一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，步驟如下：(1)對于海綿原材料進行預處理；(2)配制浸泡液：浸泡液為可溶性金屬鹽溶液或/和納米金屬氧化物粒子分散液：可溶性金屬鹽溶液是成分為可溶性的金屬鹽或金屬絡合物的均勻水溶液，所述的納米金屬氧化物分散液成分為納米金屬氧化物粒子均勻分散于溶劑中所得的均勻懸濁液，(3)將步驟(1)中處理完成的海綿基材充分浸沒于步驟(2)配制的浸泡液中，開啟超聲波進行超聲處理；(4)超聲停止后，將海綿基料移出浸泡液，對其進行后處理，即可獲得具有抗菌性能的海綿敷料。本發(fā)明制備的具有抗菌功能的海綿敷料，納米金屬或金屬氧化物粒子結合于海綿基材表面，使海綿表現(xiàn)出抗菌性能。
【專利說明】一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用抗菌敷料的制備方法，具體的說是一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法。

【背景技術】
[0002]外科創(chuàng)面的正確處理是外科治療成敗的關鍵之一，而創(chuàng)面良好的愈合是創(chuàng)傷后機體功能康復的重要前提和標志，并且隨著大眾生活水平的提升，就醫(yī)人和醫(yī)生對于創(chuàng)傷處理及愈合過程的有效性、適用性、易操作性乃至舒適性的要求也不斷提升，因此關于創(chuàng)面愈合的研究越來越受到廣泛地關注，而其中對于創(chuàng)面敷料的研制也隨之成為研究的熱點。隨著對創(chuàng)面愈合研究的深入，研究者逐漸認識到在創(chuàng)面愈合過程中，敷料的使用不僅能夠覆蓋創(chuàng)面、替代受損的皮膚及軟組織起到暫時性的屏障作用從而避免或控制傷口感染，同時也能夠提供一個有利于創(chuàng)面愈合的微濕環(huán)境，在很大程度上促進創(chuàng)面組織的愈合。但同時研究者也注意到，傳統(tǒng)創(chuàng)面敷料如紗布等的使用存在許多難以避免的缺點:易滋生細菌；創(chuàng)面滲出液與干燥真皮組織易形成痂皮妨礙上皮化；新生肉芽組織易于敷料粘連，更換時引起疼痛并帶來二次創(chuàng)傷；需要頻繁更換及用藥以保持效果等。由于存在這些不足，市場亟需新型的創(chuàng)面敷料以滿足患者及醫(yī)生的使用要求。在目前所開發(fā)出的各種新型敷料中，能夠配合負壓封閉引流技術使用的海綿類敷料因其優(yōu)良的性能而得到廣泛的應用和認可。由高分子材料加工制成的各種海綿類敷料具有良好的韌性和彈性，加工性能好，同時其生物相容性優(yōu)良，無致敏性和毒副作用，特別是層狀多孔結構有利于創(chuàng)面分泌物和滲出液的排出，而同時又保證創(chuàng)面的濕潤從而促進創(chuàng)面組織的愈合。同時其穩(wěn)定而可根據需求而調整的理化結構，使其能夠作為基材而被應用于各類改性功能的引入。
[0003]納米材料其顆粒尺度處在原子簇和宏觀物體交接區(qū)域，與常規(guī)粉體相比發(fā)生了很大的變化，具有一系列傳統(tǒng)材料所不具備的新穎而特殊的物理、化學特性，在催化劑工業(yè)、物理學尤其是醫(yī)學和生物工程等方面有廣泛的應用價值。使用各種其他材料為模板，向其中引入納米材料，從而使材料體現(xiàn)出新穎的設計性能，是目前被廣泛采用的一種制備功能材料的方法。
[0004]納米尺度的金屬或金屬氧化物粒子，已經被應用于各種研究領域并表現(xiàn)出各自獨特的性能。其中被廣泛研究及認可的，就是多種納米金屬或金屬氧化物粒子的抗菌性能。當這些納米粒子被通過各種理化處理方式摻雜到材料內部或結合于材料表面，能夠在不改變基材本身性能的基礎上，極其便利地為材料引入明顯的抗菌性能，從而獲得新型的抗菌功能性材料。
[0005] 但目前所使用的納米粒子改性功能材料的方法如水熱法等，其制備方式對生產條件的要求極其嚴格，工藝過程復雜難以控制，因此很難實現(xiàn)大批量統(tǒng)一標準材料的制備，不能滿足實際應用的需要。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種生產條件要求簡單，原材料來源廣泛，成本低且工藝簡單的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，本發(fā)明通過超聲化學法在海綿敷料的表面原位生成或者直接結合上了具有抗菌能力的金屬或金屬氧化物納米粒子，從而實現(xiàn)了對于海綿敷料的抗菌改性。
[0007]本發(fā)明提供的技術方案是:一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，步驟如下:
[0008](I)對于海綿原材料進行預處理:預處理包括熟化、清洗、干燥、風淋處理、切割、Co60射線輻照；
