專利名稱：：止血纖維組成及其氣體牽伸法紡絲工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種醫(yī)用止血纖維，具體是一種利用氣體牽伸法生產(chǎn)止血纖維的制造工藝以及相應(yīng)的止血纖維組成。止血纖維是由合成高分子化合物聚乙烯醇(PVA)與傳統(tǒng)的止血藥物明膠共混進(jìn)行紡絲及各種后處理而制成的一種特殊的纖維藥物。止血纖維在體外及出血創(chuàng)面實(shí)驗(yàn)中都有粘附血小板和促進(jìn)血液凝固的作用。止血纖維所以有較好的止血作用，是取決于明膠與聚乙烯醇共紡纖維的結(jié)構(gòu)和特性，從纖維斷面顯微鏡下所見，止血纖維具有不均勻的趨于松散的芯層結(jié)構(gòu)，沒有緊密的皮層，纖維內(nèi)部存在著孔隙。這不但使纖維的結(jié)構(gòu)更加松散，而且使其內(nèi)表面增大，因此纖維顯現(xiàn)出高伸低強(qiáng)、柔軟、吸附性強(qiáng)、滲透好等特點(diǎn)，當(dāng)與血液接觸時(shí)，為彌散性滲透，具有良好的吸水性能；由于纖維很細(xì)，可以互相網(wǎng)拉，從而增強(qiáng)了物理機(jī)械性能；纖維遇到血液在一定溫度下容易溶脹，與創(chuàng)面粘著，同時(shí)擴(kuò)大了與血液的接觸面積，使血小板較容易聚集粘附在纖維上，有利于白色血栓的形成，而達(dá)到迅速止血的目的。自1972年止血纖維問世以來，長時(shí)間內(nèi)一直是采用傳統(tǒng)的維綸濕法紡絲工藝，其工藝路線可以簡單地由圖2表示。上述紡絲工藝需要使用硫酸鈉作為凝固浴使紡出纖維凝固成型，之后還需要水洗纖維以除去纖維中的硫酸鈉并用酒精脫去纖維中所含的飽和水，因此上生產(chǎn)過程長，生產(chǎn)設(shè)備多，能源和物料消耗大，產(chǎn)量低，而且有一定的環(huán)境污染。成都科技大學(xué)在濕法紡絲的基礎(chǔ)上研究發(fā)明了一種止血纖維的干法紡絲工藝，并由中國專利CN85109219A公開。在公開說明書中提供的用于干法紡絲的紡絲原液中含有40～50％的紡絲原料，50～60％的軟水和0.01～0.4％的助劑甲醛。其中的紡絲原料是將聚合度為500～700的聚乙烯醇和動物蛋白(明膠)以1∶0.5～2的比例配制而成或者單獨(dú)使用動物蛋白(明膠)。相應(yīng)地，干法紡絲的生產(chǎn)工藝是將紡絲原料溶解、過濾、脫泡后制成粘度為6000～10000厘泊的紡絲原液，紡絲原液在60～90℃、30～40kg/cm2的紡絲壓力下，以60～120米/分的噴出速度通過噴絲頭噴絲；絲條經(jīng)紡絲窗在通有熱空氣的加熱甬道中蒸發(fā)溶劑而干燥固化；甬道中進(jìn)風(fēng)量為1～3米3/分，進(jìn)風(fēng)溫度110～150℃，甬道上段溫度150～190℃，中段大于200℃，下段150～220℃；固化的絲條以100～180米/分的速度牽伸、卷繞成筒，經(jīng)集束后切斷成38～40mm長的短纖維，最后消毒制成止血纖維。與濕法紡絲相比較，干法紡絲制造止血纖維的工藝中不僅省去了凝固浴系統(tǒng)，而且相應(yīng)地省去了水洗和脫水等工序，從而減少了設(shè)備，降低了能耗、物耗，生產(chǎn)成本大大降低。同時(shí)生產(chǎn)過程無污染、無三廢，改善了勞動條件。然而，干法紡絲工藝中的紡出纖維還須經(jīng)過卷繞、牽伸、集束、切斷等工序后才能制成止血纖維，因此上工序仍然較長，工藝流程還比較復(fù)雜。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠進(jìn)一步減少生產(chǎn)工序，簡化工藝流程的一步成形制取止血纖維的氣體牽伸法紡絲工藝及其相適宜的紡絲液配方。本發(fā)明制備的止血纖維中各種原料的含量(重量百分比)為聚乙烯醇10～30％明膠70～90％楓香葉提取物0.1～0.5％鹽酸黃連素0.5～1.5％在本發(fā)明的止血纖維配方中，適量加入了一定的楓香葉提取物和鹽酸黃連素。