本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種以可降解脂肪族聚酯作為主要基體材料并加載非溶出型陽離子抗菌劑的傷口護理膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

皮膚是保護人體免受外界侵害的第一道防線，日常生活中，不可避免的會因創(chuàng)傷、燒傷等外力因素或人體病變等自身因素造成皮膚的缺損從而形成傷口，若在傷口愈合過程中，細菌入侵受傷部位且增殖密度達到10⁵CFU/mL,則會引發(fā)炎癥及感染，持續(xù)的炎癥刺激會導(dǎo)致巨噬細胞和中性粒細胞數(shù)量的增多，與其相關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶水平上升，而基質(zhì)金屬蛋白酶會導(dǎo)致細胞外基質(zhì)和一些生長因子的降解，阻礙傷口愈合。因此，預(yù)防細菌感染及傷口感染后快速滅菌是傷口護理的關(guān)鍵步驟。目前臨床解決辦法是在傷口部位覆蓋抑菌性傷口護理膜，通過抑菌劑的抑菌殺菌作用來避免傷口感染同時促進傷口愈合。

目前用于傷口護理膜的抑菌劑主要為抗生素、納米銀和有機硅季銨鹽等。含抗生素的傷口護理膜雖然具有較好的抑菌效果，但單一抗生素只對有限的細菌有抑菌殺菌效果，不具備廣譜耐藥性，而且抗生素的不可控釋放會引起細菌耐藥性，影響傷口的愈合。納米銀具有廣譜抗菌性，但隨著使用時間增加，納米銀不斷溶出向人體內(nèi)釋放，納米銀在體內(nèi)累積引起的生理毒性不可忽視。有機硅季銨鹽是一種廣譜抗菌的非溶出型陽離子型抗菌劑，能有效地抑制革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌和真菌。有研究表明,將其用于純棉織物整理,發(fā)現(xiàn)對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠球菌24h后的抑菌率分別達到98.12％、96.86％、95.14％,顯示出廣譜抗菌效果和較高抗菌率且安全無毒、無致酶反應(yīng)。目前，有機硅季銨鹽抗菌劑廣泛運用于紡織品整理、醫(yī)療消毒、抗菌材料等領(lǐng)域。以大腸桿菌作為細菌模型研究有機硅季銨鹽的抑菌機理，結(jié)果表明氮正離子吸引帶負電的大腸桿菌，造成細菌表面膜電荷不均衡破壞菌膜導(dǎo)致胞漿泄露，達到殺菌效果。因此有機硅季銨鹽抗菌劑屬于接觸式殺菌機理，不涉及核酸復(fù)制轉(zhuǎn)錄等生理過程，因此不會引起耐藥性?，F(xiàn)今最優(yōu)秀的抗菌整理劑是美國Dow Corning公司研制出的DC-5700，是一種帶硅烷基的非溶出性有機硅季銨鹽，可與帶羥基表面反應(yīng)制備抗菌材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.一種廣譜抗菌型傷口護理膜，其特征是：以可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子共混作為基體材料，并添加非溶出型陽離子抗菌劑，靜電紡絲制備納米纖維膜材料；其中合成可降解脂肪族聚酯與可降解天然高分子的質(zhì)量比為95/5‐70/30，非溶出型陽離子抗菌劑與基體材料總質(zhì)量的質(zhì)量比為5/100‐30/100。

2.可降解天然高分子材料包括：Ⅰ型膠原、明膠、殼聚糖、淀粉、纖維素、彈性蛋白中的一種或一種以上混合物。

3.可降解脂肪族聚酯包括：聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乳酸‐羥基乙酸共聚物、聚乳酸‐己內(nèi)酯共聚物、聚乳酸‐羥基乙酸‐己內(nèi)酯共聚物其中的一種或一種以上混合物。

4.非溶出型陽離子抗菌劑包括：含C10‐C18烷基的三甲氧基硅烷的有機硅季銨鹽、含C10‐C18烷基的三乙氧基硅烷的有機硅季銨鹽。

5.傷口護理膜結(jié)構(gòu)特征為具有無規(guī)排列的納米級纖維結(jié)構(gòu)，平均搭橋孔徑為2‐6μm，纖維直徑為200‐500nm，膜厚度為50‐500μm。

6.所述傷口護理膜的方法，其特征含有如下步驟：

[1]將可降解脂肪族聚酯溶于有機溶劑中，室溫下磁力攪拌6‐24h，得到可降解脂肪族聚酯質(zhì)量濃度為0.04‐0.2g/mL的溶液A；

[2]將可降解的天然高分子溶于有機溶劑中，室溫下磁力攪拌6‐24h，得到可降解的天然高分子質(zhì)量濃度為0.04‐0.2g/mL的溶液B；

[3]按一定體積比例將溶液A和溶液B混合，并加入一定質(zhì)量的非溶出型陽離子抗菌劑，一定溫度下磁力攪拌6‐24h，得到聚合物質(zhì)量濃度為0.04‐0.2g/mL的溶液C，溶液C中可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子的質(zhì)量比為95/5‐70/30，非溶出型陽離子抗菌劑與聚合物總質(zhì)量的質(zhì)量比為5/100‐20/100；聚合物為可降解脂肪族聚酯和可降解天然高分子；

