具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的電紡纖維抗菌-止血材料及其制備 方法，屬于生物醫(yī)用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 止血材料和抗菌材料在傷后急救或醫(yī)療救護(hù)中具有十分重要的地位。目前臨床上 常用的止血材料有明膠、氧化纖維素、纖維蛋白膠、殼聚糖等，而形式常為海綿、紗布等，這 些常用的止血材料的止血性能尤其是止血速度尚不能完全滿足所有急救情況的需求。凝血 酶作為一種生物制劑具有良好的止血效果，但市售為凍干粉狀態(tài)，存在使用方法復(fù)雜以及 易失活等缺點(diǎn)。此外，目前各類抗菌材料也有大量的研究報(bào)導(dǎo)，其中作為天然高分子材料的 殼聚糖不僅具有良好的生物相容性和生物可降解性，而且具有良好的抗菌功能，在生物醫(yī) 用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但由于殼聚糖其酸性水溶液具有高粘度、高電荷以及強(qiáng)烈的分子 內(nèi)和分子間氫鍵作用，很難單獨(dú)成功紡絲。
[0003] 靜電紡絲是一種利用聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下的噴射作用進(jìn)行紡絲加 工的工藝。由靜電紡絲加工得到的纖維產(chǎn)品稱為電紡纖維。電紡纖維最大的特點(diǎn)是直徑非 常小，比常規(guī)方法制得的纖維直徑小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，其直徑范圍一般在3nm~1 ym。電紡纖維 無紡布孔隙率高、比表面積大、纖維精細(xì)程度與均一性高、長徑比大，這些由傳統(tǒng)紡絲方法 所無法獲得的優(yōu)良特性，賦予了電紡纖維廣闊的應(yīng)用前景。目前，在傳感器、傷口敷料、膜分 離以及組織工程等領(lǐng)域，電紡纖維都得到了廣泛的應(yīng)用研究。
[0004] 從材料角度，脂肪族聚酯具有良好的生物可降解性和良好的生物相容性，有一定 的力學(xué)強(qiáng)度、柔順性和可紡性，如果能將脂肪族聚酯經(jīng)靜電紡絲制備成電紡纖維膜，并通過 表面涂覆殼聚糖的方式將脂肪族聚酯與殼聚糖的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的話，則一是可利用其電紡纖維 膜具有非常高的孔隙率的結(jié)構(gòu)特征，使其像常用的止血材料如止血紗布和明膠海綿一樣， 通過多孔性物理結(jié)構(gòu)易粘附到復(fù)雜創(chuàng)面表面的作用；二是可以克服殼聚糖不易紡絲的難 點(diǎn)，利用殼聚糖作為抗菌物質(zhì)，使產(chǎn)品具有抗菌性能。三是能夠利用殼聚糖穩(wěn)定、高效負(fù)載 止血藥物凝血酶，實(shí)現(xiàn)快速止血，使產(chǎn)品能彌補(bǔ)快速止血材料中的空白。
[0005] 與目前已有的含凝血酶或凝血因子的止血材料相對(duì)比，本發(fā)明具有更好的止血性 能，利用無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)作為載體，使產(chǎn)品具有更加便捷的使用性能，便于止血后移 除。此外，以殼聚糖作為穩(wěn)定劑增加了凝血酶的保存穩(wěn)定性，使該抗菌-止血產(chǎn)品更易儲(chǔ) 存。且制備方法具有操作簡單、原材料用量節(jié)約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的電紡纖維抗菌-止血材 料及其制備方法，希望利用脂肪族聚酯和殼聚糖的材料特征，以及所形成的電紡纖維膜的 高孔隙率高比表面積等的結(jié)構(gòu)特征，利用殼聚糖和戊二醛的交聯(lián)作用穩(wěn)定負(fù)載凝血酶，提 高凝血酶保存穩(wěn)定性，使材料達(dá)到作為抗菌-止血材料的應(yīng)用目的和效果。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料，其特征在于，該抗菌-止血材料 呈多孔的無紡布結(jié)構(gòu)，含有脂肪族聚酯纖維、殼聚糖和凝血酶；脂肪族聚酯纖維纖維直徑為 100nm~1500nm，孔隙率為50%~90%，靜態(tài)接觸角為0°~130°，材料吸水倍率為2~ 20 ；
[0009] 該材料采用以下方法制備而得：首先采用靜電紡絲的方法將脂肪族聚酯制成脂 肪族聚酯纖維膜，然后充分浸漬在殼聚糖溶液中，使脂肪族聚酯纖維的表面覆蓋納米尺度 的殼聚糖涂層，然后將已負(fù)載殼聚糖的脂肪族聚酯纖維膜完全浸漬在凝血酶水溶液中，干 燥后即得到具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料。
