一种含有螯合银纤维的伤口敷料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种敷料，具体涉及一种含有螯合银纤维的伤口敷料。
【背景技术】
[0002] 在护理慢性伤口时，选择一种可以有效吸收伤口渗出液和防止伤口感染的敷料是 治疗慢性伤口的关键因素。由于慢性伤口愈合周期长，在治疗的过程中很容易引起伤口感 染，尤其是溃疡性伤口最容易产生微生物感染，增加了伤口的愈合时间，因此，选择一种能 长时间抗菌的伤口敷料是治疗慢性伤口的关键步骤。
[0003] 目前，抗菌敷料主要有两种类型，一种是使用天然抗菌材料如壳聚糖纤维，另一种 是在现有吸湿或凝胶材料中加入如银物质和聚六亚甲基双胍（PHMB)等的抗菌剂。由于第 二种伤口敷料可以兼顾伤口愈合所需要的吸湿和保湿的要求而得到广泛的推广和应用。
[0004]目前的银离子敷料主要分为两大类，即金属型含银敷料和离子型含银敷料，金属 型含银敷料主要是指银是在敷料中是以金属形式存在，如镀银材料或纳米银粒子；而离子 型含银敷料中的银是以银离子、银化合物或络合物形式存在的，如氯化银，硫酸银等。在遇 到水，如伤口分泌液时，敷料中的银离子会被释放出来。银离子通过破坏细菌的细胞膜或细 菌体中的酶蛋白，降低细菌生物活性酶的活性，从而实现抗菌的效果。
[0005] 美国专利US7, 385, 101公开了一种适用于伤口敷料的抗菌纺织材料及其伤口敷 料，该伤口敷料是将表面带有金属银涂层的纺织纤维与海藻酸盐纤维混合，通过非织造方 法制得的一种含银量高达8%，具有长时间抗菌效果的伤口敷料。但是，金属银的银离子释放 率低，降低了该伤口敷料的抗菌效果，而且镀银纺织纤维吸湿性差，不利于伤口的愈合。
[0006] 中国专利申请200510084006. 2公开了一种纳米银抗菌敷料及其制备方法和 应用，该发明采用浸轧方法使含有纳米银的涂覆液涂覆在织物上，制成纳米银的含量为 0. 05-2. 9重量％的敷料，该敷料在治疗感染性伤口时，具有明显的杀灭或抑制病原菌的能 力，加速伤口的愈合。但是，纳米银敷料中的银是单质银，其银释放率较低，对慢性伤口的感 染，尤其是溃疡伤口中常见的重度伤口感染治疗效果较差，无法满足市场的需要。
[0007]中国专利申请CN101187153A公开了一种海藻酸钙纤维快速添加银离子杀菌的简 易方法，该方法是将海藻酸钙纤维浸泡在含银离子化合物与羧甲基纤维素纳粉体的混合液 中，使纤维表面吸附含银物质。但这种吸附是物理吸附，含银物质在纤维的后续加工的过程 中会脱离，导致该敷料的含银量低，对伤口的抗菌效果不理想。
[0008] 欧洲专利1882482B1公开了一种将纤维浸泡于含银溶液的方法，所制得敷料也是 离子银类型。但是该方法在处理过程中使用有机溶剂，不安全。此外这种方法所制备的敷 料湿强度特别低，不利于伤口敷料在更换时的整片去除。
[0009] 聚六亚甲基双胍（PHMB)是环保型高分子聚合物杀菌消毒剂，具有杀菌效果明显， 作用速度快，性质稳定，易溶于水的优良性能。
[0010] 中国专利申请201010538137. 4公开了一种具有抗菌作用的纤维类伤口敷料及其 制备方法，该敷料是表面喷涂有聚六亚甲基双胍溶液的纤维制成的织物，所制得的敷料既 有抗菌性能，又有吸湿保湿性能，对慢性伤口具有显著的治疗效果。但是喷涂有PHMB的敷 料表面会发黏，不利于医护人员的使用。
