实施例1的干湿态断裂强力分别为0.72±0.09MPa与0.56±0.06MPa，干态断裂强力相对增加了41.18％，湿态断裂强力增加了60％。
将实施例1-4与对比例1气凝胶层进行干湿态断裂伸长率的性能比较，结果如图5所示，对比例1干燥状态下断裂伸长率仅有6.33±0.32％，湿润状态下增加至23.23±0.13％，而实施例1干态下断裂伸长率为13.49±0.33％，相对增加了113.11％；湿态下断裂伸长率为52.79±0.37％，相对增加了127.25％。
结婚图4与图5的结果表明蚕丝的增加使得纤维逐渐均匀分布在气凝胶内部，发挥骨架作用成为承担应力的主体，保证本发明蚕丝纤维基防褥疮减压垫具有良好的力学性能。
溶血率测试：
通过将SASF复合气凝胶的PBS浸提液与兔血红细胞(RBCs)共同培养来确定复合气凝胶的溶血率：样品都在PBS缓冲液中培养24小时，温度为37℃。然后与稀释的红细胞悬浮液以VRBCs：VPBS＝1:25的比例共同培养1小时，将共培养的悬浮液以1500rpm离心10分钟得到上清液。在545nm处测量上清液的吸光度，此外，RBCs与去离子水和PBS缓冲液共同培养，作为阴性对照组和阳性对照组。溶血率根据公式1-4计算所得：
其中ODs、ODp和ODn分别为样本、阳性对照组和阴性对照组上清液的吸光度。
将实施例1-4与对比例1-3进行溶血率的性能比较，如图6所示，理想的止血材料应表现出良好的血液相容性，在使用过程中不会或很少引起红细胞破裂造成溶血，实施例1-4的溶血率明显低于对比例1，说明本发明中蚕丝的加入能够有效提升复合气凝胶的血液相容性。
体外血液凝固指数(BCI)测试：
样品(直径为6mm)置于恒温培养箱中预热10分钟，然后与100μL新鲜抗凝的兔血共同培养10分钟。随后，加入1mL去离子水，将样品在25℃恒温摇床中培养5分钟，读取混合溶液在545nm处的吸光度值。此外，将100μL新鲜抗凝兔血与1mL去离子水在相同条件下摇床培养5分钟作为空白对照组。BCI值通过公式1-5计算所得：
ODs—样品组上清液吸光度，ODc—空白对照组上清液吸光度。
将实施例1-4与对比例1-3进行凝血指数BCI值的比较，结果如图7所示，BCI值与裂解的未凝固红细胞释放的上清液血红蛋白的吸光度值有关，BCI值越高，表明凝血效果越差，对比例1的BCI值为23.89±2.16％，实施例1的BCI值为12.83±1.32％，表明本发明具有良好的凝血效果。
自由基清除率测试：
通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除试验进行自由基清除试验，以确认伤口敷料捕捉自由基的能力。通过将DPPH溶解在乙醇中制备0.1mM的初始溶液，然后将50mg的样品浸入3mL的DPPH溶液中，在室温下黑暗中孵化30分钟。取上清液，用UV-2600分光光度计记录517nm处的吸光度，DPPH清除效果的百分比由公式1-6计算所得：
将实施例1、5、6、7纤维层的自由基清除率进行比较，如图8所示，单宁酸的引入明显提高了纤维的DPPH自由基清除活性，即抗自由基性能，并且单宁酸的含量越高，抗氧化性能越大。实施例5纤维的自由基清除活性为33.55±2.32％，而实施例1纤维的自由基清除活性达到了94.35±2.14％，因而本发明表现出优异的自由基清除性能。
抗菌性能测试：
(1)实验原料的准备
参考AATCC 100-2012《抗菌纺织品的评价方法》对纤维样品进行抗菌性能评价，选取革兰氏阳性菌中的金黄色葡萄球菌(S.aureusATCC-6538)和革兰氏阴性菌中的大肠杆菌(E.coliATCC-8099)两种菌(购买于上海协久有限公司)作为测试菌种。
配置S.aureus培养液(TSB：15g/L胰蛋白胨；5g/L氯化钠；5g/L大豆蛋白胨)，并在TSB培养液的基础上添加15g/L琼脂粉配置TSA培养基。
配置E.coli培养液(LB：10g/L胰蛋白胨；5g/L酵母浸膏粉；10g/LNaCl),并在LB培养液的基础上添加15g/L琼脂粉配置LA培养基。上述培养液及培养基均经高温高压灭菌处理。
(2)菌液的培养
取0.1mL提前活化好放在冰箱中储存的菌液放入10mL离心管中，随后加入上一步操作中对应配置的8mL培养液，放置在恒温摇床中培养10小时，直至细菌达到适宜浓度107-108CFU/mL，即用紫外分光光度计测得波长600nm处的吸光度为0.35-0.45。若吸光度过小，则继续培养，适当延长培养时间；若吸光度过大，则用TSB或LB稀释菌液。随后，取3mL菌液在离心机中离心10分钟，设置转速1000rpm。离心后弃上清液，得到细菌菌落，加入等量的PBS磷酸盐缓冲液，利用涡旋混合器使细菌重新悬浮，均匀分散，得到抗菌实验中使用的原菌液。
(3)振荡抗菌法
采用平板计数法研究了载药纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性，将15mg纤维样品放入事先灭菌的离心管中，并加入900μL PBS(pH＝7.4)溶液，之后向试管中加入100μL原菌液。接种细菌后，将所有试管固定在37℃的摇床中，转速为100rpm，培养24小时。之后每支试管以1:10的比例被PBS溶液连续稀释6次，将每支稀释后的培养物取10μL滴在铺有TSA(S.aureus)或LA(E.coli)培养基的6×6的网格方形平板上。所有接种细菌的平板都在37℃下培养过夜。其中，只添加原菌液的离心管作空白对照组用来评估细菌存活率，所有的实验一式三份。细菌存活率由公式1-7计算所得：
将实施例1、实施例5-7对E.coli与S.aureus的灭活率进行比较，结果如图9所示，由于缺乏高效抗菌剂的负载，商用藻酸盐、与原气凝胶没有抗菌能力，而本发明纤维层单宁酸的加入对E.coli与S.aureus起到了较强的抑制作用，表现出明显优异的抗菌效率。