鹽酸黃連素作為一種傳統(tǒng)的止血藥物，已經(jīng)被人們所共識。楓香葉提取物是采用金縷科植物楓香(LguidambarTaiwanjanaHance)元葉入藥。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，楓香葉中的有效成分有使血小板的粘附聚集功能增強(qiáng)的現(xiàn)象以及促進(jìn)血液凝固、縮短出血時(shí)間等作用。楓香葉產(chǎn)地分布甚廣，以中南、華東、西南各省為主，一般夏、秋季采收，曬干備用。通常楓香葉有效成分的提取是選擇50％的乙醇作為溶劑，采用浸提的方法，通過回流煮沸楓香葉，把其中的止血成分提取出來，再經(jīng)過蒸餾的方法除去乙醇和水而得到楓香葉提取物(有效成份)。一般提取物得率約為原藥的20～22％。由于楓香葉提取物及鹽酸黃連素均溶解于熱水中，因此可以將其按一定的比例直接加入到聚乙烯醇與明膠的共混原液中，直接用于紡絲，而不需要先紡成纖維再進(jìn)行浸藥后處理，簡化了工藝流程。雖然聚乙烯醇與明膠均為水溶性高分子，但在紡絲原液的制備時(shí)應(yīng)該首先在常溫下將聚乙烯醇與明膠分別溶脹，然后再在升溫和攪拌的條件下將其溶解、混和，最后加入楓香葉提取物及鹽酸黃連素藥劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍o置保溫脫泡后待用。明膠的紡絲成纖性能較差，因此在傳統(tǒng)的干法和濕法紡絲制備止血纖維工藝中均加入了一定量的聚乙烯醇以增加其紡絲成纖效果。一般文獻(xiàn)報(bào)道的聚乙烯醇與明膠的用量比為1∶1，較高的明膠用量曾達(dá)到了65％。進(jìn)一步增加明膠的用量特別是當(dāng)全部使用明膠時(shí)，制成的纖維無論從細(xì)度、柔軟性、強(qiáng)度等方面的性能都大大降低，止血效果變差。由于明膠較聚乙烯醇更易被人體吸收，特別是在腦腔內(nèi)聚乙烯醇的吸收性能很差，因此本發(fā)明嘗試了應(yīng)用氣體牽伸法紡絲工藝增加明膠用量的紡絲效果。經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用氣體牽伸法紡絲工藝可以將明膠的使用量提高到90％，也就是說，聚乙烯醇與明膠的用量比在1∶2～1∶9的范圍內(nèi)，均可以紡制成優(yōu)質(zhì)纖維，特別是當(dāng)聚乙烯醇與明膠的用量比為1∶2.5～1∶9時(shí)，制成纖維的止血效果更佳。本發(fā)明選用的聚乙烯醇的聚合度DP＝600±50，醇解度DH≥98.5％，明膠為中華藥典(P241)上規(guī)定的一級明膠。氣體牽伸法紡絲工藝的紡絲過程是脫泡后的紡絲原液經(jīng)計(jì)量泵進(jìn)入氣牽模頭的溶液腔9，并在一定的給料壓力下經(jīng)毛細(xì)管7噴出氣牽模頭?？諝饨?jīng)加壓、除油、除塵、調(diào)濕、加熱后成為壓縮空氣，由進(jìn)氣孔1進(jìn)入空氣腔2并從氣流狹縫8中高速噴出。氣流狹縫中吹出的高速壓縮空氣將模頭毛細(xì)管口的紡絲原液一次牽伸成為超細(xì)纖維并切斷成短纖維。短纖維落入預(yù)干燥甬道中脫水凝固成形后由接收盤收集并進(jìn)入遠(yuǎn)紅外干燥箱，高溫短時(shí)間脫水，最后通過干燥甲醛蒸汽熏蒸后分裝，滅菌制成止血纖維產(chǎn)品。氣體牽伸法紡絲工藝的關(guān)鍵之一是氣牽模頭的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中氣牽模頭的結(jié)構(gòu)如圖1所示由模體4、上、下蓋板3、5和模板6組成，模體4中部有溶液腔9，兩側(cè)有氣室2，氣室2由上蓋板3封住，模板6固在模體4下部，其中部的毛細(xì)管7與模體4溶液腔9相通。下蓋板5、模體4、模板6共同形成氣流狹縫8下蓋板5上的孔成為毛細(xì)管和狹縫氣流的出口。