[0011] 因此，研宄一种高吸湿性、高湿强度和能长时间抗菌的伤口敷料是目前治疗慢性 伤口亟需解决的难题。
【发明内容】
[0012] 为了解决现有技术中伤口敷料的抗菌效果较差，抗菌效果持续时间短，吸湿性和 湿强度较低的缺陷，本发明的目的在于提供一种抗菌伤口敷料及其制备方法，以解决上述 问题。
[0013] 特别地本发明提出了将螯合银纤维与其他不含银凝胶纤维混纺的思路，既解决了 这些凝胶纤维无法直接载银的困难，同时使得制备的含有螯合银纤维的敷料具备了一些其 他纤维的特点，如纤维吸湿性能和凝胶性能。
[0014] 本发明所涉及的不含银凝胶纤维的主要特点是纤维在干态下与其他纤维没有外 观上的区别，但一旦遇到液体，如水，伤口分泌液等后，纤维大量吸收水分，使得纤维横截面 膨胀，或整个纤维变成胶体状，纤维吸湿性很高但吸湿后强度损失很多。典型的这类纤维有 海藻酸盐纤维，化学改性纤维素纤维(羧甲基纤维素纤维)，化学改性壳聚糖纤维(酰化或羧 甲基壳聚糖纤维）等。
[0015] 本发明的第一方面介绍了含有螯合银的抗菌纤维及其制备方法。
[0016] 螯合银是把银离子用化学键的方式结合在材料上，以满足银材料稳定不易脱落的 要求，由于螯合作用可以将大量的银离子结合在特定纤维上，从而实现提高纤维及敷料含 银量的目的。
[0017] 螯合作用是指在中心离子(一般是一些金属离子）同时和某些多齿配体形成两个 或以上的配位键。一般来讲，能提供这样多齿配体都是一些有机物质如氮（N)、氧（0)和硫 (S)〇
[0018] 螯合物是一种由金属离子与其他分子形成两个或两个以上配位键的化合物。
[0019] 海藻酸盐纤维、壳聚糖纤维和纤维素纤维都是具有葡萄糖单元的长链，葡萄糖单 元的含氧六环上的羟基（-OH)的氧原子（〇)可以提供孤对电子，与银离子产生螯合作用，形 成螯合物；此外，海藻酸盐的羧基、改性纤维素的羧基（-C00H)和壳聚糖的氨基（_NH2)都可 以与银离子产生螯合作用。
[0020] 其他纤维如聚丙烯腈（PAN)纤维、聚丙烯腈（PAN)与聚乙烯醇纤维（PVA)共混纤维 也可以和银螯合。该纤维中的腈基（-CN)也可以和银离子形成很好的螯合。此外对纤维在 螯合银之前进行一些化学处理也可以使纤维与银离子产生很好的螯合作用。典型的处理方 式有偕胺肟化处理。例如将聚丙烯腈（PAN)与聚乙烯醇纤维（PVA)共混纺丝制得的聚丙烯 腈聚乙烯醇共混复合纤维（PAN/PVA)进行偕胺肟化处理得到偕胺肟化聚丙烯腈聚乙烯醇共 混复合（PAO/PVA)纤维。
[0021] 偕胺肟化是将这些纤维结构上的腈基（-GN)还原成带有氨基的肟 基-c(NH2)=N(OH)，从而使这个结构中的氮原子和氧原子与银离子形成螯合环。
[0022] 典型的偕胺肟化处理是将聚丙烯腈或者聚丙烯腈聚乙烯醇复合纤维浸泡在一个 含有盐酸羟氨和无水碳酸钠的水溶液中。这样聚丙烯腈或者聚丙烯腈聚乙烯醇复合纤维就 被偕胺肟化（PAO/PVA)。这个偕胺肟化处理的温度在20-90 °C，浸泡时间在10分钟和5小 时之间。溶液的pH在5-8之间。偕胺肟化的浴比在1:10 - 1:150之间。处理的时间长短 影响偕胺肟化的程度，而这个偕胺肟化程度又将影响螯合银的多少。处理时间越长，偕胺肟 化的程度越高，螯合银离子效率越好。同样的原理适用于处理过程中的浴比。
