一种用于皮肤的湿度调节及抗菌护理的装置及一种抗菌护肤膜的制作方法

本发明涉及皮肤护理及医疗器械领域，具体涉及一种可重复使用的抗菌补水美容护肤装置，也涉及创伤后皮肤护理抗菌膜。

背景技术：

护肤产品市场近些年来发展迅猛，护肤膜作为美容护肤产品的一种载体，贴敷在皮肤上20-30分钟，使肌肤能够长时间地吸收足够养分，越来越受到人们的亲睐。贴式护肤膜由于拥有即刻保湿和改善肤质的效果，是目前护肤膜产品中销量最大、增长速度最快的一个品类。市场上现有的贴式护肤膜均为一次性产品，不可重复使用，材料耗费量大，不符合现如今节能环保的理念。由于贴式护肤膜是在生产过程中直接封装美容液，容易在包装、运输和储存过程中滋生细菌导致护肤膜变质，危害身体健康。而且目前市场上的补水护肤膜都是肌肤与美容液直接接触，依靠肌肤毛孔扩张来吸收水分，无法做到从分子角度进行补水，补水效果不佳。

目前外科对于创伤皮肤的护理仍有待加强，如有受汗液、尿液、渗出液、引流液等酸性物质刺激引发的压疮的处理，因感染、循环障碍、肿瘤坏死及外伤等因素导致真皮或皮下组织的局限性缺损，即皮肤溃疡，溃疡面常有浆液、脓液、血液或坏死组织，或者有淋巴液渗出的伤口等等，因为局部存在炎症，如暴露于空气来使液体挥发，则空气杂菌会引发局部炎症加剧，如与衣物接触，还会增加摩擦延迟创伤愈合，所以需要抗菌除湿的敷料来覆盖于皮肤表面进行护理。现有创可贴的抗菌除湿作用都是通过增加透气、使敷料材料呈微孔的方式来实现，而且需要添加抗菌消炎材料消炎，其使用仅为一次性，不可重复使用，更不可能自我清洁。

石墨烯是一种sp2杂化具有蜂窝状的碳材料，单层石墨烯的厚度只有0.334nm，是目前已知最薄的材料。石墨烯具有超大的比表面积可达约2600m²/g，鉴于其超高的比表面积的特性，石墨烯材料已在环境吸附和空气净化方面得到了广泛研究；并且因为石墨烯材料本身非常稳定，在材料科学研究中通常选取其为复合材料的载体，用来制备石墨烯基复合材料。石墨烯也因具有很高的传导性能和载流子速率性能，可应用于电子信息技术中；并且因为其具有超大的热导率(-5000w/m*k)，石墨烯也引起了传热方面的研究人员的极大兴趣，将其应用到导热介质中，制备高热导率的传热介质。

在以往的研究中发现石墨烯具有一定的抗菌性能，随后出现一系列的具有较好抗菌性能的石墨烯/银纳米复合抗菌材料，研究发现此类材料在制备的工艺均具有一定的复杂性或者使用效果具有一定的局限性。一些研究选取二氧化钛进行协同促进石墨烯/银的抗菌性能，这是利用二氧化钛光催化材料的较高的光催化活性、无毒性、化学性质稳定、抗光腐蚀性能强等技术特点，以往研究中已有大量的报道证明二氧化钛能用于环境保护领域中(如：空气净化，水的灭菌消毒等)。在考虑到纳米二氧化钛的团聚性会直接影响其催化性能，选用比表面积大的石墨烯作为载体，可使得其能有效地分散在石墨烯片层展现更好的催化抗菌性能。

近来，石墨烯已开发用于电池制造、水处理、热交换等领域，但在皮肤护理方面，只有对其导电、导热、抗菌方面特性而做的研究，尚未有对于皮肤表面湿度调节的研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可重复使用的用于皮肤的湿度调节及抗菌护理装置，清洁卫生，节能环保，制作简单，不仅可从分子角度对肌肤进行补水，提高皮肤湿度效果，还可用于创伤皮肤的抗菌消炎护理。

为了实现补水护肤装置的抗菌可重复使用，本发明人考虑到上述石墨烯的抗菌性质，研发制备了一种改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，并在进行亲肤的加工处理后，惊喜地发现，所得到的抗菌护肤膜材料除了具有较强的抗菌抑菌和自清洁性能，且可直接用于皮肤之外，还具有水分子通道的内部结构，只允许水分子穿过抗菌护肤膜到达皮肤，提高湿度，不会让液态水分通过抗菌护肤膜接触皮肤，或者只允许水分子穿过抗菌护肤膜离开皮肤，提高皮肤呼吸性能。

因此，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗菌护肤膜，其包含复合在微孔高分子基膜上的改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，结构内部具有水分子通道。

在所述抗菌护肤膜中，所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料通过复合层复合在所述微孔高分子基膜上，所述复合层位于所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料和所述微孔高分子基膜之间。

