一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料的制作方法
【专利摘要】本发明属于生物医用材料领域，特别公开了一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。该壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，以壳聚糖和海藻酸为主要原料，其特征在于：所述壳聚糖和海藻酸复合交联成超分子聚合物，然后将由载银中空纤维粉碎成的短纤维均匀散布在超分子聚合物中，经冻干制备成多孔海绵。该新型多功能敷料可吸收大量的水和血液，吸收率高达25倍以上，吸液膨胀性优异。本发明中，采用载银中空纤维作为银离子供体，大大降低了银离子突释现象，可提供稳定的长效抗菌作用。该新型多功能敷料可用于急性出血或开放创面的大出血急救，也可用于战地创伤救护，及时控制出血且长效抗菌消炎，为挽救生命减少伤残提供支持。
【专利说明】一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料
[0001](一)
【技术领域】
本发明属于生物医用材料领域，特别涉及一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0002](二)
【背景技术】
止血、愈创、消炎是创伤急救、尤其是开放创面急救的关键因素。目前用作急救包扎的主要方法是以普通敷料加压包扎达到止血作用，但对于大量或急性出血的止血效果有限，而且感染率高。若能针对出血量大的开放伤口、救治不便的复杂伤情有止血迅速且有促愈抑菌效果的复合型敷料，则可有效减少因过度出血或创面感染、不愈合等导致的死亡或伤残。我国虽然已批准多个敷料产品上市，但多为低技术含量的低端产品，功能单一，难以应对复杂伤情的需求。目前，国内外市场上的多功能先进敷料多来自欧美企业，国产率不高，提高产品的技术含金量和创新性是实现国内医用敷料行业转型发展的唯一选择。
[0003]壳聚糖基生物材料带有正电荷,可引起红细胞凝集从而激活凝血瀑布，达到快速止血的目的，因此对于血小板障碍的患者也有理想的止血效果。壳聚糖对表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希杆菌、铜绿假单胞菌等多种细菌的生长具有抑制作用，甚至对于一般抗生素难以抑制的白色念珠球菌也有抑制作用。一般认为，高分子的壳聚糖可以通过正负电荷相互作用破坏细菌细胞壁结构，造成细胞成分的泄漏而起到抗菌作用，而小分子的壳聚糖则可进入细菌内部干扰DNA的生物合成。壳聚糖还可以特异性的促进上皮细胞的增殖而抑制成纤维细胞的生长，有利于创面的愈合与修复。由于兼具止血、消炎、促愈合等性能，壳聚糖类敷料已列入美国军方采购产品并在伊拉克战场上大放异彩。
[0004]海藻酸基敷料质地柔软，顺应性好，便携易操作，已成为临床常用的主要止血材料。海藻酸敷料与创面接触时，可通过离子间交换在伤口表面形成一层网状凝胶，从而保持伤口的湿性愈合环境，同时藻酸纤维吸收渗出液后高度膨胀，阻塞纤维之间的毛细空间，抑制细菌的活性和活动从而起到抑菌作用。此外，海藻酸钠敷料还可将伤口表面的细菌、炎性因子、组织或细胞碎屑等锁定在凝胶内部，达到清创效果。由于具有出色的生物安全性能和湿态机械性能、渗出液吸收性能、凝胶阻塞性能以及携带/使用方便等优点，海藻酸基生物材料已成为伤口护理的主要产品广泛应用于多个临床科室。
[0005]载银纤维是利用高新技术制备的一种亲水性纤维，纳米负载银在纤维内层，较好的保持了纳米银的活性，纤维外壳可有效屏蔽物理或化学等加工手段对纳米银活性的破坏。在湿热条件下银离子可从纤维中长效释出，达到抑菌效果。作为一种已经成熟的产品和技术已被广泛应用于医疗、保健等抗菌功能非织布制品的制备。
[0006](三)
【发明内容】
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种止血效率高、抑菌效果好的壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0007]本发明是通过如下技术方案实现的:
一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，以壳聚糖和海藻酸为主要原料，其特征在于:所述壳聚糖和海藻酸复合交联成超分子聚合物，然后将由载银中空纤维粉碎成的短纤维均匀散布在超分子聚合物中，经冻干制备成多孔海绵；原料中，壳聚糖的质量分数为50-70%，海藻酸的质量分数为20-40%，载银中空纤维的质量分数为10-20%。
[0008]本发明将壳聚糖与海藻酸基生物材料复合交联成超分子聚合物，再经过冻干制备海绵状三维多孔结构，大大提升了复合材料的吸水、持水和保湿、透气性，并显著提高了湿态强度和柔韧性，避免了传统敷料液体吸收能力不足等缺陷。
[0009]其中，载银中空纤维的内侧负载有纳米银，在纤维层的保护下可稳定存在。中空纤维的三维结构以及壳聚糖-海藻酸交联而成的超分子聚合物为纳米银的长效缓释提供了双重缓释载体，通过控制纤维的长短也可调节纳米银的缓释速度。
[0010]本发明的更优技术方案为:
所述壳聚糖是甲壳素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物中的一种或多种；其中，所述甲壳素及其衍生物为甲壳素、羧甲基甲壳素及其盐、羟乙基甲壳素、羟丙基甲壳素；壳聚糖及其衍生物为壳聚糖、羧甲基壳聚糖及其盐、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、琥珀酰壳聚糖及其盐。
[0011]所述海藻酸为按普适方法制备的部分氧化海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵。
[0012]所述由载银中空纤维粉碎成的短纤维的长度为50-100 μ m。
[0013]本发明用于急性出血或开放创面大出血的急救，尤其是战地创伤的救护，作为止血医用材料既可以及时止血，又可以提供有效抗菌防止创面感染；同时用于组织渗出液较多的伤口，可有效清创且消炎抑菌。
[0014]本发明的产品遇水可吸水膨胀，可吸收大量的水和血液，吸收率高达25倍以上，有很好的吸液膨胀性且保水性好，有效抑制炎性因子或细菌、微生物等的扩散。本发明中，采用载银中空纤维作为银离子供体，大大降低了银离子突释现象，可提供稳定的长效抗菌作用。该新型多功能敷料可用于急性出血或开放创面的大出血急救，也可用于战地创伤救护，及时控制出血且长效抗菌消炎，为挽救生命减少伤残提供支持。
[0015]本发明不涉及有机试剂或有机化学反应，反应体系温和，条件可控，不存在毒性交联剂或助剂等残留问题，所用材料、试剂等均具有良好的生物安全性，大大降低了临床应用的安全性风险，整个工艺简单有效，具有很好的转化可行性。
[0016](四)
【具体实施方式】
下面采用具体的实施例用于详细阐述本发明一种高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料的制备过程。
[0017]实施例1:
称取羧甲基壳聚糖粉末2.0g,置于500mL的洁净烧杯中，加入蒸馏水99mL，室温下搅拌溶解，得重量百分比(下同)为2.0%的羧甲基壳聚糖溶液；称取部分氧化海藻酸钠粉末1.6g，加入蒸馏水40mL，室温下搅拌溶解，得4.0 %的海藻酸溶液；称取载银中空纤维0.4g，粉碎成长度为ΙΟΟμπι左右的短纤维；将载银短纤维均匀分散到羧甲基壳聚糖溶液中，在搅拌状态下，加入配好的海藻酸溶液，室温下继续搅拌12h至反应完全。将所得的超分子聚合物凝胶冻干，得到海绵状高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0018]实施例2:
称取羧甲基甲壳素粉末2.0g，置于500mL的洁净烧杯中，加入蒸馏水99mL，室温下搅拌溶解，得重量百分比(下同)为2.0%的羧甲基甲壳素溶液；称取部分氧化海藻酸钠粉末1.2g，加入蒸馏水30mL，室温下搅拌溶解，得4.0 %的海藻酸溶液；称取载银中空纤维0.Sg,粉碎成长度为50μπι左右的短纤维；将载银短纤维均匀分散到羧甲基甲壳素溶液中，在搅拌状态下，加入配好的海藻酸溶液，室温下继续搅拌12h至反应完全。将所得的超分子聚合物凝胶冻干，得到海绵状高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0019]实施例3:
称取羟丙基基壳聚糖粉末2.4g，置于500mL的洁净烧杯中，加入蒸馏水99mL，室温下搅拌溶解，得重量百分比(下同)为2.4%的羟丙基壳聚糖溶液；称取部分氧化海藻酸钾粉末1.0g，加入蒸馏水25mL，室温下搅拌溶解，得4.0 %的海藻酸溶液；称取载银中空纤维0.6g，粉碎成长度为ΙΟΟμπι左右的短纤维；将载银短纤维均匀分散到羟丙基基壳聚糖溶液中，在搅拌状态下，加入配好的海藻酸溶液，室温下继续搅拌20h至反应完全。将所得的超分子聚合物凝胶冻干，得到海绵状高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0020]实施例4
称取羧甲基壳聚糖粉末1.6g、轻丙基基壳聚糖粉末0.4g,置于500mL的洁净烧杯中，力口入蒸馏水99mL，室温下搅拌溶解，得重量百分比(下同)为2.0%的壳聚糖混合溶液；称取部分氧化海藻酸钠粉末1.2g，加入蒸馏水30mL，室温下搅拌溶解，得4.0 %的海藻酸溶液；称取载银中空纤维0.Sg，粉碎成长度为ΙΟΟμπι左右的短纤维；将载银短纤维均匀分散到壳聚糖混合溶液中，在搅拌状态下，加入配好的海藻酸溶液，室温下继续搅拌20h至反应完全。将所得的超分子聚合物凝胶冻干，得到海绵状高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0021]实施例5
称取琥珀酰壳聚糖粉末2.4g，置于500mL的洁净烧杯中，加入蒸馏水99mL，室温下搅拌溶解，得重量百分比(下同)为2.4%的琥珀酰壳聚糖溶液；称取部分氧化海藻酸钠粉末
1.2g，加入蒸馏水30mL，室温下搅拌溶解，得4.0 %的海藻酸溶液；称取载银中空纤维0.4g，粉碎成长度为50μπι左右的短纤维；将载银短纤维均匀分散到琥珀酰壳聚糖溶液中，在搅拌状态下，加入配好的海藻酸溶液，室温下继续搅拌20h至反应完全。将所得的超分子聚合物凝胶冻干，得到海绵状高膨型壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料。
[0022]本发明的产品内含有载银纤维，液体吸收高达25倍以上，可有效吸收血液或组织液，其中的载银纤维有效避免了目前载银敷料难以解决的银离子突释的难题，达到真正缓慢、可控、长效的银离子缓释效果。此外，壳聚糖和海藻酸材料本身也有一定的抑菌作用，三者的有效组合不仅大大增强了敷料的抑菌性能，也提高了其液体吸收性和力学性能，迄今尚未见相关研究报道。
[0023]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的研究人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例，但是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，以壳聚糖和海藻酸为主要原料，其特征在于:所述壳聚糖和海藻酸复合交联成超分子聚合物，然后将由载银中空纤维粉碎成的短纤维均匀散布在超分子聚合物中，经冻干制备成多孔海绵；原料中，壳聚糖的质量分数为50-70%，海藻酸的质量分数为20-40%，载银中空纤维的质量分数为10-20%。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，其特征在于:所述壳聚糖是甲壳素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，其特征在于:所述海藻酸为按普适方法制备的部分氧化海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵。
4.根据权利要求1所述的壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，其特征在于:所述由载银中空纤维粉碎成的短纤维的长度为50-100 μ m。
5.根据权利要求2所述的壳聚糖-海藻酸复合抗菌缓释材料，其特征在于:所述甲壳素及其衍生物为甲壳素、羧甲基甲壳素及其盐、羟乙基甲壳素、羟丙基甲壳素；壳聚糖及其衍生物为壳聚糖、羧甲基壳聚糖及其盐、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、琥珀酰壳聚糖及其盐。
【文档编号】A61L15/18GK104174061SQ201410416389
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】位晓娟, 顾其胜, 王庆生 申请人:山东颐诺生物科技有限公司