CN118345558A - 温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用,属于医用抗菌敷料技术领域,其中,该温度响应性纳米纤维膜包括由温度响应性共聚物静电纺丝形成的纳米纤维膜和分布在纳米纤维膜中的抗菌剂,其中,温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:式(I)或式(II);x=100~500,y=25~50,z=25~50,温度响应性共聚物的最低临界相转化温度为37℃以下。

Description

温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医用抗菌敷料领域,尤其涉及一种温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用。
背景技术
各种类型的伤口,包括急性术后伤口、擦伤、锐器伤、贯穿伤以及烧伤等,仍然是临床关注的中心问题,对患者和社会产生重大影响。伤口愈合反应期间的一个关键过程是恢复上皮层以恢复皮肤屏障的完整性。虽然纱布、棉絮、水凝胶等各种伤口敷料已被广泛使用,但现有的粘性伤口敷料由于其愈合行为缓慢和被动,在治疗伤口方面并不令人满意。
处理伤口是一个重要的生理过程,包括止血、清洁、伤口闭合和敷料。前两步可以在预定的时间内完成,并遵循一定的准则,而伤口闭合和敷料则更为复杂。在手术伤口等情况下,伤口边缘可以连接,伤口愈合通常依赖于一次性皮肤缝合器、夹子或缝合线的干预。然而,耗时的手术不仅需要熟练的外科医生,而且不可避免地会对周围健康的皮肤组织造成损害,增加疤痕形成、感染、炎症和手术并发症的风险。尽管许多新型多功能敷料已被证明可有效维持潮湿的微环境并通过不同的途径加速伤口愈合,但很少有能够控制伤口闭合。
另外,目前大多数静电纺丝的多功能聚合物只能溶解于氯仿、丙酮和N,N-二甲基甲酰胺等有机溶剂中,对皮肤具有一定的刺激性,不能直接应用与伤口处。因此,一般需将多功能聚合物先提前纺丝成膜,然后贴合在伤口处,这种获得多功能敷料方式较为繁琐且所获得的敷料存在一定的潜在危害。
发明内容
有鉴于此,针对上述技术问题,本发明提供了一种温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用,以期至少部分地解决上述技术问题。对此,本发明提供的技术方案如下。
作为本发明的第一个方面,提供了一种温度响应性纳米纤维膜,包括由温度响应性共聚物静电纺丝形成的纳米纤维膜和分布在纳米纤维膜中的抗菌剂,其中,温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50,其中,温度响应性共聚物的最低临界相转化温度为37℃以下。
作为本发明的第二个方面,提供了一种制备温度响应性纳米纤维膜的方法,包括:将温度响应性共聚物溶解于乙醇或医用丙酮中,得到第一纺丝液;向第一纺丝液中加入抗菌剂,均匀分散后得到第二纺丝液,利用第二纺丝液进行静电纺丝,得到温度响应性纳米纤维膜;其中,温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50。
作为本发明的第三个方面,提供了一种温度响应性纳米纤维膜在伤口敷料中的应用。
基于上述技术方案,本发明提供的一种温度响应性纳米纤维膜及其制备方法和应用包括以下有益效果至少之一:
(1)在本发明的实施例中,通过静电纺丝工艺形成含有温度响应性共聚物的纳米纤维膜,该纳米纤维膜中含有温度响应性共聚物,该共聚物中含有温度响应性单体单元(N-异丙基丙烯酰胺)、疏水单体单元(甲基丙烯酸丁酯)和粘附性官能团化合物单元(多巴胺或没食子酸),当温度高于最低临界相转化温度(LCST)时,共聚物的链段由伸展状态变化到收缩状态,温度引发的收缩力迅速传递到动态伤口边缘处,抵抗外力,带动伤口闭合;粘附性官能团的存在,使纳米纤维膜具有较强的粘附性能,强大的组织粘附力使纳米纤维膜敷料能够紧密粘附在伤口上;疏水单体的存在使纳米纤维膜具有一定的防水性能。在纳米纤维膜中引入抗菌剂,利用抗菌剂增强了纳米纤维膜的抗菌性能。由此,本发明提供的温度响应性纳米纤维膜具有抗菌、温度响应收缩伤口、止血和粘附的功能,能够显著促进伤口收缩并减少炎症反应,促进伤口愈合。
(2)在本发明的实施例中,将温度响应性聚合物溶解于乙醇或医用丙酮中,使所制备出的纳米纤维膜具有更高的安全性,对皮肤或伤口刺激较小。利用静电纺丝技术,使制备得到的纤维材料具有较好的机械强度,同时纤维膜所具有较高的孔隙率不仅能快速吸收伤口渗出并保持伤口处的湿度,还具有较强的透气性并防止外界微生物的渗透。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的温度响应性纳米纤维膜的扫描电镜图;