[0009](2)配制浸泡液:浸泡液為可溶性金屬鹽溶液或/和納米金屬氧化物粒子分散液:可溶性金屬鹽溶液是成分為可溶性的金屬鹽或金屬絡合物的均勻水溶液，包括硝酸銀溶液、銀氨溶液、銅氨溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、氯化鋅溶液、硝酸鋅溶液、硝酸鎘溶液、硝酸鐵溶液、醋酸銅溶液、醋酸鋅溶液、氯化鎂溶液、硝酸鎂溶液，以及其他公知的相關金屬的均勻鹽溶液或絡合物溶液；所述的納米金屬氧化物分散液成分為納米金屬氧化物粒子均勻分散于溶劑中所得的均勻懸濁液，納米金屬氧化物粒子包括氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、納米銀、二氧化鈦、五氧化二釩中的一種或兩種及兩種以上混合；
[0010](3)將步驟(1)中處理完成的海綿基材充分浸沒于步驟(2)配制的浸泡液中，開啟超聲波進行超聲處理；
[0011](4)超聲停止后，將海綿基料移出浸泡液，對其進行后處理，即可獲得具有抗菌性能的海綿敷料。
[0012]所述的步驟(2)中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.01mol/L-10mol/L,納米金屬氧化物分散液的濃度為0.01g/L-100g/L。
[0013]優(yōu)選地，步驟⑵中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.02mol/L-lmol/L,納米金屬氧化物分散液的濃度為0.5g/L-10g/L。
[0014]優(yōu)選地，所述的步驟(2)所述的浸泡液選擇不同成分進行組合使用，包括硝酸銅、硝酸銀的混合溶液、醋酸銅與醋酸鋅的混合溶液、納米銀或硝酸銀與納米氧化鈦的混合分散液、納米氧化銅與納米氧化鋅的混合分散液。
[0015]優(yōu)選地，所述的海綿材料選用親水性及通透性都較為優(yōu)異的聚乙烯醇縮醛海綿或包括負壓傳導層為疏水性多孔泡沫材料層和引流保護層為親水性多孔泡沫材料層的多層海綿材料。
[0016]所述的步驟(3)中所使用的超聲波強度為50-5000W/cnT2，頻率為10_40kHz，超聲作用時間為5-300min。
[0017]優(yōu)選地，步驟(3)中所使用的超聲波強度為750-4000W/cnT2，頻率為20_27kHz，作用時間為5-30min的超聲波作用模式。
[0018]所述的步驟(4)中所使用的海綿后處理包括反復潤洗清洗、加熱鼓風干燥、低溫冷凍、Co60射線輻照、真空密封包裝。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點:根據此方式制備的具有抗菌功能的海綿敷料，通過掃描電鏡測定產品的微觀結構組成，通過抑菌圈法測定產品的抗菌性能。測定結果顯示，納米金屬或金屬氧化物粒子結合于海綿基材表面，并實現(xiàn)了對海綿的改性，使海綿表現(xiàn)出抗菌性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是由掃描電子顯微鏡得到的在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化銀/氧化銅復合納米粒子實驗結果圖。
[0021]圖2是使用改性海綿敷料表現(xiàn)出明顯的抗菌性能圖片。

【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，步驟如下:
[0023](I)對于海綿原材料進行預處理，制得符合設計規(guī)格的海綿基料:預處理包括熟化、清洗、干燥、風淋處理、切割、Co60射線輻照；
[0024](2)配制浸泡液:浸泡液為可溶性金屬鹽溶液或/和納米金屬氧化物粒子分散液:可溶性金屬鹽溶液是成分為可溶性的金屬鹽或金屬絡合物的均勻水溶液，包括硝酸銀溶液、銀氨溶液、 銅氨溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、氯化鋅溶液、硝酸鋅溶液、硝酸鎘溶液、硝酸鐵溶液、醋酸銅溶液、醋酸鋅溶液、氯化鎂溶液、硝酸鎂溶液，以及其他公知的相關金屬的均勻鹽溶液或絡合物溶液；所述的納米金屬氧化物分散液成分為納米金屬氧化物粒子均勻分散于溶劑中所得的均勻懸濁液，納米金屬氧化物粒子包括氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、納米銀、二氧化鈦、五氧化二釩中的一種或兩種及兩種以上混合；
[0025](3)將步驟(1)中處理完成的海綿基材充分浸沒于步驟(2)配制的浸泡液中，開啟超聲波進行超聲處理；
[0026](4)超聲停止后，將海綿基料移出浸泡液，對其進行后處理，即可獲得具有抗菌性能的海綿敷料。
[0027]所述的步驟(2)中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.01mol/L-10mol/L,納米金屬氧化物分散液的濃度為0.01g/L-100g/L。
[0028]優(yōu)選地，步驟(2)中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.02mol/L-lmol/L,納米金屬氧化物分散液的濃度為0.5g/L-10g/L。
