CN1833732A - 一种抗菌医用敷料的制造方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗菌医用敷料的制造方法，包括采用壳聚糖纤维经碱化生成碱壳聚糖纤维再与氯乙酸进行醚化反应，制成羧甲基壳聚糖纤维，再经开松、成网、针刺制成30～200g/m2的敷料，经裁切、包装、消毒即可。本发明还公开了用上述方法制备的抗菌医用敷料的用途，即在制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料中的应用；在制备创伤消炎止血棉球中的应用；在制备创伤消炎引流棉条中的应用；以及用于复合敷料的内层制成手术敷贴。本发明适用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等，覆盖创面可防止体液中的水分损失，为伤口愈合提供积极的湿润环境，并保持创面不积液，无浸蚀，隔绝细菌感染，可起到消炎、止血、镇痛，促进组织愈合的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用敷料的制造方法，尤其是涉及一种抗菌医用敷料的制造方法；另外本发明还涉及该抗菌医用敷料的用途。
背景技术
长期以来，外科用敷料主要是消毒棉花和棉制纱布，其应用上有一定的局限性。棉纱布本身不具备抗微生物繁殖滋生的能力，虽然经过消毒但使用在过程中容易感染上细菌。这些传统敷料在使用中会粘连伤口，甚至长合在新生的肉芽中。造成更换敷料过程中病人的疼痛和新创面的产生。这些传统敷料在使用后还会残留一些碎屑，影响伤口的愈合。其他合成材料制造的敷料也存在同样的缺陷。
在治疗慢性伤口时需要一种敷料将伤口大量的渗液吸收掉并在同时加快伤口的愈合速度。目前市场上大量使用的藻酸盐类敷料吸收能力对于有大量渗出的伤口并不理想。
在治疗烧烫伤病人时，医生常用的做法是在去除坏死组织后的伤口上覆盖敷料，以控制水分的蒸发和防止细菌的侵入。猪皮和人皮是比较有效的烧烫伤敷料，但其成本高，还存在着人体对外来皮肤的排斥性问题。
WO94/16746公开了一种外科敷料，其中含有羧甲基纤维素，能够吸收自身重量15倍的生理盐水，可以用于外科手术以及处理慢性伤口。WO99/02093同样公开了一种用羧甲基纤维素制成的伤口敷料及其制造方法。但此两项发明只能通过提供一个湿润的环境来达到加速伤口愈合的目的。
因此，创新一种既能消炎止血，又不粘连伤口，同时又为人体所能吸收的医用生物抗菌愈合敷料，无疑是对外科、烧伤科的治疗及减少病人痛苦有现实意义的一项工作。
聚乙酰氨基葡萄糖，俗称壳聚糖，是广泛分布于自然界中的一种多糖，是各种真菌的细胞壁和虾、蟹、昆虫外壳的主要成分，具有经体内溶菌酶分解后可被机体组织吸收的独特性能。材料无毒、无味，与机体组织相容性好，无免疫抗原反应，并具有抗菌、消炎、止血、镇痛及促进愈合的功能。
羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基反应产生的一类甲壳素衍生物。在众多的甲壳素衍生物中，羧甲基壳聚糖具有十分广泛的用途，在食品保鲜、化妆品及医药工业开发中具有十分重要的意义。陈凌云等在《羧甲基壳聚糖的结构与抗菌性能研究》(武汉大学学报，2000年4月)中，探讨了羧甲基甲壳素的制备方法和其优秀的抗菌性能。此外，中国发明专利(申请号92106598.7，03153650.6，20040015093.1等等)纷纷公开了羧甲基壳聚糖在不同领域的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种抗菌医用敷料的制造方法，用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等，覆盖创面可防止体液中的水分损失，为伤口愈合提供一个积极的湿润环境，并保持创面不积液，无浸蚀，隔绝细菌感染，并可起到消炎、止血、镇痛，促进组织愈合的作用。
本发明要解决的技术问题之二是提供该抗菌医用敷料的用途，即在制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料中的应用，在制备创伤消炎止血棉球中的应用，在制备创伤消炎引流棉条中的应用，以及用于复合敷料的内层制成手术敷贴。
