一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法屬于天然生物高分子材料領(lǐng)域。本發(fā)明的步驟：將海藻酸鈉和合成聚合物分散于乙醇溶液中，配制含有交聯(lián)劑的殼聚糖溶液作為接收液，當(dāng)海藻酸鈉纖維被接收到殼聚糖溶液中后，交聯(lián)劑使纖維發(fā)生交聯(lián)，而殼聚糖的電解質(zhì)屬性使其通過靜電作用吸附于海藻酸鈉纖維表面，得到的海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維具有較好的透氣性及抗菌止血效果，將其用于傷口敷料有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合。該方法采用天然高分子基為原材料，成本低，無毒，生物相容性好。
【專利說明】一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然生物高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法技術(shù)背景
[0002]殼聚糖(Chitosan，CS)是一種豐富的天然堿性多糖，在自然界經(jīng)次于纖維素的第二大生物資源，具有良好的生物相容性、生物可降解性、人體親和性以及抗菌、止血和促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)異性能，使用后可自行吸收，不引起過敏，還能加速傷口愈合，對大面積燒傷有保護(hù)作用，能促進(jìn)皮膚再生；用其生產(chǎn)的醫(yī)用無紡布，可以在燒傷創(chuàng)面和供皮區(qū)使用，不僅起到覆蓋、保護(hù)創(chuàng)面的作用，而且抗原性低。因此，殼聚糖生物敷料在近年越來越受到人們的重視，并作為人工皮膚、手術(shù)縫合線在生物醫(yī)用領(lǐng)域中應(yīng)用。
[0003]海藻酸鹽(Alginate)是一種天然存在的高分子聚合物,其數(shù)量繁多，按顏色可粗分為紅藻、褐藻、綠藻和藍(lán)藻四大類，海藻酸鹽最早被用于食品和飲料工業(yè)中，它可作為穩(wěn)定劑、增稠劑和膠凝劑。由于它具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在生物科技領(lǐng)域越來越受到人們的關(guān)注。
[0004]海藻酸鈉是無臭、無味、淡黃色不定形粉末，是多極性、多羥基高分子化合物，與水有較強(qiáng)的親和力，糊化性良好，加水膨化，吸濕性強(qiáng)，持水性好，不溶于有機(jī)溶劑，在pH為6~11間穩(wěn)定性好，低于6時形成海藻酸凝膠，不溶于水；粘度在pH值為7時最大，但隨溫度的升高而顯著下降。海藻酸鈉中含有游離的羧基，性質(zhì)活潑，具有很高的離子交換功能，海藻酸鈉水溶液中加入Ca2+、Ba2+等二價陽離子后，海藻酸鈉中的Na+與二價陽離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，形成離子交聯(lián)水凝膠。
[0005]納米纖維由于其具有非常高的體積-表面比，在組織工程、藥物釋放、醫(yī)用敷料等領(lǐng)域具有較高的利用價值。靜電紡絲技術(shù)是制備納米纖維簡單而有效的方法。它是一種使帶電荷的聚合物溶液或熔體射流在靜電場中拉伸，制備聚合物超細(xì)纖維方法。在外加電場達(dá)到一定臨界值時，射流就會從噴絲口噴射而出，同時溶劑揮發(fā)，射流固化，形成超細(xì)纖維。目前醫(yī)用敷料在使用上有諸多不便之處，有的敷料使用不可降解的材料作為支架材料，造成醫(yī)源性污染；同時，敷料吸收創(chuàng)面滲出液同時和創(chuàng)面發(fā)生粘連，造成揭除時損傷新生組織，給患者帶來了極大的痛苦。而納米纖維膜制成的醫(yī)用敷料有利于傷口滲出液的蒸發(fā)，有利于氧氣透過，也有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，從而可加速傷口的愈合，近年來，將納米纖維無紡布用于醫(yī)用敷料已越來越廣泛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一設(shè)計一種可用于接收海藻酸鈉基電紡絲纖維的接收裝置；
[0007]本發(fā)明的目的之二利用電紡絲法制備海藻酸鈉殼聚糖復(fù)合聚電解質(zhì)納米纖維；
[0008]本發(fā)明的目的之三提高一種可快速交聯(lián)海藻酸鈉的溶液配方，并用于紡絲接收；
[0009]本發(fā)明的目的之四利用交聯(lián)溶液交聯(lián)海藻酸鈉，獲得具有良好力學(xué)性能的復(fù)合聚電解質(zhì)纖維；
[0010]本發(fā)明的目的之五制備了一種天然產(chǎn)物基可生物降解納米纖維膜材料作為醫(yī)用敷料的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的原理:海藻酸鈉由于其在水溶液中分子鏈伸展，分子間鏈纏結(jié)少，分子間相互作用力弱，導(dǎo)致其利用電紡絲技術(shù)很難形成納米纖維。本發(fā)明通過海藻酸鈉與合成聚合物共混紡絲，利用聚合物載體作用，制備海藻酸鈉納米纖維；當(dāng)海藻酸鈉納米纖維落入自制的殼聚糖接收液中，溶液中的交聯(lián)劑使海藻酸鈉納米纖維發(fā)生交聯(lián)，由于殼聚糖是聚陽電解質(zhì)，海藻酸鈉是聚陰電解質(zhì)，兩者之間的相互靜電作用，使殼聚糖吸附在海藻酸鈉纖維表面，成功的制備了海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。
[0012]本發(fā)明的接收裝置:將含有交聯(lián)劑的殼聚糖接收液傾倒入帶有過濾網(wǎng)的控溫槽內(nèi)，在紡絲過程中，可以調(diào)節(jié)控溫槽來改變接收液的溫度，以便獲得性能最佳的海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。