[0029]步驟(2)所述的浸泡液優(yōu)選不同金屬成分進行組合使用，優(yōu)選的配方組合包括硝酸銅與硝酸銀的混合溶液、醋酸銅與醋酸鋅的混合溶液、納米銀或硝酸銀與納米氧化鈦的混合分散液、納米氧化銅與納米氧化鋅的混合分散液等，這些組合配比可以有效發(fā)揮協(xié)同效應，更加顯著地增強抗菌性能。
[0030]所用的海綿材料為聚乙烯醇縮醛海綿、聚氨酯海綿、聚醚海綿、殼聚糖海綿、海藻酸鹽海綿、明膠海綿、硅凝膠海綿等，以及其他公知的各種醫(yī)用海綿材料。本發(fā)明既可以使用以上海綿材料的一種，也可以兩種及兩種以上混合使用。
[0031]優(yōu)選地，所述的海綿材料選用親水性及通透性都較為優(yōu)異的聚乙烯醇縮醛海綿或包括負壓傳導層為疏水性多孔泡沫材料層和引流保護層為親水性多孔泡沫材料層的多層海綿材料。其理由是良好的親水性和通透性能更有效地提高與步驟(2)中溶液的作用面積和作用效果。
[0032]所述的步驟(3)中所使用的超聲波強度為50-5000W/cnT2，頻率為10_40kHz，超聲作用時間為5-300min。
[0033]優(yōu)選地，步驟(3)中所使用的超聲波強度為750-4000W/cnT2，頻率為20_27kHz，作用時間為5-30min的超聲波作用模式。在該條件下能夠更好的控制納米粒子的粒徑及分散情況，并且有效避免超聲熱效應所帶來的弊端。
[0034]所述的步驟(4)中所使用的海綿后處理包括反復潤洗清洗、加熱鼓風干燥、低溫冷凍、Co60射線輻照、真空密封包裝。
[0035]實施例1:
[0036]對選用的聚氨酯海綿進行切割、清洗、風淋處理；配置AgNO3濃度為0.2mol/L、Cu(NO3)2濃度為0.2mol/L的混合溶液；將聚氨酯海綿充分浸沒于混合溶液中，對體系進行30min超聲處理(20kHz，750W/cm2)，然后將聚氨酯海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化銀/氧化銅復合納米粒子(如圖1所示)，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能(如圖2所示)，其抑菌圈直徑達到了 4.0cm0
[0037]實施例2:
[0038]對選用的聚乙烯醇縮醛海綿進行切割、清洗處理；配置Zn (NO3)2濃度為0.5mol/L、Cu (NO3) 2濃度為0.05mol/L的混合溶液；將聚乙烯醇縮醛海綿充分浸沒于混合溶液中，對體系進行60min超聲處理(27kHz，750W/cm2)，然后將聚乙烯醇縮醛海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化銅/氧化鋅復合納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，其抑菌圈直徑達到了 3.2cm。
[0039]實施例3:
[0040]對選用的聚乙烯醇縮醛海綿進行切割、清洗處理；配置AgNO3濃度為0.2mol/L、MgCl2濃度為4mol/L的混合溶液；將聚乙烯醇縮醛海綿充分浸沒于混合溶液中，對體系進行120min超聲處理(27kHz，lOOW/cm2)，然后將聚乙烯醇縮醛海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化銀/氧化鎂復合納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，，其抑菌圈直徑達到了 2.3cm。
[0041]實施例4:
[0042]對選用的殼聚糖明膠海綿進行切割、清洗處理；配置T12濃度為4g/L、AgN03濃度為0.4mol/L的混合懸濁液；將聚氨酯海綿充分浸沒于混合液中，對體系進行120min超聲處理(15kHz，lOOW/cm2)，然后將海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上了氧化銀/氧化鈦復合納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，其抑菌圈直徑達到了 3.7cm。
[0043]實施例5:
[0044]對選用的聚乙烯醇縮醛海綿進行切割、清洗、風淋處理；配置ZnO濃度為8g/L、CuO濃度為8g/L的混合懸濁液；將聚乙烯醇縮醛海綿充分浸沒于混合液中，對體系進行ISOmin超聲處理(20kHz，lOOW/cm2)，然后將聚乙烯醇縮醛海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上分散良好的氧化鋅納米粒子及氧化銅納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，其抑菌圈直徑達到了 2.7cm。
[0045]實施例6:
[0046] 對選用的聚乙烯醇縮醛海綿進行切割、清洗、風淋處理；配置Cu(Ac)2濃度為2mol/L溶液；將聚乙烯醇縮醛海綿充分浸沒于混合溶液中，對體系進行30min超聲處理(20kHz, lOOOW/cm2)，然后將聚乙烯醇縮醛海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化銅納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，其抑菌圈直徑達到了 3.3cm。