图2为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的力学拉伸性能图;
图3为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的热响应性分析图;
图4为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图;
图5为本发明实施例1温度响应性纳米纤维膜治疗大鼠伤口的对照组与实验组在14天内的伤口愈合情况示意图;
图6为图5所统计得到的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图;
图7为本发明实施例2制得的温度响应性纳米纤维膜的扫描电镜图;
图8为本发明实施例2中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图;
图9为本发明实施例2温度响应性纳米纤维膜的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图;
图10为本发明实施例3制得的温度响应性纳米纤维膜的扫描电镜图;
图11为本发明实施例3中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图;
图12为本发明实施例3温度响应性纳米纤维膜的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
针对当前部分功能性聚合物无法控制有效控制伤口闭合的问题,本发明通过向纳米纤维膜中引入温度响应性共聚物,利用非侵入性方法促进伤口通过边缘收缩力进行愈合。具体地,温度引发的收缩力迅速传递到动态伤口边缘,抵抗外力,带动伤口闭合,有效避免对周围健康组织的损伤,降低一次性皮肤缝合器、夹子或缝合线引起的疤痕、感染和炎症风险。其次是组织粘附,对于伤口闭合只有当生物材料和皮肤之间存在强烈的相互作用时,伤口收缩才会发生。对此,本发明利用丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯作为中间体将具有粘附性官能团化合物接枝到聚合物链上,以增强纳米纤维膜的粘附性,使纳米纤维紧密贴附在伤口边缘。静电纺丝是一项新兴的薄膜制备技术,通过静电纺丝制备的纤维材料具有较好的机械强度,其三维结构与细胞外基质的微观结构相似,利于细胞增殖和新组织的生长。其次,较高的孔隙率使这种材料不仅能快速吸收伤口渗出液并保持伤口处的湿度,还具有较强的透气性并防止外界微生物的渗透。较高的比表面积还使这种材料能够快速有效地止血,同时防止水分流失,从而保持稳定的湿润环境,这对促进伤口愈合起着至关重要的作用。此外,静电纺丝装置简单,操作简便,纺丝成本低廉,通过喷射出来的丝,喷丝在伤口表面上凝结形成纤维膜,提高了静电纺丝在制备伤口敷料的实用性。
具体地,本发明第一个方面,提供了一种温度响应性纳米纤维膜,包括由温度响应性共聚物静电纺丝形成的纳米纤维膜和分布在纳米纤维膜中的抗菌剂,其中,温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50,其中,温度响应性共聚物的最低临界相转化温度为37℃以下。
在本发明的实施例中,通过静电纺丝工艺形成含有温度响应性共聚物的纳米纤维膜,该纳米纤维膜中含有温度响应性共聚物,该共聚物中含有温度响应性单体单元(N-异丙基丙烯酰胺)、疏水单体单元(甲基丙烯酸丁酯)和含粘附性官能团化合物单元(多巴胺或没食子酸),当温度高于最低临界相转化温度(LCST)时,共聚物的链段由伸展状态变化到收缩状态,温度引发的收缩力迅速传递到伤口边缘,抵抗外力,通过非侵入方式带动伤口闭合,有效避免对周围健康组织的损伤,避免了传统缝合、夹子愈合所引起的疤痕、感染和炎症风险。该温度响应性共聚物中粘附性官能团化合物的存在,使纳米纤维膜具有较强的粘附性能,强大的组织粘附力使纳米纤维膜敷料能够紧密粘附在伤口上,有助于伤口闭合的同时可以防止水分流失而保持稳定的湿润环境。在纳米纤维膜中引入抗菌剂,利用抗菌剂增强了纳米纤维膜的抗菌性能。由此,本发明提供的温度响应性纳米纤维膜具有抗菌、温度响应收缩伤口、止血和粘附性的功能,能够显著促进伤口收缩并减少炎症反应,促进伤口愈合。
根据本发明的实施例,本发明的温度响应性纳米纤维膜具有温度响应性和粘附性。
作为本发明的第二个方面,提供了一种制备温度响应性纳米纤维膜的方法,包括:将温度响应性共聚物溶解于乙醇或医用丙酮中,得到第一纺丝液;向第一纺丝液中加入抗菌剂,均匀分散后得到第二纺丝液,利用第二纺丝液进行静电纺丝,得到温度响应性纳米纤维膜;其中,温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50。