[0013]本發(fā)明是一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法，其具體步驟如下:
[0014]I)海藻酸鈉紡絲溶液的配制:將海藻酸鈉粉末和合成聚合物混合物溶解于體積分?jǐn)?shù)為10%~50%的乙醇水溶液中，配成重量百分比為3~12wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0015]2)殼聚糖接收溶液配制:將殼聚糖粉末溶解于體積分?jǐn)?shù)為1%~3%乙酸溶液中，配成重量比為4~10被％的溶液，向其中加入交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的含量為5~15wt%，攪拌，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0016]3)纖維制備步驟:將步驟I)中配制的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中(圖1)，調(diào)整電壓為15~30kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15~20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5~2.0mL/h ;紡絲溫度為25°C;啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在一定的接收溫度下，交聯(lián)劑交聯(lián)海藻酸鈉納米纖維，殼聚糖通過靜電作用吸附到海藻酸鈉纖維表面，成功的獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。
[0017]步驟I)所述的合成聚合物為聚氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內(nèi)酯(PCL);其中海藻酸鈉和合成聚合物的質(zhì)量比為3: 7~7: 3;
[0018]步驟2)所述的交聯(lián)劑為CaCl2、MgCl2、BaCl2、戊二醛、京尼平、二乙烯基砜、碳化二亞胺、三聚磷酸鈉中的一種或幾種。
[0019]本發(fā)明方法的優(yōu)點:
[0020]I)海藻酸鈉納米纖維經(jīng)過交聯(lián)后有較好的強(qiáng)度和保水性；
[0021]2)制備的海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維具有較好的抗菌止血效果，良好的透氣性可以使其作為傷口敷料，有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合；
[0022]3)采用天然高分子基為原材料，成本低，無毒，細(xì)胞相容性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明使用的裝置示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明按實施例1制備所得纖維的掃描電鏡圖片；
[0025]圖3是本發(fā)明按實施例2制備所得纖維的掃描電鏡圖片；

【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027](I)配制體積分?jǐn)?shù)為20%的乙醇的水溶液；配制體積分?jǐn)?shù)為1%的乙酸的水溶液
[0028](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質(zhì)量比為3: 7分散到20%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁灾峦耆芙?，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0029](3)將分子量為5X 104g/mol的殼聚糖粉末分散到I %的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入CaCl2作為交聯(lián)劑，濃度為5%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0030](4)將配制好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調(diào)整電壓為20kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。將纖維真空干燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合。
[0031]實施例2
[0032](I)配制體積分?jǐn)?shù)為20%的乙醇的水溶液；配制體積分?jǐn)?shù)為2%的乙酸的水溶液
[0033](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質(zhì)量比為3: 7分散到20%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0034](3)將分子量為1.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入CaCl2作為交聯(lián)劑，濃度為5%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0035](4)將配制好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調(diào)整電壓為20kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為30°C。啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。將纖維真空干燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合。