为解决上述技术问题，本发明将壳聚糖纤维浸入40～50％NaOH溶液中，浴比1∶20，室温下反应0.5～6小时，生成碱化壳聚糖纤维，将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应，氯乙酸浓度为25％，反应温度55～75℃，反应时间1～8小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干即为羧甲基壳聚糖纤维。此产物经开松、成网、针刺制成30～200/m2的敷料，经裁切、包装、消毒即可。此种纤维遇水即溶胀形成有弹性的凝胶体，可吸收本身重量28～35倍的水分，远远高于其他医用敷料。
本发明羧甲基壳聚糖纤维的单丝纤度为0.5～5dtex，强度为0.8～2.2cN/dtex，羧甲基取代度γ值控制在0.4到0.8。
作为本发明的优先技术方案，在风干后开松前，加入壳聚糖纤维，壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维比例为9∶1到1∶9，经后处理后可进一步提高医用敷料的强度和抗菌效果。
本发明制备的医用敷料亦可通过各种手段加入添加剂以改变或改善其治疗功效。如在制作壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维时分别加入纳米银和银离子以改善敷料的杀菌效果。其制备方法如下：在制作壳聚糖纤维时，在纺丝溶液中按0.1％到1％的比例加入纳米级银颗粒。
将制备好的羧甲基壳聚糖纤维浸泡在用乙醇溶解的硝酸银溶液中进行钠离子和银离子的交换，硝酸银溶液浓度为0.5％～10％，反应温度20～30℃，反应时间0.5～2小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干即可。
本发明制备的医用敷料亦可通过离子体处理提高亲水性，而通过交联处理提高其保水性。
等离子体处理提高医用敷料的亲水性的机理是利用等离子体处理，在惰性气体或者亲水性物质为载体的情况下，使医用敷料表面的化学键打开从而便于接枝上亲水性基团，从而很大程度的提高其亲水性。等离子体引发聚合是把等离子体作为一种能源作短时间照射(数秒到数分钟)然后放置在适当温度下进行聚合，其引发反应从气相中开始，链增长和链终止反应是在液相或固相中进行的。低温等离子体引发反应能有效地改善生物医用材料的特性，其特点为：(1)对材料表面的作用深度仅数十纳米，不会影响基体材料的性质；(2)能够处理各种形状的表面；(3)有较强的杀菌作用，是生物医用材料较为理想的表面处理技术。
将所制备的医用敷料进行常压等离子体处理，在常压下，利用等离子体放电，其放电功率为20W～100W，放电时间为10s～30min，然后将其置于一定的亲水性溶液中浸泡5s～60min。
将所制备的医用敷料进行低温等离子体处理，在真空状态下，利用惰性气体作为载体等离子体放电，其放电功率为20W～150W，其放电时间从10s～25min，然后将其置于一定的亲水性溶液中浸泡5s～60min。
等离子体处理后敷料遇水即溶胀形成有弹性的凝胶体，可吸收本身重量30倍以上重量的水分，高于未处理的医用敷料。
对抗菌医用敷料进行的交联处理，是为了克服未交联医用敷料遇液体后形成的凝胶随时间推移有小部分溶解的缺陷，其交联处理方法分别为：
热交联：将一定大小的医用敷料放入真空烘箱中，于50℃～80℃下抽真空1～5小时；将真空烘箱中的温度升至80℃～100℃，加热30～60min；将真空干燥箱的温度升至100～140℃，加热处理2hr～48hr；在保持真空的状态下降低真空烘箱中的温度至室温后将材料取出。
碳酰亚胺交联：将一定大小的医用敷料浸入磷酸盐缓冲溶液中，室温下浸泡30min；加入碳酰亚胺溶液，室温下处理2～48hr；用磷酸盐缓冲溶液反复冲洗医用敷料，直至去除未交联的交联剂。
紫外交联：将一定大小的医用敷料放入235～300nm波长的紫外灯下；分别对医用敷料进行紫外照射的时间为5min～60min。
应用上述等离子体和交联的处理方法，可以很大程度的提高医用敷料的实用性，不但进一步提高了敷料的亲水性，并且克服了未处理敷料遇水形成的凝胶随时间的推移易溶的缺点。用于各种手术伤口渗血处止血，并可留存体内被吸收。用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等，覆盖创面可防止体液中的水分损失，为伤口愈合提供一个积极的湿润环境，并保持创面不积液，无浸蚀，隔绝细菌感染，并可起到消炎、止血、促进组织愈合的作用。
本发明制备的医用敷料适合外科、烧伤科领域的应用，可用于制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料。