[0010] 本發(fā)明提供的一種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料的制備方法，其特 征在于，該方法包括如下步驟：
[0011] 1)將脂肪族聚酯溶解在溶劑中制得紡絲溶液，而后使用靜電紡絲方法將紡絲溶液 制成脂肪族聚酯電紡纖維膜；
[0012] 2)將干燥的脂肪族聚酯電紡纖維膜充分浸漬在殼聚糖溶液中，取出并經(jīng)室溫干 燥，得到負(fù)載殼聚糖的脂肪族聚酯電紡纖維膜；
[0013] 3)將已負(fù)載殼聚糖的脂肪族聚酯電紡纖維膜完全浸漬在戊二醛水溶液中，取出后 并經(jīng)室溫干燥，再將其完全浸漬在凝血酶水溶液中，取出后在室溫下干燥，即得到具有無紡 布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料。
[0014] 本發(fā)明所述方法中，優(yōu)選地：步驟2)所述的殼聚糖的分子量50000~500000,脫 乙酰度多80 %，所述殼聚糖溶液為酸性水溶液，殼聚糖溶液的質(zhì)量百分濃度為0. 5wt %~ 15wt%。所述的凝血酶水溶液的濃度為0. 5U/mL~10U/mL。所述的戊二醛水溶液的質(zhì)量百 分濃度為〇? 〇〇〇 lwt %~lwt %。
[0015] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，其特征在于，所述的脂肪族聚酯，是指由同時(shí)具有羥基 和羧基的單體經(jīng)縮聚而成的聚酯，或由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇經(jīng)縮聚而成聚酯，或 由脂肪族內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合而成的聚酯或共聚酯，脂肪族聚酯分子量為50000~250000。所 述同時(shí)具有羥基和羧基的單體經(jīng)縮聚而成的聚酯為經(jīng)乳酸直接縮聚而成的聚乳酸；所述由 脂肪族二元酸和脂肪族二元醇經(jīng)縮聚合而成的聚酯為聚丁二酸丁二醇酯、聚癸二酸己二醇 酯、聚丁二酸乙二醇酯或聚丁二酸已二醇酯；由脂肪族內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合而成的聚酯為由丙 交酯開環(huán)聚合而成的聚乳酸、由己內(nèi)酯開環(huán)聚合而成的聚己內(nèi)酯；共聚酯為聚乙丙交酯。
[0016] 優(yōu)選地，步驟1)中所述用于溶解脂肪族聚酯的溶劑為六氟異丙醇、四氫呋喃、 N，N-二甲基甲酰胺和三氟乙酸中的一種或幾種的混合物；形成紡絲溶液時(shí)的質(zhì)量百分濃 度為5wt %~30wt %。靜電紡絲方法中的電壓為10KV~30KV，紡絲距離10cm~20cm，推 注速度為〇. 3mL/h~2mL/h，接收滾轉(zhuǎn)速為lOOrpm~500rpm。
[0017] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果：本發(fā)明提出的一種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu) 的抗菌-止血材料，可充分結(jié)合原材料的性能以及電紡纖維膜的結(jié)構(gòu)特征，達(dá)到抗菌-止血 的目的。本發(fā)明得到的無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌止血材料利用殼聚糖和戊二醛對(duì)凝血酶 進(jìn)行穩(wěn)定負(fù)載提高了凝血酶的保存穩(wěn)定性，利用凝血酶提高了止血性能，明顯優(yōu)于市售明 膠海綿。產(chǎn)品以無紡布為載體，使用、儲(chǔ)存更方便并便于止血后移除。