在所述抗菌护肤膜中，所述微孔高分子材料基膜材料为pan、pe、ps、pes、pvdf、pvc、pp、pet、蚕丝或纤维网。

本发明还提供了一种可重复使用的抗菌补水护肤装置，以距离皮肤由远及近的方向设置有支撑层、含水基质和抗菌护肤膜，所述抗菌护肤膜包含复合在微孔高分子材料基膜上的改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，其结构内部具有水分子通道。

所述抗菌补水护肤装置可为刚性或柔性材质。所述抗菌补水护肤装置可以为能够贴于皮肤的膜状，也可以为具有凹凸造型设计的罩状。

具体地，在上述抗菌补水护肤装置中，所述抗菌护肤膜中的微孔高分子材料基膜材料为pan、pe、ps、pes、pvdf、pvc、pp、pet、蚕丝或纤维网。

具体地，在上述抗菌补水护肤装置中，所述含水基质(2)为海绵、水凝胶、沸石、无纺布、棉麻质品或其他具吸水和/或储水能力的基质。

具体地，在上述抗菌补水护肤装置中，所述支撑层材料为pe、pes，pvdf、pvc或pp等。

具体地，在上述抗菌补水护肤装置中，所述支撑层上设置有开口，用于将普通家庭用水引入所述含水基质内，或用于更换所述含水基质。

本发明的有益效果包括但不限于如下：

对于所述抗菌补水护肤装置，其具有较强抗菌抑菌和自清洁性能，可重复使用，使用之前只需通过开口向所述护肤装置内部的含水基质充入普通家庭用水即可，也可以通过开口替换护肤装置内部的含水基质。使用时液态水分不直接接触皮肤，而是通过所述抗菌护肤膜(3)结构中的水分子通道以分子状态与皮肤角质层接触，便于吸收，达到从分子角度进行补水，提高补水效果。

对于抗菌护肤膜，它在用于烧伤、创伤后皮肤护理时，如有受汗液、尿液、渗出液、引流液等酸性物质刺激引发的压疮的处理，有浆液、脓液、血液或坏死组织的皮肤溃疡面，或者有淋巴液渗出的伤口等等，所述抗菌除湿的敷料可通过覆盖于皮肤表面，促液体吸收，改善皮肤组织的环境，并抑制杂菌生成。所述抗菌护肤膜还可与吸水基质(如沸石、海绵等)结合使用，可选地，还可与硅凝胶敷料等交替使用，以促进皮肤组织创面的愈合恢复。

附图说明

图1为本发明补水护肤装置的截面示意图。图中1为支撑层，2为含水基质，3为抗菌护肤膜。

图2为所述抗菌护肤膜3的截面示意图。图中4为改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，5为微孔高分子材料基膜，6为复合层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明提供的一项具体技术方案，如图2所示，是抗菌护肤膜3，其为发明人研制的复合在微孔高分子材料基膜5上的改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4。在所述抗菌护肤膜3中，所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4通过复合层6复合在所述微孔高分子基膜5上，所述复合层6位于所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4和所述微孔高分子基膜5之间。在所述抗菌护肤膜3中，所述微孔高分子材料基膜材料4为pan、pe、ps、pes、pvdf、pvc、pp、pet、蚕丝或纤维网。单独使用抗菌护肤膜3时，微孔高分子材料基膜5与皮肤直接接触。在用于局部渗出液吸收时，还可在改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4侧与吸水基质复合使用，加强吸收能力。抗菌护肤膜3在接触到皮肤表面后，其由于内部的自我清洁能力，可以进行无菌水擦洗或清洗，反复使用。

本发明提供的另一项具体技术方案，如图1所示，为本发明可重复使用的抗菌补水护肤装置的截面示意图，以距离皮肤由远及近的方向设置有支撑层1、含水基质2和抗菌护肤膜3。

所述装置可以为能够贴于皮肤的膜状，如面膜、手膜、颈膜等。可选地，所述装置还为具有凹凸造型设计的罩状，如面罩、或可用于身体其他部位的补水护理设备。

可选的，为了实现可重复使用的补水效果，支撑层1上可设置有开口(大小及位置未示)，用于将普通家庭用水引入所述含水基质2内，或用于更换所述含水基质2。

所述微孔高分子材料基膜5材料为pan、pe、ps、pes、pvdf、pvc、pp、pet、蚕丝或纤维网。

所述含水基质2为海绵、水凝胶、沸石、无纺布、棉麻质品或其他具吸水和/或储水能力的基质。

所述支撑层1材料为pe、pes、pvdf、pvc或pp。

如本领域技术人员可以理解的，本文所用术语“pan”，“pe”，“ps”，“pes”，“pvdf”，“pvc”，“pp”，“pet”分别为聚丙烯腈、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯。

在上述抗菌补水护肤装置中，改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4复合在靠近含水基质2一侧的基膜4上，其表面具有较强抗菌抑菌和自清洁性能，其结构内部有水分子通道。