[4]用溶液C進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為300‐1000rpm，紡絲液流動速率為0.5‐10mL/h，電壓7‐30kV，接收距離8‐30cm，紡絲時間0.5‐30h，得到厚度為50‐500μm的靜電紡絲纖維膜；

[5]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置2‐7天，包裝消毒。

7.有機溶劑為六氟異丙醇、三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇、二氯甲烷、N,N‐二甲基甲酰胺中的一種或幾種混合溶劑。

傷口護理膜需具備一定的力學(xué)強度以滿足在使用過程中的可操作性，優(yōu)異的生物相容性不會引起排斥反應(yīng)，并且要具備透氣吸水性保持傷口床處于濕性愈合的狀態(tài)。因此，結(jié)合可降解合成高分子和可降解天然高分子制備傷口護理膜，既具有合成高分子優(yōu)良的力學(xué)性能又具有天然高分子良好的生物相容性。

靜電紡絲制備納米纖維是最簡便易行的方法，2010年至今，靜電紡絲技術(shù)正成為傷口護理膜、藥物緩釋和組織工程等領(lǐng)域的研究熱點之一；電紡納米纖維膜作為傷口護理膜具有如下特點：納米級纖維直徑,類似天然細胞外基質(zhì)中纖維直徑；高比表面積可促進止血，并可進行表面官能化；高孔隙率有利于細胞呼吸，透氣性好；相互連通的納米孔阻礙了細胞向內(nèi)生長和細菌入侵；機械強度與天然皮膚組織相類似。

因此，利用有機硅季銨鹽的特性和靜電紡絲技術(shù)制備非溶出性抑菌納米纖維，具有高比表面積——反應(yīng)位點多；高孔隙率——透氣性好；連通納米孔——防傷口黏連；陽離子“觸殺”機理——無耐藥性；非溶出型——無污染的優(yōu)點，有作為傷口護理膜的潛在價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法實施例1所制備的聚己內(nèi)酯-明膠(質(zhì)量比7:3)載不同量3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨的納米纖維膜的相關(guān)實施效果圖，其余實施例都能達到類似的效果。

圖片中樣品的命名方式為：PG-Q5表示紡絲PCL-Gelatin(質(zhì)量比7:3)的納米纖維膜中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨與PCL-Gelatin總質(zhì)量的質(zhì)量比為5％，PG-Q10表示紡絲PCL-Gelatin(質(zhì)量比7:3)的納米纖維膜中3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨與PCL-GEL總質(zhì)量的質(zhì)量比為10％，其他樣品類推，其中P為聚己內(nèi)酯PCL縮寫，G為明膠Gelatin縮寫，Q為有機硅季銨鹽QAS的縮寫。

(a)是上述納米纖維膜的SEM照片。

(b)是上述納米纖維膜細胞毒性結(jié)果柱狀圖(細胞毒性檢測采用L929細胞，RGR表示細胞的相對增殖率)。

(c)是按照震蕩搖瓶法進行的抑菌試驗情況：3h是37℃下材料和金黃色葡萄球菌菌液培養(yǎng)3h時，PG，PG-Q5，PG-Q10，PG-Q15，PG-Q20納米纖維膜細菌菌落情況；6h是37℃下材料和金黃色葡萄球菌菌液培養(yǎng)6h時，PG，PG-Q5，PG-Q10，PG-Q15，PG-Q20納米纖維膜細菌菌落情況；12h是37℃下材料和金黃色葡萄球菌菌液培養(yǎng)12h時，PG，PG-Q5，PG-Q10，PG-Q15，PG-Q20納米纖維膜細菌菌落情況。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于這些實例。

實施例1

[1]將1.68g聚己內(nèi)酯溶于20g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌6h使其溶解得到溶液A。

[2]將0.72g明膠溶于10g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌6h使其溶解得到溶液B。

[3]將溶液A和溶液B混合，室溫下磁力攪拌6h使其混勻得到溶液C。

[4]取0.24g 3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨溶于7.6g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌得到溶液D。

[5]將溶液C和溶液D混合，60℃下磁力攪拌6h，使3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨充分水解并與聚己內(nèi)酯和明膠發(fā)生交聯(lián)，得到溶液E，溶液E中聚合物濃度為6％，聚己內(nèi)酯和明膠質(zhì)量比為70:30，3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨與聚己內(nèi)酯和明膠的總質(zhì)量比為10％。