在本发明的实施例中,目前大部分静电纺丝材料只能溶解于氯仿、丙酮等有机溶剂中,对皮肤或伤口存在一定的刺激性,不能直接应用到伤口处,一般都需要将其先纺丝成膜,然后贴敷到伤口处,这种操作方式较为复杂,对伤口的面积和规整程度要求较高。然而,本申请中的温度响应性共聚物具有良好的生物安全性,能够溶解于医用丙酮或乙醇中,且这些溶剂对人体没有伤害。通过将温度响应性共聚物分散到乙醇或医用丙酮溶液中,随后加入抗菌剂进行静电纺丝,可以得到温度响应性、强粘附性的纳米纤维膜。本发明制备纳米纤维膜的方法较为简单、制备条件温和,安全性较高、无污染,是一种安全性较高的生物材料,可作为临床医用敷料。
根据本发明的实施例,温度响应性共聚物在第一纺丝液中的浓度为5wt%~95wt%,优选为10wt%~40wt%;抗菌剂在第二纺丝液中的浓度为1wt%~50wt%,优选为1wt%~10wt%。其中,抗菌剂为氧化锌纳米颗粒,对于其它具有抗菌效果的无毒、不刺激的化合物也可以采用。
根据本发明的实施例,静电纺丝的电压为10-20kV,第二纺丝液的流速为0.2~2mL/h,静电纺丝的喷射装置距接收物(如伤口)之间的距离为5~20cm。在本发明的实施例中,通过控制静电纺丝的电压、纺丝液的流动速度可以获得形貌均一且连续成丝的纳米线,纳米线在伤口表面凝结形成纳米纤维膜。本发明利用静电纺丝工艺可以在伤口表面进行原位纺丝成膜,所获得的纳米纤维膜能够适用于不同性质、不同形状、不同面积的伤口,如烧烫伤、擦伤、锐器伤等,而且材料本身具备一定的组织粘附性,能够很好的贴合在复杂伤口的表面,解决了传统敷料尺寸受限的问题。
根据本发明的实施例,制备温度响应性聚合物包括:将引发剂、温敏性单体、疏水性单体、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯溶解于1,4-二氧六环中,通入惰性气体进行保护,经多次冻融循环后在60~80℃下进行反应,经纯化、干燥后得到温度响应性聚合物。
在本发明的实施例中,引发剂、温敏性单体、疏水性单体和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯进行反应获得温度响应性聚合物。其中,惰性气体可以为氮气或氩气。聚合反应的时间为8~12h,纯化的方式为将聚合反应的产物置于乙醚或正己烷中进行多次沉降,以获得较为纯净的温度响应性聚合物。进一步地,引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰中的任意一种;温敏性单体选自N-异丙基丙烯酰胺,疏水性的单体选自甲基丙烯酸丁酯。引发剂、温敏性单体、疏水性单体、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯的摩尔比为1∶(100~500)∶(25~50)∶(25~50)。
根据本发明的实施例,进一步地,将制备得到的温度响应性聚合物溶解于有机溶剂中,并加入三乙胺、含粘附性官能团化合物进行共混,通入惰性气体进行保护,经多次冻融循环后在室温下进行聚合反应,经纯化、干燥后获得温度响应性共聚物。其中,聚合反应的时间为8~12h,聚合反应可以为可逆加成-断裂链转移聚合或原子转移自由基聚合方法。温度响应性聚合物、三乙胺、含粘附性官能团化合物的摩尔比为1∶1∶(1~2);含粘性官能团的化合物选自盐酸多巴胺或没食子酸。
在本发明的实施例中,在三乙胺存在下,温度响应性聚合物与含粘附性官能团化合物进行聚合反应,在反应过程中温度响应性聚合物中的丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯基团作为中间体,与含粘性官能团化合物进行接枝,将含粘附性官能团化合物接枝到含温度响应性的聚合物主链上,从而获得温度响应性共聚物。
根据本发明的实施例,本发明还提供了一种温度响应性纳米纤维膜在伤口敷料中的应用。
在本发明的实施例中,本发明所提供的温度响应性、强粘附性的纳米纤维膜,其结构稳定,实用性强,具有较高的临床和市场应用潜力,可以用作伤口敷料。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将结合附图对本发明中的实施例进行详细说明,下面描述的实施例仅是本发明的一些实施例。
实施例1
制备温度响应性共聚物包括以下步骤:
步骤1:精确称量2.0gN-异丙基丙烯酰胺,0.25g甲基丙烯酸丁酯,0.42g丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯,其中,N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯的摩尔比为250∶25∶25,随后按比例投入25mL聚合瓶中,然后加入2mL 1,4-二氧六环中,充分溶解,在通氮气条件下搅拌20min后加入9.6mg 4-氰基-4-(苯基羰基硫)戊酸。经三次冻融循环后,在60~80℃下反应8~12小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降三次,真空干燥后获得温度响应性聚合物。
步骤2:称取步骤1得到的温度响应性聚合物1g,溶解于15mL二氯甲烷中,然后加入0.18g三乙胺和0.17g盐酸多巴胺,充分溶解,通入氩气保护,在室温下反应12小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降两次,真空干燥后获得温度响应性共聚物(命名为PNB-DOPA)。
制备温度响应性纳米纤维膜包括以下步骤:
步骤1制备第一纺丝液:将得到的温度响应性共聚物PNB-DOPA取1g溶解在4mL乙醇中,得到PNB-D0PA共聚物纺丝液,PNB-DOPA共聚物在乙醇中的浓度在25wt%左右。
步骤2制备第二纺丝液:取0.12g氧化锌纳米颗粒加入到PNB-DOPA共聚物纺丝液中,搅拌12小时,充分均匀分散,得到PNB-DOPA-氧化锌纺丝液。氧化锌在第二纺丝液中的浓度在3wt%左右。
步骤3制备静电纺丝纤维膜:将PNB-DOPA-氧化锌纺丝液加入到5mL注射器中,采用电压10kV的手持式静电纺丝仪,在喷丝口与接收物之间的距离为10cm左右原位进行静电纺丝,所形成的温度响应性纳米纤维膜如图1所示。
进一步地,对获得的温度响应性纳米纤维膜进行相关的力学性能测试。
图2为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的力学拉伸性能图。
如图2所示,采用静电纺丝工艺制备温度响应性纳米纤维膜的拉伸应力能达到2.1MPa,表明实施例1通过静电纺丝制备温度响应性纤维膜具有良好的力学拉伸性能。
进一步地,为了评估本发明经静电纺丝制备的温度响应性纳米纤维膜的热收缩性能,对温度响应性、强粘附性的纳米纤维膜(PNB-DOPA)进行热响应性分析,具体如下。
将静电纺丝制备的温度响应性纳米纤维膜置于37℃水中(近似实际环境),并测量其在特定时间的面积,得到膜面积收缩能力与时间的关系,具体测试结果如图3所示。
图3为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的热响应性分析图。
如图3所示,在前30min,PNB-DOPA表现出较快的收缩,剩余面积约为原始状态的20%,最后收缩到更密集的状态,剩余区域为18%。
基于上述较强的组织粘附性、热收缩性和力学性能,说明其存在可用于无创伤口闭合的可行性。因此,下一步对温度响应性纳米纤维膜在体内进行热收缩伤口愈合实验,具体过程如下:
在小鼠的脊柱中线上创建了长度为2厘米的全层切口,将所有小鼠随机分为2组,其中对照组为粘性商业薄膜,实验组为热响应性PNB-DOPA,将温度响应性纳米纤维膜原位纺丝到切口上。24h后,将所有敷料从创面部位轻轻剥离,并记录创面宽度,评价创面闭合效果,具体测试结果如图4所示。需要说明的是,本发明的小鼠体内试验符合相关法律法规要求。
图4为本发明实施例1中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图。
如图4所示,两组伤口表现出不同的外观,具体地:粘性商业薄膜组(对照组)伤口状况甚至加重,伤口宽度扩大。与对照组相比,PNB-DOPA(实验组)表现出优异的伤口收缩能力,伤口面积收缩到原始状态的20%,这也与它的热响应体积变化结果一致。
进一步地,为验证本发明实施例1所制备的静电纺丝温度响应性纳米纤维膜对细菌感染伤口的治愈效果,即体内全层伤口愈合试验,具体试验过程如下。
将小鼠麻醉后脱毛处理,用手术剪在其臀背部切出长度为2厘米的全层切口伤口,并在伤口处涂抹金黄色葡萄球菌菌液,使其伤口成功感染金黄色葡萄球菌。设置每组实验平行数为6,在第0、4、8、12、14天对伤口面积进行测量、拍照记录,如图5-图6所示。
图5为本发明实施例1温度响应性纳米纤维膜治疗大鼠伤口的对照组与实验组在14天内的伤口愈合情况示意图。
如图5所示,实验组的大鼠伤口随着时间的愈合情况明显优于对照组,在第14天时几乎全部愈合,并且新的表皮显著再生;而相比之下,对照组的皮肤创口在14天后愈合面积更小且明显存在伤口空隙。
