本發(fā)明涉及醫(yī)用敷料,具體涉及一種納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、醫(yī)用敷料的功能包括保護(hù)傷口、物理壓迫止血、吸收傷口滲出液等。而傷口可以分為三大類,即慢性傷口、創(chuàng)傷和手術(shù)傷口。慢性傷口中最典型的例子是褥瘡和糖尿病足、腿部潰瘍等。慢性傷口難以愈合,極易出現(xiàn)大量的滲出液,這些滲出液存留在傷口處易刺激傷口,造成感染發(fā)炎,更甚會導(dǎo)致傷口擴(kuò)大,不利于傷口愈合。用于該類傷口的敷料應(yīng)具有生物相容性好、吸收大量滲出液和抗菌的性能。
2、泡沫型醫(yī)用敷料具有多孔結(jié)構(gòu),吸液能力較強(qiáng),是大量滲液傷口的理想材料。目前以聚氨酯、聚酯等為基材的泡沫型醫(yī)用敷料較為常見。該類材料來源于石油基資源,不易降解,對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和社會的可持續(xù)發(fā)展均不利。而且,該類敷料大都是泡沫材料直接與傷口貼合,從材料本身以及泡沫的微觀結(jié)構(gòu)方面來講,對傷口的愈合不具有優(yōu)勢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的目的是提供一種納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料及其制備方法。
2、本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
3、一種納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料的制備方法,包括以下步驟:
4、(1)將小麥面筋蛋白粉、增塑劑和堿分散于水中,得到小麥面筋蛋白分散液,將所述小麥面筋蛋白分散液加熱并剪切攪拌,然后加入聚乙烯醇(pva)混合均勻,冷凍干燥后得到小麥面筋蛋白泡沫;
5、(2)將海藻酸鈉水溶液、聚乙烯醇水溶液和羧甲基殼聚糖(cmcs)水溶液混合,得到靜電紡絲液;
6、(3)在步驟(1)得到的小麥面筋蛋白泡沫的一側(cè)涂覆二價金屬陽離子水溶液并采用步驟(2)得到的靜電紡絲液進(jìn)行靜電紡絲,同時對小麥面筋蛋白泡沫的另一側(cè)進(jìn)行吸風(fēng)處理,得到所述納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料。
7、小麥面筋蛋白是生產(chǎn)小麥淀粉的副產(chǎn)物,是一種可降解植物蛋白,廉價易得。其特殊的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白成分使其具有良好的粘彈性,適合開發(fā)泡沫類產(chǎn)品。海藻酸鈉是一種從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種天然多糖,它來源豐富,環(huán)境友好,具有生物相容、可生物降解、無毒、不粘連創(chuàng)口等優(yōu)點。聚乙烯醇是一種用途較為廣泛的合成類生物聚合物,它穩(wěn)定性高,水溶性、力學(xué)強(qiáng)度好,經(jīng)常被用來混合天然材料靜電紡絲。羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物,有許多醫(yī)學(xué)功效,如促進(jìn)創(chuàng)面愈合、止血、抑制瘢痕、鎮(zhèn)痛和抑菌作用等。通過靜電紡絲法可制備以海藻酸鈉和聚乙烯醇為二元聚合物基體,摻雜羧甲基殼聚糖的納米纖維膜。納米纖維的高比表面積、高孔隙率,有利于細(xì)胞呼吸和氣體滲透,為細(xì)胞提供物理支持,并為增殖、遷移和分化提供最佳的微環(huán)境,此外納米纖維膜結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)相似,有利于細(xì)胞粘附,促進(jìn)組織再生,相較于泡沫來說納米纖維膜的特殊結(jié)構(gòu)更加利于傷口愈合。
8、因此,本發(fā)明以可降解小麥面筋蛋白為主要原料,利用小麥面筋蛋白內(nèi)含有的特殊蛋白成份(谷蛋白和醇溶蛋白),通過控制溫度和剪切攪拌使面筋蛋白分子鏈重排,在高速剪切條件下使溶液與空氣中的氧充分接觸,并通過添加堿進(jìn)一步使更多的巰基產(chǎn)生氧化形成二硫鍵,促進(jìn)分子內(nèi)和分子間二硫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成。本發(fā)明不添加化學(xué)交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)就能使泡沫具有較高的吸水率和吸水膨脹性能,避免了使用化學(xué)交聯(lián)劑帶來的毒性、成本、工藝流程長等不利影響。pva對泡沫的外觀形貌及力學(xué)性能有顯著影響,添加適量的pva可制備外觀形貌良好、吸水率大的小麥面筋蛋白泡沫作為復(fù)合醫(yī)用敷料的基層。此外,以生物相容性好的海藻酸鈉和能夠提高海藻酸鈉可紡性的pva為原料,添加羧甲基殼聚糖,通過靜電紡絲制備海藻酸鈉/聚乙烯醇/羧甲基殼聚糖納米纖維膜,作為復(fù)合醫(yī)用敷料的表層。并通過在泡沫表層噴灑二價金屬陽離子水溶液與海藻酸鈉產(chǎn)生物理交聯(lián)的方法和吸風(fēng)處理解決表層納米纖維膜與基層泡沫的緊密復(fù)合問題,吸風(fēng)處理有助于納米纖維與泡沫的接觸,未進(jìn)行吸風(fēng)處理會導(dǎo)致接觸不緊密,無法充分發(fā)揮金屬離子的作用。只有當(dāng)納米纖維緊密接觸到泡沫表面的二價金屬陽離子水溶液時,界面上的二價金屬陽離子離子與堿金屬離子的交換形成凝膠,有利于納米纖維與泡沫的粘合,得到納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料。