本发明制备的医用敷料，经开松处理可制成创伤消炎止血棉和创伤消炎引流棉条，用于各种手术伤口渗血处止血，并可留存体内被吸收。
本发明制备的医用敷料亦可作为复合敷料的内层敷料以方便使用。如在其外层加上单面带胶的透明或非透明的薄膜，以制成手术伤口使用的敷贴。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明制备的抗菌医用敷料，用于外科创伤、烧伤、烫伤及其他慢性伤口等，覆盖创面可防止体液中的水分损失，为伤口愈合提供一个积极的湿润环境，并保持创面不积液，无浸蚀，隔绝细菌感染，并可起到消炎、止血、镇痛，促进组织愈合的作用。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述：
实施例1：
将100克壳聚糖纤维浸入45％NaOH溶液中，浴比1∶20，室温下反应1小时，生成碱化壳聚糖纤维，将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应，氯乙酸浓度为25％，反应温度60℃，反应时间3小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干即为羧甲基壳聚糖纤维。此产物经开松、成网、针刺制成50克/m2的敷料，经裁切、包装、消毒即可。适合创面小于10cm2的伤口。
实施例2：
羧甲基壳聚糖纤维制备方法见实施例1。按8∶2将壳聚糖纤维与羧甲基壳聚糖纤维经过混合、开松、成网、针刺制成100克/m2敷料，经裁切、包装、消毒即可。适合较大创伤的烧烫伤使用。
实施例3：
在制作实施例2中所加入的的壳聚糖纤维时，在纺丝溶液中按0.5％的比例加入纳米级银颗粒，便可制成含有纳米银颗粒的壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维混纺的无纺布医用敷料。
实施例4：
在制作实施例2中，如按下述方法在所加入的羧甲基壳聚糖纤维中在混纺前加入银离子，便可制成含有银离子的壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维混纺的无纺布医用敷料：将羧甲基壳聚糖纤维浸泡在用乙醇溶解的硝酸银溶液中进行钠离子和银离子的交换。硝酸银溶液浓度可根据所需最终银离子的浓度进行调整，反应温度25℃，反应时间1小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干即为含有银离子的羧甲基壳聚糖纤维。
实施例5：
将按实施例2，3或4制成的无纺布敷料并列放置于连接有电容耦合(20cm、13.56MHz高频电极围绕反应器)的等离子体反应装置中。反应器的直径为13cm、长度为60cm，生物医用敷料放在电极下，真空下通惰性气体到反应器中，常压放电(放电处理的条件：放电时间为5min；放电功率50W)。放电结束后，将敷料迅速放入一定浓度的亲水性溶剂中(如丙烯酸溶液)进行接枝反应，使敷料的表面接枝上一定量的亲水官能团。
实施例6：
将按实施例2，3或4制成的无纺布敷料放置于连接有电容耦合(20cm、13.56MHz高频电极围绕反应器)的等离子体反应装置中。反应器的直径为13cm、长度为60cm，生物医用敷料放在电极下，真空下通惰性气体到反应器中，压力保持在20Pa，辉光放电(放电处理的条件：放电时间为5min；放电功率50W)。取出敷料到空气中，迅速放入一定浓度的亲水性溶剂中(如丙烯酸溶液)进行接枝反应，使敷料的表面接枝上一定量的亲水官能团。
实施例7：
将按实施例1，2，3，4，5或6制成的无纺布敷料放入真空烘箱中进行热交联，于60℃下抽真空3小时；将真空烘箱中的温度升至90℃，加热45min；将真空干燥箱的温度升至120℃，加热处理处理时间为24hr；在保持真空的状态下降低真空烘箱中的温度至室温后将材料取出，处理好的敷料经灭菌，保存备用。
实施例8：
将按实施例1，2，3，4，5或6制成的无纺布敷料浸入磷酸缓冲溶液中，室温下浸泡30min；加入碳酰亚胺溶液，室温下交联24hr；用磷酸盐缓冲溶液反复冲洗医用敷料，直至去除未交联的交联剂，处理好的敷料经灭菌，保存备用。
实施例9：
将按实施例1，2，3，4，5或6制成的无纺布敷料放入波长为253.7nm的紫外灯下；对医用敷料进行紫外照射的时间为30min，进行紫外交联，处理好的敷料经灭菌，保存备用。
实施例10：
将按实施例1，2，3，4，5，6，7，8或9制成的无纺布敷料裁切成4cm×20cm，然后贴在单面有医用胶的9cm×25cm的透明薄膜的带胶面，并在代胶面贴上硅纸，经包装、消毒即可制得手术敷贴。