图6为图5所统计得到的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图。其中,伤口愈合率=(原始伤口面积-当前测量面积)/原始伤口面积*100%。
如图6所示,实验组伤口愈合率明显高于对照组,且在第14天的愈合率接近100%,相比之下,对照组的皮肤创口愈合率在80%左右。由此可以看出,在相同时间条件下,实验组伤口愈合效果明显较好。综上所述,上述结果表明,具有热收缩和组织粘附的静电纺丝温度响应性纳米纤维膜可以有效地实现伤口愈合。
实施例2
制备温度响应性共聚物包括以下步骤:
步骤1:精确称量4.0gN-异丙基丙烯酰胺,0.50g甲基丙烯酸丁酯,0.60g丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯,其中N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯的摩尔比为300∶30∶30。随后按比例投入至50mL聚合瓶中,然后加入至8mL 1,4-二氧六环中,充分溶解,在通氮气条件下搅拌20min后加入32.8mg 4-氰基-4-(苯基羰基硫)戊酸,在三次冻融循环后,在60~80℃下反应8~12小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降三次,真空干燥后获得温度响应性聚合物。
步骤2:取步骤1中得到的温度响应性聚合物2g,溶解在25mL二氯甲烷中,然后加入0.36g三乙胺和0.34g没食子酸,充分溶解,通入氩气保护,在室温下反应12小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降两次,真空干燥后获得温度响应性共聚物(命名为PNB-GA)。
制备温度响应性纳米纤维膜包括以下步骤:
步骤1制备第一纺丝液:将得到的温度响应性共聚物PNB-GA取1g溶解在3mL乙醇中,得到PNB-GA共聚物纺丝液,PNB-GA共聚物在乙醇中的浓度在25wt%左右。
步骤2制备第二纺丝液:取0.1g氧化锌纳米颗粒加入到PNB-GA共聚物纺丝液中,搅拌12小时,充分均匀分散,得到PNB-GA-氧化锌纺丝液,氧化锌在第二纺丝液中的浓度在3wt%左右。
步骤3制备静电纺丝纤维膜:将PNB-GA-氧化锌纺丝液加入到5mL注射器中,采用电压10kV的手持式静电纺丝仪可在喷丝口与接收物之间的距离为10cm左右原位形成静电纺丝纤维膜,如图7所示。
图7为本发明实施例2制得的温度响应性纳米纤维膜的扫描电镜图。
如图7所示,实施例2采用静电纺丝制得的温度响应性纳米纤维膜连续、表面光滑且纳米纤维直径均匀。
进一步地,采用与实施例1相同的方法,采用温度响应性纳米纤维膜在体内进行热收缩伤口愈合实验,具体测试结果如图8所示。
图8为本发明实施例2中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图。
如图8所示,在24h后,粘性商业薄膜组伤口状况甚至加重,伤口宽度扩大。与对照组相比,PNB-GA表现出优异的伤口收缩能力,伤口宽度缩小。
图9为本发明实施例2温度响应性纳米纤维膜的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图。
如图9所示,实验组伤口愈合率明显高于对照组,且在第14天的愈合率接近100%,相比之下,对照组的皮肤创口愈合率在78%左右。由此可以看出,在相同时间条件下,实验组伤口愈合效果明显较好。
实施例3
步骤1:精确称量2.0gN-异丙基丙烯酰胺,0.25g甲基丙烯酸丁酯,其中N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯的摩尔比为250∶25。随后,按比例投入25mL聚合瓶中,然后加入2mL异丙醇/水中,充分溶解,在通氮气条件下搅拌20min后加入14mg 2-溴-2-甲基丙酸乙酯,在三次冻融循环后在室温下反应48小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降三次,真空干燥后获得温度响应性聚合物1。
步骤2:将步骤1中得到的温度响应性聚合物取1.5g溶解在3ml N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入0.42g丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯,充分溶解,通入氮气保护,在三次冻融循环后在60~80℃下反应8h,所得产物在乙醚或正己烷中沉降三次,真空干燥后得到温度响应性聚合物2。