[6]用溶液E進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為600rpm，紡絲液流動速率為1.5mL/h,電壓18kV，接收距離15cm，紡絲12h,得到厚度450μm的電紡絲纖維膜。

[7]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置2天，包裝消毒。

實施例2

[1]將2.56g聚己內(nèi)酯溶于20g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌24h使其溶解得到溶液A。

[2]將0.64g殼聚糖溶于10g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌24h使其溶解得到溶液B。

[3]將溶液A和溶液B混合，室溫下磁力攪拌24h使其混勻得到溶液C。

[4]取0.16g 3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十二烷基氯化銨溶于6.8g三氟乙醇，室溫下磁力攪拌得到溶液D。

[5]將溶液C和溶液D混合，60℃下磁力攪拌24h，使3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十二烷基氯化銨充分水解并與聚己內(nèi)酯和殼聚糖發(fā)生交聯(lián)，得到溶液E，溶液E中聚合物濃度為8％，聚己內(nèi)酯和殼聚糖質(zhì)量比為80:20，3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十二烷基氯化銨與聚己內(nèi)酯和殼聚糖的總質(zhì)量比為5％。

[6]用溶液E進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為300rpm，紡絲液流動速率為0.5mL/h,電壓7kV，接收距離12cm，紡絲30h,得到厚度500μm的電紡絲纖維膜。

[7]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置5天，包裝消毒。

實施例3

[1]將2.28g聚乳酸溶于20g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌8h使其溶解得到溶液A。

[2]將0.12g明膠溶于10g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌6h使其溶解得到溶液B。

[3]將溶液A和溶液B混合，室溫下磁力攪拌12h使其混勻得到溶液C。

[4]取0.36g 3‐(三乙氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨溶于7.6g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌得到溶液D。

[5]將溶液C和溶液D混合，60℃下磁力攪拌12h，使3‐(三乙氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨充分水解并與聚乳酸和明膠發(fā)生交聯(lián)，得到溶液E，溶液E中聚合物濃度為6％，聚乳酸和明膠質(zhì)量比為95:5，3‐(三乙氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨與聚乳酸和明膠的總質(zhì)量比為15％。

[6]用溶液E進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為1000rpm，紡絲液流動速率為10mL/h,電壓20kV，接收距離30cm，紡絲0.5h,得到厚度50μm的電紡絲纖維膜。

[7]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置7天，包裝消毒。

實施例4

[1]將1.44g聚己內(nèi)酯溶于10g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌24h使其溶解得到溶液A。

[2]將0.72g聚羥基乙酸溶于10g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌24h使其溶解得到溶液B。

[3]將0.24g殼聚糖溶于10g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌6h使其溶解得到溶液C。

[4]將溶液A、溶液B和溶液C混合，室溫下磁力攪拌6h使其混勻得到溶液D。

[5]取0.48g 3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨溶于7.6g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌得到溶液E。

[6]將溶液D和溶液E混合，60℃下磁力攪拌6h，使3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨充分水解并與聚己內(nèi)酯、聚羥基乙酸和殼聚糖發(fā)生交聯(lián)，得到溶液F，溶液E中聚合物濃度為6％，聚己內(nèi)酯、聚羥基乙酸和殼聚糖質(zhì)量比為60:30:10，3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十六烷基氯化銨與聚己內(nèi)酯、聚羥基乙酸和殼聚糖的總質(zhì)量比為20％。

[7]用溶液F進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為300rpm，紡絲液流動速率為3.1mL/h,電壓18kV，接收距離8cm，紡絲5h,得到厚度300μm的電紡絲纖維膜。

[8]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置4天，包裝消毒。

實施例5

[1]將2.4g聚己內(nèi)酯溶于20g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌10h使其溶解得到溶液A。

[2]將0.8g纖維素溶于10g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌10h使其溶解得到溶液B。

[3]將溶液A和溶液B混合，室溫下磁力攪拌24h使其混勻得到溶液C。

[4]取0.96g 3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨溶于6.8g六氟異丙醇，室溫下磁力攪拌得到溶液D。

[5]將溶液C和溶液D混合，60℃下磁力攪拌24h，使3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨充分水解并與聚己內(nèi)酯和纖維素發(fā)生交聯(lián)，得到溶液E，溶液E中聚合物濃度為8％，聚己內(nèi)酯和明膠質(zhì)量比為75:25，3‐(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨與聚己內(nèi)酯和纖維素的總質(zhì)量比為30％。

[6]用溶液E進行靜電紡絲，以不銹鋼滾筒為接收裝置，滾筒轉(zhuǎn)動速率為700rpm，紡絲液流動速率為2.5mL/h,電壓12kV，接收距離10cm，紡絲2h,得到厚度150μm的電紡絲纖維膜。

[7]靜電紡絲結(jié)束后，將紡絲膜在通風(fēng)櫥中室溫放置3天，包裝消毒。