[0047]實施例7:
[0048]對選用的聚氨酯海綿進行切割、清洗、風淋處理；配置Cu(Ac)2濃度為0.5mol/L、Zn(Ac)2濃度為0.25mol/L的混合溶液；將聚氨酯海綿充分浸沒于混合溶液中，對體系進行60min超聲處理(27kHz，4000W/cm2)，然后將聚氨酯海綿取出，進行清洗處理。對所得的產品進行掃描電鏡觀察以及抑菌圈實驗。實驗結果表明在海綿基材表面有效結合上原位生成的氧化鋅/氧化銅復合納米粒子，并且使海綿敷料得以改性表現(xiàn)出明顯的抗菌性能，其抑菌圈直徑達到了 4.2c m。
【權利要求】
1.一種具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，步驟如下: (1)對于海綿原材料進行預處理:預處理包括清洗、干燥、風淋處理、切割、CO60射線輻昭.(2)配制浸泡液:浸泡液為可溶性金屬鹽溶液或/和納米金屬氧化物粒子分散液:可溶性金屬鹽溶液是成分為可溶性的金屬鹽或金屬絡合物的均勻水溶液，包括硝酸銀溶液、銀氨溶液、銅氨溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、氯化鋅溶液、硝酸鋅溶液、硝酸鎘溶液、硝酸鐵溶液、醋酸銅溶液、醋酸鋅溶液、氯化鎂溶液、硝酸鎂溶液，以及其他公知的相關金屬的均勻鹽溶液或絡合物溶液；所述的納米金屬氧化物分散液成分為納米金屬氧化物粒子均勻分散于溶劑中所得的均勻懸濁液，納米金屬氧化物粒子包括氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、納米銀、二氧化鈦、五氧化二釩中的一種或兩種及兩種以上混合； (3)將步驟(1)中處理完成的海綿基材充分浸沒于步驟(2)配制的浸泡液中，開啟超聲波進行超聲處理； (4)超聲停止后，將海綿基料移出浸泡液，對其進行后處理，即可獲得具有抗菌性能的海綿敷料。
2.根據權利要求1所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟⑵中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.01mol/L-10mol/L，納米金屬氧化物分散液的濃度為0.01g/L-100g/L。
3.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的可溶性金屬鹽溶液的濃度為0.02mol/L-lmol/L,納米金屬氧化物分散液的濃度為 0.5g/L-10g/L。
4.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述的浸泡液選擇不同成分進行組合使用，包括硝酸銅、硝酸銀的混合溶液、醋酸銅與醋酸鋅的混合溶液、納米銀或硝酸銀與納米氧化鈦的混合分散液、納米氧化銅與納米氧化鋅的混合分散液。
5.根據權利要求3所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述的浸泡液選擇不同成分進行組合使用，包括硝酸銅、硝酸銀的混合溶液、醋酸銅與醋酸鋅的混合溶液、納米銀或硝酸銀與納米氧化鈦的混合分散液、納米氧化銅與納米氧化鋅的混合分散液。
6.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:海綿材料選用親水性及通透性都較為優(yōu)異的聚乙烯醇縮醛海綿或包括負壓傳導層為疏水性多孔泡沫材料層和引流保護層為親水性多孔泡沫材料層的多層海綿材料。
7.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所使用的超聲波強度為50-5000W/cm_2，頻率為10-40kHz，超聲作用時間為5-300min。
8.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所使用的超聲波強度為750-4000W/cnT2，頻率為20_27kHz，作用時間為5-30min的超聲波作用模式。
9.根據權利要求4所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所使用的超聲波強度為750-4000W/cm_2，頻率為20_27kHz，作用時間為5-30min的超聲波作用模式。
10.根據權利要求1或2所述的具有抗菌功能的納米粒子改性海綿敷料的制備方法，其特征在于:步驟(4)中所使用的海綿后處理包括反復潤洗清洗、加熱鼓風干燥、低溫冷凍、Co60射線輻照、真空密 封包裝。
【文檔編號】C08L29/14GK104072798SQ201410268822
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權日:2014年6月16日
【發(fā)明者】夏熙明 申請人:武漢維斯第醫(yī)用科技股份有限公司