9、泡沫的作用是吸收大量滲出液,但表面結(jié)構(gòu)和功能有待提高,納米纖維膜的作用是與傷口直接接觸,依靠海藻酸鈉、羧甲基殼聚糖的抗菌作用和微納米纖維柔軟舒適及其多孔隙結(jié)構(gòu)對傷口治療起到積極的作用,但其力學(xué)強(qiáng)度低、吸液量有限,無法單獨(dú)使用,所以復(fù)合醫(yī)用敷料中納米纖維膜與泡沫二者的復(fù)合結(jié)合了兩者的優(yōu)點,是治療壓瘡、糖尿病足等具有大量滲出液的慢性傷口的理想材料。
10、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述小麥面筋蛋白粉的質(zhì)量占小麥面筋蛋白分散液質(zhì)量的5%~15%。
11、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述述增塑劑為甘油、乙二醇和丙二醇中的一種或幾種,所述增塑劑的質(zhì)量為小麥面筋蛋白粉質(zhì)量的15%~30%。
12、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述堿的質(zhì)量為小麥面筋蛋白粉質(zhì)量的0.5%~3%。
13、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述堿選自氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。
14、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述加熱的溫度為75~90℃。
15、進(jìn)一步地,在步驟(1)中,所述剪切攪拌采用8000~10000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行機(jī)械攪拌6~15min。
16、相比立體泡沫,在制備片狀泡沫時,表觀形貌不容易控制,容易出現(xiàn)冰晶花紋、不均勻、小孔等缺陷。pva的加入會顯著改善泡沫的均勻性,但量過大會降低吸水率,因此控制加入pva的質(zhì)量占pva與小麥面筋蛋白粉質(zhì)量之和的5%~20%。
17、此外,必須在加熱剪切攪拌結(jié)束后加入pva,否則會影響分子間二硫鍵的交聯(lián)。
18、在本發(fā)明的一個實施例中,在步驟(1)中,將小麥面筋蛋白粉分散于水中,添加增塑劑和堿,得到小麥面筋蛋白分散液,將所述小麥面筋蛋白分散液在75~90℃下加熱,并采用8000~10000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行機(jī)械攪拌6~15min,最后加入聚乙烯醇混合均勻,將混合均勻后的溶液用注射器轉(zhuǎn)移到模具內(nèi),并在表面加蓋,使溶液完全充滿模具,冷凍干燥后得到圓形小麥面筋蛋白片狀泡沫。
19、進(jìn)一步地,在步驟(2)中,所述海藻酸鈉水溶液、聚乙烯醇水溶液和羧甲基殼聚糖水溶液的體積比為(5~8):(1~3):(1~2)。
20、進(jìn)一步地,在步驟(2)中,所述海藻酸鈉的質(zhì)量占海藻酸鈉水溶液質(zhì)量的1%~5%。
21、進(jìn)一步地,在步驟(2)中,所述聚乙烯醇的質(zhì)量占聚乙烯醇水溶液質(zhì)量的5%~15%。
22、進(jìn)一步地,在步驟(2)中,所述羧甲基殼聚糖的質(zhì)量占羧甲基殼聚糖水溶液質(zhì)量的2%~10%。
23、進(jìn)一步地,在步驟(3)中,所述二價金屬陽離子水溶液中二價金屬陽離子的含量為2%~5%。
24、進(jìn)一步地,在步驟(3)中,所述二價金屬陽離子選自鈣離子、鋅離子和銅離子中的一種或幾種,從成本和毒性上優(yōu)選為鈣離子。
25、進(jìn)一步地,在步驟(3)中,將小麥面筋蛋白片狀泡沫放置于具有泡沫孔洞的靜電紡絲接收板上,接收板后方加裝吸風(fēng)裝置,吸風(fēng)處理能夠促進(jìn)納米纖維膜粘附在泡沫上。
26、進(jìn)一步地,所述吸風(fēng)處理的吸風(fēng)風(fēng)壓為2~3.5kpa。
27、進(jìn)一步地,在步驟(3)中,所述靜電紡絲的條件為紡絲電壓為10~20kv,紡絲距離為10~20cm,推料速率為0.001~0.003mm/s,針頭型號為22g,紡絲時間為90~150min。
28、本發(fā)明還保護(hù)上述的方法制備得到的納米纖維/小麥面筋蛋白泡沫復(fù)合醫(yī)用敷料。
29、本發(fā)明的有益效果:
30、本發(fā)明以小麥面筋蛋白泡沫為基層,以海藻酸鈉/聚乙烯醇/羧甲基殼聚糖納米纖維膜為表層(傷口接觸層),制備一種復(fù)合醫(yī)用敷料,既具有優(yōu)良的吸液率又具有微納米多孔隙結(jié)構(gòu)和抗菌等作用,并可生物降解,為慢性傷口的護(hù)理提供一種新型的復(fù)合醫(yī)用敷料。