步骤3:将步骤2中得到的温度响应性聚合物2取1g溶解在15mL二氯甲烷中,然后加入0.18g三乙胺和0.17g带有盐酸多巴胺,充分溶解,通入氩气保护,在室温下反应12小时,所得产物在乙醚或正己烷中沉降两次,真空干燥后获得温度响应性共聚物(命名为PNB-DOPA)。
制备温度响应性纳米纤维膜包括以下步骤:
步骤1制备纺丝液:将得到的温度响应性共聚物PNB-DOPA取1g溶解在4mL乙醇中,得到PNB-DOPA共聚物纺丝液,PNB-DOPA共聚物在乙醇中的浓度在25wt%左右。
步骤2制备静电纺丝纤维膜:将PNB-DOPA-氧化锌纺丝液加入到5mL注射器中,采用电压10kV的手持式静电纺丝仪可在喷丝口与接收物之间的距离为10cm左右原位进行静电纺丝成纤维膜。其中,实施例3采用原子转移自由基聚合方法的实验方法,经静电纺丝制得的温度响应性纳米纤维膜如图10所示。
图10为本发明实施例3制得的温度响应性纳米纤维膜的扫描电镜图。
如图10所示,实施例3制得的温度响应性纳米纤维膜连续且纳米纤维直径均匀。
图11为本发明实施例3中温度响应性纳米纤维膜的体内热收缩伤口愈合示意图。
如图11所示,在24h后,粘性商业薄膜组伤口没有减小,伤口状况甚至加重。与对照组相比,PNB-DOPA表现出优异的伤口收缩能力促进了伤口收缩。
图12为本发明实施例3温度响应性纳米纤维膜的对照组与实验组在14天内的伤口愈合率对比图。
如图12所示,实验组伤口愈合率明显高于对照组,且在第14天的愈合率接近95%,相比之下,对照组的皮肤创口愈合率在70%左右。由此可以看出,在相同时间条件下,实验组伤口愈合效果明显较好。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种温度响应性纳米纤维膜,包括由温度响应性共聚物静电纺丝形成的纳米纤维膜和分布在所述纳米纤维膜中的抗菌剂,
其中,所述温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50,
其中,所述温度响应性共聚物的最低临界相转化温度为37℃以下。
2.根据权利要求1所述的温度响应性纳米纤维膜,其中,所述温度响应性纳米纤维膜具有温度响应性和粘附性。
3.一种制备如权利要求1-2中任一项所述的温度响应性纳米纤维膜的方法,包括:
将温度响应性共聚物溶解于乙醇或医用丙酮中,得到第一纺丝液;
向所述第一纺丝液中加入抗菌剂,均匀分散后得到第二纺丝液,利用所述第二纺丝液进行静电纺丝,得到温度响应性纳米纤维膜;
其中,所述温度响应性共聚物具有式(I)或式(II)所示的结构:
x=100~500,y=25~50,z=25~50。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述温度响应性共聚物在所述第一纺丝液中的浓度为5wt%~95wt%,所述抗菌剂在所述第二纺丝液中的浓度为1wt%~50wt%。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述抗菌剂包括氧化锌纳米颗粒;
所述静电纺丝的电压为10~20kV,所述第二纺丝液的流速为0.2~2mL/h,所述静电纺丝的喷射装置距接收物之间的距离为5~20cm。
6.根据权利要求3所述的方法,其中,所述温度响应性共聚物通过如下步骤获得:
将引发剂、温敏性单体、疏水性单体、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯溶解于1,4-二氧六环中,通入惰性气体进行保护,经多次冻融循环后在60~80℃下进行反应,经纯化、干燥后得到温度响应性聚合物;
将所述温度响应性聚合物溶解于有机溶剂中,并加入三乙胺、含粘附性官能团化合物进行共混,通入惰性气体进行保护,经多次冻融循环后在室温下进行聚合反应,经纯化、干燥后获得。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述引发剂、温敏性单体、疏水性单体、丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯的摩尔比为1∶(100~500)∶(25~50)∶(25~50);
所述温度响应性聚合物、三乙胺、含粘附性官能团化合物的摩尔比为1∶1∶(1~2)。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰中的任意一种;
所述温敏性单体选自N-异丙基丙烯酰胺;
所述疏水性的单体选自甲基丙烯酸丁酯;
所述含粘性官能团化合物选自盐酸多巴胺或没食子酸。
9.权利要求1-2中任一项所述的温度响应性纳米纤维膜在伤口敷料中的应用。
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