以下通过试验例对本发明的效果作进一步的阐述：
试验例1 羧甲基壳聚糖纤维无纺布抑菌试验结果1
试验样品为按照实施例2制成的医用敷料；对照样品为普通医用纱布(上海针织二十一厂)。
检验技术依据卫生部《消毒技术规范》1999版
表1，抑菌试验结果
| 菌种 | 试验样品抑菌率 | 对照样品抑菌率 | 差值 | 结果 |
| 大肠杆菌(ATCC8099) | 33.27％ | 4.73％ | 28.54％ | ＞26％ |
| 铜绿假单胞菌(ATCC27653) | 64.42％ | 27.17％ | 37.25％ | ＞26％ |
注1.本试验不加样品振荡前后平均菌落数差值＜10％试验有效。
2.当试验样本抑菌率与对照样本抑菌率差值＞26％可以认定试验样本有抗菌作用。
试验例2 羧甲基壳聚糖纤维无纺布抑菌试验结果2
试验样品为按照实施例2制成的医用敷料；对照样品为普通医用纱布(上海针织二十一厂)。
检验技术依据卫生部《消毒技术规范》第三版
表2，抑菌试验结果
| 组别 | 金黄色葡萄球菌抑菌率 | 肺炎克雷博氏菌抑菌率 |
| 试验组 | 39.33％ | 94.97％ |
| 对照组 | 6.47％ | 0 |
| 差值 | 32.86％ | 94.97％ |
| 结果 | ＞26％ | ＞26％ |
注：试验组与对照组差值＞26％可以认定试验样本有抗菌作用。
试验例3 液体吸收试验1
1，试样的制备：按照实施例2制成的壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维混纺(试验样品)，普通医用双层纱布(对照样品，上海针织二十一厂)，均剪成5cm×5cm。
2，试验溶液制备：8.298g氯化钠和0.368g氯化钙，溶于1000ml去离子水。
3，测试设备
分析天平(精度0.001g)；恒温箱；皮式培养皿。
4，试验步骤
4.1，用天平称出样品质量W1，单位g；
4.2，将样品放入皮式培养皿，加入试验溶液，加入量为样品质量的40倍；
4.3，皮式培养皿放入37℃的恒温箱中，30分钟后取出；
4.4，用镊子将样品夹起，悬在空中30秒
4.5，用天平称出此时的重量W2，单位g；
4.6，液体吸收性按下列公式计算：
a＝(W2-W1)/W1，a为吸液性
4.7，取两次试验结果的算术平均值(见表3)。
表3，液体吸收试验
| 第一次试验 | 第二次试验 | a平均 | |||||
| W1 | W2 | a | W1 | W2 | a | ||
| 试验样本 | 0.283 | 8.695 | 29.724 | 0.258 | 8.632 | 32.457 | 31.090 |
| 对照样本 | 0.155 | 2.514 | 15.219 | 0.158 | 2.594 | 15.418 | 15.318 |
结果：试验样本的液体吸收能力(吸液性)为对照样本的200％。
试验例4 液体吸收试验2
1.试样的制备：按照实施例6经低温等离子处理后的抗菌医用敷料(试验样本)，按照实施例2制成的未经低温等离子处理的抗菌医用敷料(对照样本)，均剪成5cm×5cm。
2.试验溶液制备：同试验例3。
3.测试设备：同试验例3
4.试验步骤：同试验例3
5.试验结果见表4
表4，液体吸收试验
| 第一次试验 | 第二次试验 | a平均 | |||||
| W1 | W2 | a | W1 | W2 | a | ||
| 试验样本 | 0.258 | 9.162 | 34.512 | 0.276 | 9.201 | 32.337 | 33.424 |
| 对照样本 | 0.283 | 8.695 | 29.724 | 0.258 | 8.632 | 32.457 | 31.090 |
结果：试验样本的液体吸收能力(吸液性)为对照样本的108％。
试验例5 湿断裂强度试验
1，试样的制备：按照实施例8经化学交联处理后的抗菌医用敷料(试验样本)，按照实施例2制成的未经化学交联处理的抗菌医用敷料(对照样本)，均剪成2cm×4cm；
2，将样品放入去离子水溶液中，加入量为样品质量的40倍；
3，放入37℃的恒温箱中，30分钟后取出；
4，用镊子将样品夹起，悬在空中30秒；
5，将样品的一端装夹于万能材料测试机(型号：DXLL电子拉力机-20000)的上钳口，使样品自然下垂至下钳口，然后将下钳口夹紧，此时样品不能够被伸长或处于松弛状态。
6，设置拉伸速度为100mm/min，使样品被扯断；
7，记录样品的最大扯断力，单位为N.