在使用抗菌补水护肤装置的时候，液态水分不直接接触皮肤，而是通过抗菌护肤膜3以分子状态与皮肤接触。

具体地，上述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4包含：

a)选自如下的至少一种导湿高分子聚合物：导湿均聚物、导湿共聚物、及其任意组合；和

b)石墨烯或石墨烯复合材料；和可选地

c)微孔基材，

其中，所述导湿高分子复合物与所述石墨烯或石墨烯复合材料通过极性基官能团形成氢键、离子键和/或共价键的有效化学键链接，从而形成具有强化亲水-疏水基团的透水通道，实现了改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料的选择性透水。可选地，所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料形成在用于提供纳孔环境的c)微孔基材内。加入的所述石墨烯或石墨烯复合材料可以是基于所述导湿高分子聚合物质量的0.01％到5％。

所述导湿高分子聚合物为选自如下的至少一种：商品化聚氧化乙烯(peo)、聚苯乙烯硫酸、聚酯、聚碳酸酯(pc)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚酰胺(pa)、聚氨酯(pu)、磺化的苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、苯乙烯丙烯酸酯、聚醚醚酮(peek)等及它们的聚合物或混合物。所述导湿高分子聚合物的平均分子量可选在10000到1000000的范围。此导湿高分子聚合物可含有选自如下的至少一种极性基官能团：-oh、-sh、-cooh、-or、-coor、-po3h2、-so3h、-nh2等。所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料中还可含有d)选自如下的至少一种添加剂：抗氧化剂、紫外稳定剂或氧化、热和紫外光降解抑制剂、交联剂及它们的混合物。

所述石墨烯或石墨烯复合材料可为部分氧化或全氧化石墨烯片、氧化石墨烯/银材料、氧化石墨烯/二氧化钛材料、或氧化石墨烯/银/二氧化钛复合材料。所述石墨烯或石墨烯复合材料含有选自如下的至少一种极性基官能团：-oh、-sh、-cooh、-or、-coor、-po3h2、-so3h、-nh2等。所述的部分氧化或全氧化石墨烯片具有薄层结构且片层是1-10个碳原子层厚度，片层的大小可为1-100μm。

所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4具有强化亲水-疏水基团的透水通道，在透水过程中具有显著提高的机械强度、耐摩擦强度、抗菌防污染能力、导热等特性，是一种无需更换、具有自清洁能力的多功能复合材料改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，此复合膜材料仅允许通过水分子。

如本领域技术人员可以理解的，本文所用术语“改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料”为纳米级别的“多功能石墨烯/高分子复合材料”，两者可互换使用。

所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料的厚度在1-300μm的范围，可选在5-250μm，20-100μm的范围。在所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料为交联的膜时，其上述多功能的性能更为突出。

所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料在具有优异透水性的同时具有很好的机械强度、耐热性、导热性、耐酸碱性能和抗菌性能，是因为其属于纳孔材料，即其中组成分子通过基团偶联作用形成具有纳微孔道结构的材料，具体地说，其突出的特点是该膜材料通过导湿高分子复合物与石墨烯或石墨烯复合材料通过极性基官能团形成氢键、离子键和/或共价键的有效化学键链接，从而形成具有强化亲水-疏水基团的透水通道，因此显著增强了其在水处理过程中的机械强度和耐酸碱性能。因为对水分子的选择通过性极强，所以仅有水分子能够通过所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料，作用于皮肤，更易于角质层接受水分渗入，而不会导致流下等不适感受。

为了实现上述目的，所述改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料的制备方法包括如下的制备步骤：

a)在选自10-100℃范围的恒温条件下，使导湿高分子聚合物以预确定的时间和顺序溶解在已选择好的两种或三种常用有机溶剂中形成溶液，充分搅拌以混合均匀；

b)添加石墨烯或石墨烯复合材料至上一步骤得到的溶液中，充分搅拌以混合均匀；以及

c)成膜过程：在温度在10-200℃的范围的条件下，将步骤b)中得到的溶液涂覆或喷涂至基材的一个表面上，形成厚度在10-250μm范围内的均匀膜材料。

所述有机溶剂例如可以是正丙醇，正丁醇，异丁醇，环己烷，丙酮，二氯甲烷，醋酸乙酯等，但不限于此。

可选地，所述基材可为平面基材，或呈凹凸结构的模具基材，可选地，所述凹凸结构的模具为面罩、手、圆柱、波浪状、半球状的类似身体部分构造的形状。

还可选地，所述基材为微孔基材，既保证膜材料的机械强度，又可以满足其透水性。

所述制备方法在步骤a)和b)之间还可以包括步骤：a′)添加至少一种添加剂至步骤a)中得到的溶液中充分搅拌混合均匀。此制备方法优选包括在c)成膜过程后进行交联，与所述膜材形成连续的交联透水聚合物的涂层。

而且，本发明提供的一种改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4的制备方法的优异性还在于试剂及材料廉价且简单易得，操作方法也相对简单，操作过程中变量容易控制。

在制备本发明的抗菌护肤膜3时，将改性石墨烯/纳米结构多功能高分子材料4“复合”在微孔高分子基膜5上，不是简单贴合，而是使结构内部具有水分子通道的有机地复合，形成复合层6，具体方式包括但不限于，在合适的温度条件在上述c)成膜过程之后再次交联，然后冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。