[0023] 在聚丙烯腈聚乙烯醇共混复合纤维中进行微孔处理后再偕胺肟化，纤维的螯合银 效率更好一些。典型的增加微孔的方式是先在纺丝液中加聚乙二醇1000,纺丝后再用乙醇 萃取，纤维内部就会产生一些非常细小的孔隙。这种纤维再经过偕胺肟化，就可以螯合更多 的银呙子。
[0024] 有些纤维，如聚丙稀腈纤维（PAN，Polyacrylonitrile)可能不适合于偕胺聘化处 理，反应条件很难控制或者螯合银效率不高，但可以用多元胺处理，也可以实现螯合银或提 高螯合银效率。本发明使用的方法是将聚丙烯腈纤维与乙二胺（EDA)在一定温度（50-150 摄氏度）和催化剂下(如氯化铝）反应，就可以得到可以用来螯合银的多元胺聚丙烯腈 (PAEA)纤维，即 1，N-乙二胺基聚丙稀腈纤维（l，N-ethylenediamin〇-polyacrylonitri le) 〇
[0025] 此外，螯合银处理前对纤维表面亲水处理也有利于银离子螯合。
[0026] 与一般的物理吸附(如表面喷涂）不同，螯合作用一种化学键结合，与银离子形成 螯合作用后，一般是不容易在后续加工过程中脱落下来的。
[0027] 螯合过程也需要将纤维浸泡在含有银离子的水溶液中。理论上讲，凡是水溶性的 银化合物，或者是在水中有银离子释放的的银化合物，都可以用来制备银离子水溶液，如硝 酸银、氯化银、硫酸银、碳酸银、磷酸锆钠银等，但是比较理想的银化合物是硝酸银。因为硝 酸银是100%水溶性的。可以实现比较高的银材料利用率。例如硝酸银的含银量为63. 5%， 所有的硝酸银都可以溶解在适量的水中。因此配置l〇〇〇ml含重量0. 1%银离子的溶液需要 1. 57克硝酸银。典型的磷酸锆钠银产品有Alphasan，它的含银量可能只有10%，但是磷酸锆 钠银不能把所有银离子都释放出来，因此实现〇. 1%银离子浓度的水溶液需要大量的含银 化合物，而且需要不断测试溶液中的含银量，如果不足还需要继续添加含银材料直至达到 所需的银离子浓度。
[0028] 用来螯合处理的银离子溶液中的银离子浓度一般控制在按溶液中银离子重量计 0. 01%-30%之间。所处理的纤维与溶液的比例在1 :5到1 :1000之间（按重量计)，溶液温度 保持在10-65 °e之间，纤维在溶液中浸泡时间在5分钟到10小时之间。这些参数的最终确 定可以按照纤维的目标含银量确定，银离子浓度越高，则螯合银纤维中的含银量越高。浴 比、温度和浸泡时间与纤维含银量的关系也是如此。溶液的起始pH控制在4-7之间。
[0029] 本发明的螯合银方法简单，而且通过控制上述参数可以很容易控制螯合银纤维的 含银量。所制得的纤维的含银量可以在〇. 01-35%之间，优选0. 05-25%之间，最优选0. 1-18% 之间。
[0030] 此外，纤维螯合银之后颜色会产生变化。如果纤维原来的颜色是白色，螯合银处理 后会纤维颜色会变为深色，如浅灰色、米色、灰色、黑色、褐色甚至红褐色等。在临床上，一般 不希望敷料的颜色太深，至少不是红色、红褐色之类。而一般的凝胶纤维如海藻酸盐纤维， 化学改性壳聚糖纤维或化学改性纤维素纤维都是白色或乳白色