經(jīng)過大量試驗(yàn)后，確定出適合于止血纖維用氣牽模頭的主要技術(shù)參數(shù)如下毛細(xì)管長度A30～40mm；毛細(xì)管內(nèi)徑B0.2～0.5mm；氣流狹縫寬度0.5～2mm；毛細(xì)管外徑0.4～0.8mm；毛細(xì)管突出部分長度H15～30mm；氣流狹縫長度80～150mm。確定了氣牽模頭的結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)后，就需要對紡絲工藝參數(shù)進(jìn)行選擇。首先是紡絲原液的濃度。開始時(shí)認(rèn)為盡量增大紡絲液濃度，以后紡絲過程中纖維成形時(shí)脫水容易；但是在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的“糊板”現(xiàn)象。經(jīng)分析認(rèn)為紡絲原液的濃度偏大，會使其流動性變差，在毛細(xì)管中不易預(yù)取向，因而回縮較為嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致了“糊板”。經(jīng)過調(diào)整，將紡絲原液濃度控制在20～25％范圍內(nèi)時(shí)，既解決了“糊板”現(xiàn)象，也達(dá)到了最佳的紡絲成形效果。此時(shí)紡絲原液在45℃時(shí)的粘度測定值為200～300CP。影響原液紡絲過程的工藝參數(shù)較多，而且各參數(shù)之間又相互關(guān)聯(lián)，因而確定起來較為困難。通過觀察，發(fā)現(xiàn)噴絲頭給料壓力P1與壓縮空氣流量Q氣對紡絲料點(diǎn)(紡絲原液未拉細(xì)成纖的一種顆粒狀物)的產(chǎn)生有較大影響，而紡絲時(shí)紡絲原液溫度T料和壓縮空氣溫度T氣以及紡絲原液粘度η對紡絲過程中的“糊板”現(xiàn)象有較大影響，空氣中的濕度Hc也對紡絲有較大的影響。綜合各種因素，通過多次反復(fù)紡絲試驗(yàn)，最后確定的各工藝參數(shù)范圍如下噴絲頭給料壓力P10.5～2kgf/cm2；紡絲原液溫度T料70～80℃；(每個)壓縮空氣流量Q氣40～70m3/h；壓縮空氣溫度T氣45～70℃；紡絲原液粘度η45℃100～500CP；空氣濕度Hc45～60％。在上述工藝條件下，紡絲過程比較順利，而且纖維成形較好，能符合止血纖維各項(xiàng)批標(biāo)要求。制成的止血纖維不斷落入預(yù)干燥甬道中，為使纖維在落入接收盤之前脫掉足夠的水分達(dá)到互不粘連的程度，必須使其在合適溫度的熱風(fēng)環(huán)境中下落足夠長的路徑。本發(fā)明的預(yù)干燥甬道長2～4米，甬道上部溫度85～90℃，中部90～100℃，下部100～120℃，為一個梯度溫度分布。氣體牽伸法紡絲工藝制成的止血纖維纖度極細(xì)，因而在強(qiáng)度上有所降低，其主要原因是纖維中的明膠沒有交聯(lián)，所以有“粘手”的現(xiàn)象，這便使止血纖維的方便使用受到了影響。為此本發(fā)明采用遠(yuǎn)紅外干燥箱高溫短時(shí)間脫水，以使止血纖維取向的分子間產(chǎn)生一定的熱結(jié)晶，之后通過干燥甲醛蒸汽常溫下熏蒸處理，增加止血纖維的機(jī)械強(qiáng)度，不僅達(dá)到“不粘手”的目的，而且沒有破壞止血纖維原有的細(xì)度和柔軟度，使其更易粘附于傷口表面。應(yīng)用氣體牽伸法紡絲工藝制成的止血纖維屬于超細(xì)纖維，纖維更加細(xì)密、更加柔軟、有效表面積更大，止血效果更佳。經(jīng)山西省藥品檢驗(yàn)所檢驗(yàn)，各檢驗(yàn)數(shù)據(jù)均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。具體見下表表1</tables>與傳統(tǒng)止血纖維紡絲工藝相比，氣體牽伸法紡絲工藝進(jìn)一步簡化為一步紡絲成形，即由加入藥物的紡絲原液一步噴絲成為成品止血纖維，生產(chǎn)過程大大簡化，生產(chǎn)流程極為簡短，完全排除了濕法工藝中的凝固浴系統(tǒng)和濕熱處理系統(tǒng)以及干法工藝中的卷繞和集束切斷等工序。