同時(shí)本發(fā)明所采用的 制備方法具有操作簡單，便于批量生產(chǎn)，原材料用量節(jié)約的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明按實(shí)施例1制備得到的聚丁二酸丁二醇酯（PBS)無紡布結(jié)構(gòu)的掃描 電鏡圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明按實(shí)施例1制備得到的聚丁二酸丁二醇酯（PBS)無紡布結(jié)構(gòu)浸涂殼 聚糖后的掃描電鏡圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明按實(shí)施例1制備得到的聚丁二酸丁二醇酯（PBS)無紡布結(jié)構(gòu)浸涂殼 聚糖及凝血酶后的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明提供的一種具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料，呈多孔的無紡 布結(jié)構(gòu)，含有脂肪族聚酯纖維、殼聚糖和凝血酶；脂肪族聚酯纖維纖維直徑為100nm~ 1500nm，孔隙率為50%~90%，靜態(tài)接觸角為0°~130°，材料吸水倍率為2~20 ;該材 料采用靜電紡絲方法對(duì)脂肪族聚酯進(jìn)行電紡絲，制成電紡纖維膜，并在電紡纖維膜表面上 負(fù)載殼聚糖后，進(jìn)一步負(fù)載凝血酶而成；其具體制備方法如下：
[0022] 首先將脂肪族聚酯溶解在溶劑中制得紡絲溶液，而后使用靜電紡絲的方法將紡絲 溶液制成脂肪族聚酯電紡纖維膜；所述的脂肪族聚酯溶劑的種類包括但不限于六氟異丙 醇、四氫呋喃、N，N_二甲基甲酰胺或三氟乙酸。靜電紡絲條件不限但推薦條件為：形成紡絲 溶液時(shí)的質(zhì)量百分濃度為5wt% -30wt%，為電壓10KV-30KV，紡絲距離10cm-20cm，推注速 度為 0. 3mL/h_2Ml/h，接收滾轉(zhuǎn)速為 100rpm-500rpm。
[0023] 將以上干燥的脂肪族聚酯電紡纖維膜，充分浸漬在殼聚糖溶液中后取出并經(jīng) 室溫干燥，得到負(fù)載殼聚糖的電紡纖維膜；所述的殼聚糖的脫乙酰度多80%和分子量 50000-500000,殼聚糖溶液一般為酸性水溶液，但采用酸的種類不限，形成浸漬用殼聚糖溶 液時(shí)的質(zhì)量百分濃度為〇? 5wt% -15wt%。
[0024] 將已負(fù)載殼聚糖的脂肪族聚酯電紡纖維膜，先采用適當(dāng)濃度的戊二醛水溶液完全 浸漬后并經(jīng)室溫干燥，再采用適當(dāng)濃度的凝血酶水溶液完全浸漬后，在室溫下干燥，就得 到具有無紡布纖維織物結(jié)構(gòu)的抗菌-止血材料；所述的戊二醛水溶液的質(zhì)量百分濃度為 0.0 OOlwt% -lwt% ;所述的凝血酶水溶液的濃度為0. 5U/mL-10U/mL。
[0025] 該制備方法中所述的脂肪族聚酯，是指由同時(shí)具有羥基和羧基的單體經(jīng)縮聚而 成，或由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇經(jīng)縮聚合而成，或由脂肪族內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合而成的 聚酯或共聚酯，其分子量為50000-250000,其中由同時(shí)具有羥基和羧基的單體經(jīng)縮聚而成 的聚酯包括但不限于經(jīng)乳酸直接縮聚成的聚乳酸（L-PLA、D-PLA);由脂肪族二元酸和脂肪 族二元醇經(jīng)縮聚合而成的聚酯包括但不限于聚丁二酸丁二醇酯（PBS)，聚癸二酸己二醇酯 (PHS)，聚丁二酸乙二醇酯（PES)，聚丁二酸已二醇酯（PHS);由脂肪族內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合而成 的聚酯包括但不限于由丙交酯開環(huán)聚合而成的聚乳酸（PLA)，由己內(nèi)酯開環(huán)聚合而成的聚 己內(nèi)酯（PCL);或共聚酯包括但不限于聚乙丙交酯（PLGA)。
[0026] 下列實(shí)例將進(jìn)一步說明本發(fā)明：
[0027] 實(shí)施例1 :電紡纖維膜的制備：在燒杯中加入六氟異丙醇9克，加入聚丁二酸丁 二醇酯（PBS)(分子量Mw = 65000) lg，在室溫條件下攪拌使其溶解，得到質(zhì)量百分濃度為 lOwt %的紡絲溶液；配制好的紡絲溶液經(jīng)過靜電紡絲得到電紡纖維膜，將所制備的電紡纖 維膜在真空烘箱中脫除溶劑24h。
[0028] 配制殼聚糖溶液：將冰醋酸溶解在去離子水中制備濃度為5wt%的醋酸溶液，稱 取1. 5g的殼聚糖粉末（脫乙酰度>90%，分子量200000)溶解在100g上述醋酸溶液中得到 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5wt%的殼聚糖溶液。
[0029] 剪取一定面積的電紡纖維膜浸漬到上述殼聚糖溶液中，浸泡30min，取出在室溫條 件下干燥，得到負(fù)載殼聚糖的電紡纖維膜。
[0030] 配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 01 %的戊二醛溶液，將上述制備的負(fù)載殼聚