将实施例1、实施例8-10纤维层的断裂强度与断裂伸长率进行比较，结果如图10所示，牵伸速度升高后纤维的断裂伸长率随之下降，而使纤维的断裂强度显著提高，0.3m/min牵伸时纤维的断裂伸长率为12.36±1.01％。综合不同牵伸速度下纤维的力学表现，选用0.1m/min的牵伸速度制备纤维层材料最佳。
结合上述结果分析可知，实施例1的组成是效果最佳的。
综上所述，本发明的防褥疮减压垫既具有天然生物基材料对人体的良好相容性，又满足现代减压垫的物理机械性能，同时具有多功能性，能够同时实现良好稳定的物理保护、维护湿润愈合环境、优异的抗菌止血与透气舒适兼顾的复杂功能，还可以用作药物递送系统来促进伤口愈合，发挥协同作用，适合在现代生物医学领域，特别是在烧伤、烫伤与褥疮治疗与护理等领域使用，还可应用于半身不遂、偏瘫、截瘫患者、骨折患者、晚期肿瘤患者及其他需长期卧床治疗的患者等并发褥疮的治疗与护理使用。
以上对本发明的实施方式进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，包括呈凹型的织物层（3），所述织物层（3）凹型内部由下而上设置有气凝胶层（2）和纤维层（1），且气凝胶层（2）和纤维层（1）的叠加后高度等于所述织物层（3）的深度；所述纤维层（1）由载药疏水改性海藻酸钠纤维制备而成，所述气凝胶层（2）由具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，所述载药疏水改性海藻酸钠纤维是由疏水改性的海藻酸钠负载单宁酸形成的。
3.根据权利要求1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，所述脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶是由蚕丝均匀分散于海藻酸钠与钙离子的共混体系形成的。
4.根据权利要利1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，所述纤维层（1）厚度为1~2mm；所述气凝胶层（2）厚度为0.3±0.05mm，孔隙率为50%~90%。
5.根据权利要求1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，所述纤维层（1）与气凝胶层（2）通过海藻酸钠粘合为一体。
6.根据权利要求1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫，其特征在于，所述织物层（3）为涤纶经编的均匀网眼织物，与纤维层（1）通过缝合连接。
7.基于权利要求1所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，纤维层（1）的制备：双丙酮丙烯酰胺与海藻酸钠溶液混合，加入引发剂过硫酸钾得到疏水改性海藻酸钠溶液，加入单宁酸，搅拌，得到载药疏水改性海藻酸钠溶液，湿法纺丝得到载药疏水改性海藻酸钠纤维，以其为材料制备纤维层（1）；
步骤2，气凝胶层（2）的制备：蚕丝脱胶后分散于海藻酸钠溶液中，静置后冷冻固定形状，随后冻干处理，将得到的气凝胶放入氯化钙溶液中处理，清洗冻干，得到具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶，以其为材料制备气凝胶层（2）；
步骤3，将纤维层（1）和气凝胶层（2）按上下顺序连接为一体；
步骤4，对纤维层（1）和气凝胶层（2）的外表面进行织物层（3）包覆，空出纤维层的上表面，最后将织物层（3）与纤维层（1）连接固定。
8.根据权利要求7所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫的制备方法，其特征在于，步骤1中所述载药疏水改性海藻酸钠溶液的制备过程为：选用质量百分比为10 %的双丙酮丙烯酰胺溶液与浓度为10 g/L的海藻酸钠溶液按照质量比1:（1~5）进行混合，再加入质量百分比为0.2 %的引发剂过硫酸钾溶液，90 ℃下搅拌3~5小时，得到疏水改性海藻酸钠溶液，再加入质量百分比为4 %-10 %的单宁酸得到载药疏水改性海藻酸钠溶液。
9.根据权利要求7所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫的制备方法，其特征在于，步骤1中所述湿法纺丝的制备过程为：以载药疏水改性海藻酸钠溶液作为纺丝液，在水槽中注入浓度为0.1 M的CaCl2溶液作为凝固浴，向纺丝液中添加质量百分比为15 %的甘油，挤出速度为1 mL/min，牵伸速度为0 m/min ~0.4 m/min，干燥至恒重得到载药疏水改性海藻酸钠纤维。
10.根据权利要求7所述的一种蚕丝纤维基防褥疮减压垫的制备方法，其特征在于，步骤2中所述脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶的制备过程为：将蚕丝在98 ℃-100 ℃、质量百分比为0.2 %的碳酸钠溶液中脱胶完全后干燥，将得到的脱胶蚕丝通过超声波辅助分散于质量百分比为1 %-10 %的海藻酸钠溶液中，脱胶蚕丝相对于海藻酸钠干重的5%-12.5%，静置12小时后冷冻12小时固定形状，随后冻干处理24小时，将得到的气凝胶取出，放入质量百分比为1 %~5 %的氯化钙溶液中处理5~10分钟，清洗冻干，得到具有三维多孔结构的脱胶蚕丝-海藻酸钠复合气凝胶。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118105260A true CN118105260A (zh) | 2024-05-31 |
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