從生產(chǎn)角度看，大大提高了生產(chǎn)效率，減少許多工序從而減少了纖維的損耗，降低了生產(chǎn)成本；從醫(yī)用角度講，由于生產(chǎn)過程縮短，從而減少了纖維受污染的機(jī)會，使醫(yī)用更加安全可靠。楓香葉提取物及鹽酸黃連素等止血藥劑直接溶于紡絲原液中，從而一步紡絲制成止血纖維，大大減化了原工藝中的藥物處理部分；另外，由于藥物是分散狀存在于纖維內(nèi)部，使得纖維的藥理性能更加穩(wěn)定。本發(fā)明的整個生產(chǎn)過程中無任何污染產(chǎn)生，無需有“三廢”處理裝置。圖1為本發(fā)明中氣牽模頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為傳統(tǒng)維綸濕法紡絲工藝路線圖。以下結(jié)合一個具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例。1、楓香葉提取物的制取。把粉碎好的楓香樹葉12公斤通過加料口加入到帶回冷凝器的100L蒸汽夾套蒸餾釜中，加入50％乙醇溶液60L，蒸汽加熱升溫至85～90℃，常壓下回流煮沸40分鐘，停止加熱，冷卻后將提取液過濾，收集入貯罐；再向釜中加入36L50％的乙醇溶液，升溫至85～90℃回流煮沸40分鐘，冷卻后提取液放入貯罐中；第三次向釜中加入30L50％的乙醇溶液，85～90℃回流煮沸40分鐘，提取液冷卻后放入貯罐中。三次共收集提取液120L左右。將過濾后提取液的60L加入到帶直形冷凝器的100L蒸汽夾套蒸餾釜中，控制溫度80～90℃，收集該區(qū)間餾份乙醇，大約30L左右，蒸出的乙醇可回收循環(huán)使用。乙醇蒸餾完畢后繼續(xù)升溫至100℃，收集到約20L的過量水份，停止蒸餾，放出蒸餾釜中的提取液，共得10L。將此楓香葉提取物貯存于冰柜中。2、紡絲原液的制備。準(zhǔn)確稱取5公斤的聚合度為600±50，醇解度為99％的聚乙烯醇(PVA)加入到200L的溶解釜中，計(jì)量加入33公斤的蒸餾水，室溫下靜置2小時(shí)，使PVA溶脹。準(zhǔn)確稱取15公斤一級食用明膠(GL)，平均加入到幾個不銹鋼溶脹盤中，再把55公斤的蒸餾水分加到各盤中靜置2小時(shí)，使GL溶脹。溶解釜蒸汽加熱，30分鐘內(nèi)使釜內(nèi)物料溫度升至85～90℃，攪拌30分鐘，使PVA成高粘度狀的溶液，然后自加料口加入溶脹好的塊狀GL。隨著GL的加入和不斷的攪拌，物料的粘度逐漸變小。添加完GL后繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0～90分鐘，使PVA與GL完全溶解，同時(shí)加入0.3公斤的鹽酸黃連素和0.05公斤的楓香葉提取物，繼續(xù)攪拌30分鐘，得到淺褐色狀膠液。該膠液在45℃時(shí)的粘度為100～500CP。在2～4kg/cm2壓力下，將膠液自出料口經(jīng)過濾器壓入到200L脫泡釜中，在70～80℃下靜置，自然脫泡8小時(shí)得紡絲原液。3、制備止血纖維。脫泡釜通過原液分配槽與呈一字形排列的10個氣牽模頭相通。打開脫泡釜下面的出料閥門，以壓縮空氣加壓脫泡釜，紡絲原液經(jīng)過過濾器、截止閥到達(dá)原液分配槽，經(jīng)均勻分配后到達(dá)各噴絲頭的溶液腔。調(diào)節(jié)相應(yīng)的溫度控制開關(guān)，控制噴絲頭區(qū)溫度保持在70～80℃，空氣加熱器的溫度保持在60～70℃，預(yù)干燥甬道部分溫度控制在80～100℃。壓縮空氣依次經(jīng)過除油器、減壓閥、過濾器、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、加濕器、加熱器以及空壓分配管后進(jìn)入氣牽模頭的氣室。調(diào)節(jié)相應(yīng)的壓力控制開關(guān)，使每個噴絲頭的壓縮空氣流量控制在56m3/h總氣流量保持在560～600m3/h，控制噴絲頭給料壓力保持在1.5～2.0kg/cm3。