8，试验结果的计算
湿断裂强度(N/cm)＝最大扯断力(N)/样品宽度(cm)
9，试验结果的表示
取两次试验结果的算术平均值(见表5)。
表5，湿断裂强度试验
| 第一次试验 | 第二次试验 | 平均N/cm | |||
| N | N/cm | N | N/cm | ||
| 试验样本 | 6.49 | 3.245 | 6.53 | 3.265 | 3.255 |
| 对照样本 | * | - | * | - | - |
注：1.对照样本遇液体后形成的凝胶随时间推移发生部分溶解，无法测湿断裂强度。
2.试验样本遇液体后形成的凝胶随时间推移未发生溶解，并具有3N/cm以上的湿断裂强度。
Claims (15)
1.一种抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将壳聚糖纤维浸入40～50％NaOH溶液中，浴比1∶20，室温下反应0.5～6小时，生成碱化壳聚糖纤维，将此产物在异丙醇中与氯乙酸反应，氯乙酸浓度为25％，反应温度55～75℃，反应时间1～8小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干即为羧甲基壳聚糖纤维，再经开松、成网、针刺制成30～200/m2的敷料，经裁切、包装、消毒即可。
2.按照权利要求1所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：在风干后开松前，加入壳聚糖纤维，壳聚糖纤维和羧甲基壳聚糖纤维比例为9∶1到1∶9。
3.按照权利要求2所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：所述的壳聚糖纤维的制备方法如下：在纺丝溶液中按0.1％到1％的比例加入纳米级银颗粒。
4.按照权利要求2所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：所述的羧甲基壳聚糖纤维的制备方法如下：在混纺前将羧甲基壳聚糖纤维浸泡在用乙醇溶解的硝酸银溶液中进行钠离子和银离子的交换，硝酸银溶液浓度为0.5％～10％，反应温度20～30℃，反应时间0.5～2小时，反应结束，除去多余溶液，用无水乙醇洗净，风干。
5.按照权利要求1至4任一项所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行常压等离子体处理，在常压下，利用等离子体放电，其放电功率为20W～100W，放电时间为10s～30min，然后将其置于一定的亲水性溶液中浸泡5s～60min。
6.按照权利要求5所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行热交联处理，将一定大小的医用敷料放入真空烘箱中，将真空干燥箱的温度升至80-140℃，加热交联处理1～4天。
7.按照权利要求5所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行化学交联处理，将一定大小的医用敷料浸入磷酸缓冲溶液中，加入碳酰亚胺的酒精溶液，室温下处理2～48hr。
8.按照权利要求5所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行紫外交联处理，将一定大小的医用敷料放入紫外灯下；对医用敷料进行紫外照射交联5min～60min。
9.按照权利要求1至4任一项所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行低温等离子体处理，在真空状态下，利用惰性气体作为载体等离子体放电，其放电功率为20W～150W，其放电时间从10s～25min，然后将其置于一定的亲水性溶液中浸泡5s～60min。
10.按照权利要求9所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行热交联处理，将一定大小的医用敷料放入真空烘箱中，将真空干燥箱的温度升至80-140℃，加热交联处理1～4天。
11.按照权利要求9所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行化学交联处理，将一定大小的医用敷料浸入磷酸盐缓冲溶液中，加入碳酰亚胺的酒精溶液，室温下处理2～48hr。
12.按照权利要求9所述的抗菌医用敷料的制造方法，其特征在于：将所制备的医用敷料进行紫外交联处理，将一定大小的医用敷料放入紫外灯下；对医用敷料进行紫外照射交联5min～60min。
13.权利要求1至12任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备外科创伤、烧烫伤以及慢性伤口敷料中的应用。
14.权利要求1至12任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备创伤消炎止血棉球中的应用。
15.权利要求1至12任一项所述方法制造的抗菌医用敷料在制备创伤消炎引流棉条中的应用。
16.权利要求1至12任一项所述方法制造的抗菌医用敷料用于复合敷料的内层制成手术敷贴。
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