[0036]實施例3
[0037](I)配制體積分?jǐn)?shù)為30%的乙醇的水溶液；配制體積分?jǐn)?shù)為2%的乙酸的水溶液
[0038](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質(zhì)量比為4: 6分散到30%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt %，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0039](3)將分子量為1.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入MgCl2作為交聯(lián)劑，濃度為10%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0040](4)將配制好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調(diào)整電壓為25kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。將纖維真空干燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合。
[0041]實施例4
[0042](I)配制體積分?jǐn)?shù)為30%的乙醇的水溶液；配制體積分?jǐn)?shù)為3%的乙酸的水溶液
[0043](2)將海藻酸鈉和聚氧乙烷按質(zhì)量比為4: 6分散到30%的乙醇溶液中，溶液濃度為4wt%，然后將溶液充分?jǐn)嚢瑁灾峦耆芙?，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液。
[0044](3)將分子量為2.0X 105g/mol的殼聚糖粉末分散到2%的乙酸溶液中，溶液濃度為5wt%，向溶液中加入MgCl2作為交聯(lián)劑，濃度為10%，攪拌，以致完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液；
[0045](4)將配制好的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調(diào)整電壓為25kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5mL/h ;紡絲溫度為25°C;接收裝置溫度為25°C。啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在接收裝置中獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。將纖維真空干燥24h，以便充分除去溶劑，獲得的納米纖維可以作為傷口敷料使用，該纖維具有良好的透氣性，抗菌止血，有利于創(chuàng)面組織的生長和再生，可加速傷口的愈合。
【權(quán)利要求】
1.一種制備海藻酸鈉-殼聚糖納米級醫(yī)用敷料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)海藻酸鈉紡絲溶液的配制:將海藻酸鈉粉末和合成聚合物混合物溶解于體積分?jǐn)?shù)為10%~50%的乙醇水溶液中，配成重量百分比為3~12wt%的溶液，然后將溶液充分?jǐn)嚢?，以致完全溶解，將溶液超聲I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的海藻酸鈉電紡絲溶液； (2)殼聚糖接收溶液配制:將殼聚糖粉末溶解于體積分?jǐn)?shù)為1%~3%乙酸溶液中，配成重量比為4~1wt %的溶液，向其中加入交聯(lián)劑，攪拌，至完全溶解，將溶液靜置超聲波I~2個小時使氣泡全部析出即得到透明的殼聚糖接收溶液； (3)纖維制備步驟:將步驟(1)中配制的海藻酸鈉紡絲溶液加入溶液供給裝置中，調(diào)整電壓為15~30kV ;噴絲頭到接收裝置的距離為15~20cm ;噴絲頭紡絲溶液的流量為0.5~2.0mL/h ;紡絲溫度為25°C;啟動裝置進(jìn)行靜電紡絲，在一定的接收溫度下，交聯(lián)劑交聯(lián)海藻酸鈉納米纖維，殼聚糖通過靜電作用吸附到海藻酸鈉纖維表面，獲得海藻酸鈉-殼聚糖復(fù)合納米纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中合成聚合物為聚氧乙烷(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內(nèi)酯(PCL);其中海藻酸鈉和合成聚合物的質(zhì)量比為3: 7~7: 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中殼聚糖的分子量為5X14~2.5X105g/mol，脫乙酰度為≥90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟⑵中交聯(lián)劑為CaCl2、MgCl2、BaCl2、戊二醛、京尼平、二乙烯基砜、碳化二亞胺、三聚磷酸鈉中的一種或幾種，交聯(lián)劑的含量為5 ~15wt % ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中接受裝置的溫度為25~60°C。
【文檔編號】A61L15/28GK104069536SQ201410332254
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】孫開源 申請人:江蘇開源康達(dá)醫(yī)療器械有限公司