溶液腔中的紡絲原液在壓力和壓縮空氣的作用下被牽伸切斷成纖細(xì)的液體細(xì)流，細(xì)流落入2～4m長的預(yù)干燥甬道中，干燥脫水而成無規(guī)排列的短纖維，最后落到纖維接收盤上，經(jīng)遠(yuǎn)紅外干燥箱100～120℃下干燥脫水1～2小時(shí)，即可得到膨松、網(wǎng)狀型的止血纖維。纖維含水量小于10％。4、止血纖維的后處理。將膨松狀的止血纖維放置在熏蒸小車上，在甲醛熏蒸室的甲醛蒸汽中進(jìn)行縮醛化處理。熏蒸室的溫度保持在20～25℃，4～6小時(shí)后自熏蒸室拉出小車，在通風(fēng)性好的平衡室中放置8小時(shí)左右、使殘存在止血纖維中的甲醛蒸汽完全揮發(fā)掉?？s醛化處理后的止血纖維裝入內(nèi)包裝袋中以環(huán)氧乙烷滅菌消毒，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行外包裝成為成品止血纖維。權(quán)利要求1.一種止血纖維，由聚乙烯醇和明膠共紡制成，其特征在于其重量百分比為聚乙烯醇10～30％明膠70～90％2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止血纖維，其特征在于所述聚乙烯醇的聚合度DP＝600±50，醇解度DH≥98.5％。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止血纖維，其特征在于止血纖維中還添加有一定量的楓香葉提取物和鹽酸黃連素，其占纖維組分的重量百分比為楓香葉提取物0.1～0.5％鹽酸黃連素0.5～1％4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的止血纖維，其特征在于所述楓香葉提取物的制備是在65～90℃條件下，以50％乙醇溶液常壓浸提楓香葉，浸提液常壓蒸鎦除去乙醇和水后得到楓香葉提取物。5.適合于權(quán)利要求1所述止血纖維的氣體牽伸法紡絲工藝，是將制成的紡絲原液脫泡后送入氣牽模頭噴絲，絲條由氣牽模頭吹出的壓縮空氣牽伸并切斷，短纖維落入預(yù)干燥甬道中脫水，并經(jīng)遠(yuǎn)紅外烘干和甲熏蒸汽醺蒸后消毒包裝，其特征在于各工藝條件是噴絲頭給料壓力P10.5～2kgf/cm2；紡絲原液溫度T料70～80℃紡絲原液粘度η45℃100～500CP；壓縮空氣流量Q氣40～70m3/h；壓縮空氣溫度T氣45～70℃；空氣溫度Hc45～60％；預(yù)干燥甬道上部溫度85～90℃；預(yù)干燥甬道中部溫度90～100℃預(yù)干燥甬道下部溫度100～140℃。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紡絲工藝，其特征在于所述的紡絲原液制備是在常溫下將聚乙烯醇和明膠分別溶脹，然后升溫溶解并混合，并加入楓香葉提取物和鹽酸黃連素制得。7.用于權(quán)利要求5紡絲工藝中的氣牽模頭，由模體(4)、上下蓋板(3、5)和模板(6)組成，模體(4)中部有溶液腔(9)，兩側(cè)有氣室(2)，氣室(2)由上蓋板(3)封住，模板(6)固定在模體(4)下部，其中部的毛細(xì)管(7)與模體(4)溶液腔(9)相通，下蓋板(5)、模體(4)、模板(6)共同形成氣流狹縫(8)，下蓋板(5)上的孔成為毛細(xì)管和狹縫氣流的出口，其特征在于，氣牽模頭各參數(shù)為毛細(xì)管長度A30～40mm；毛細(xì)管內(nèi)徑B0.2～0.5mm；氣流狹縫寬度0.5～2mm；毛細(xì)管外徑0.4～0.8mm；毛細(xì)管充出部分長度H15～30mm；氣流狹縫長度80～150mm。全文摘要一種止血纖維的組成，包括有聚乙烯醇、明膠、楓香葉提取物及鹽酸黃連素。本發(fā)明還包括止血纖維的氣體牽伸法紡絲工藝，該工藝流程簡單、生產(chǎn)效率高。制得的止血纖維性能優(yōu)越，止血效果好。文檔編號D06M15/327GK1157355SQ9611269公開日1997年8月20日申請日期1996年10月21日優(yōu)先權(quán)日1996年10月21日發(fā)明者徐紅權(quán),王俊德,侯養(yǎng)全,李毅勇,曾祥文申請人:山西省化學(xué)纖維研究所