一种壳寡糖-纳米银抗菌敷料及其制备方法
【专利说明】一种壳寡糖-纳米银抗菌敷料及其制备方法 发明领域
[0001 ]本发明涉及一种敷料及其制备方法，具体讲涉及一种壳寡糖-纳米银抗菌敷料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 敷料因具有保护、吸收渗出物、抑制外来微生物感染以及促进皮肤愈合等功能而 广泛地应用于创面护理。创面敷料应具备生物兼容性和生物降解性，可促进创面愈合，能吸 收多余渗出物并溶胀，有高的孔隙度和透气性等特性。然而，传统的敷料材料例如绷带、棉 纱、软麻布、无纺布等除溶胀能力与透气性不能满足要求外，还不具备治疗和修复创面等特 性，因此远不能满足伤口护理的要求。
[0003] 静电纺丝技术制备的纳米纤维膜其结构与天然细胞组织接近，具有比表面积大、 透气性好、保湿性强、能够促进创面愈合等优点，因而十分适用作创面敷料。已有报道将壳 寡糖(C0S)与聚乙烯醇(PVA)相结合静电纺丝技术用于制备纳米纤维敷料提高纳米纤维的 均匀性。（PVA)作为一种可生物降解树脂，在生物医用材料领域应用广泛，采用静电纺丝技 术制备的PVA纳米纤维可用于创面护理。壳寡糖(C0S)是壳聚糖经水解生成的低聚物，这类 低聚物具有较高的溶解度，生物相容性好，具有抗菌、止血、消炎、促进凝血和伤口愈合等特 性，可以增加创面组织的网状结构，增强伤口抗拉强度，能够激活巨噬细胞，产生TGF-βΙ等 生长因子，促进成纤维细胞增殖和胶原形成，从而促进创面愈合。纳米银粒子(AgNP)具有安 全性高，抗菌范围广，持续杀菌时间长，穿透力强表面积大等优点，能全面充分接触并攻击 病原体，从而发挥更强的生物效应，同时，与其他抗生素相比，纳米银具有光谱抗菌作用和 无耐药性等优点。综合上述事实，在含壳寡糖(C0S)与聚乙稀醇(PVA)的纳米纤维中结合进 纳米银粒子AgNP将成为一种具前景的创面敷料材料。
[0004] 《InternationalJournalofNanomedicine》国际期刊上公开了"纳米银/壳寡 糖/聚乙烯醇纳米纤维作为抗菌敷料的临床前研究"。该研究以聚乙烯醇(PVA)为载体，通过 静电纺丝技术制备了一种含纳米银粒子的纳米纤维膜PVA/COS-AgNP用作抗菌敷料。经研究 与分析发现现有技术主要存在以下2点缺陷：1、尽管聚乙烯醇(PVA)已经被广泛用于生产纳 米纤维医用敷料，但含有潜在致敏成份;2、现有技术制备的纳米纤维所采用的市售壳寡糖 重均分子量在3000Da以上，存在分子量偏尚，分子量分布指数宽的缺点，导致其制备的纳米 纤维偏长，银粒子颗粒偏大，所制敷料的吸水性和透气性欠佳，无法更好满足医用要求。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术的不足，本发明提供一种改进的壳寡糖-纳米银创面敷料的制备 方法。
[0006] 实现本发明目的的技术方案如下：
[0007] 本发明提供的一种制备纳米银抗菌敷料的方法，所述敷料包括由壳寡糖与硝酸银 制得的壳寡糖-纳米银复合物，其改进之处在于所述壳寡糖为按照下述方法制备的：
[0008] 1)配制壳聚糖醋酸溶液：
[0009] 将70-90g壳聚糖溶于1.5-3.5L的2%的醋酸溶液；
[0010] 2)于步骤1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入按质量比计的过氧化氢处理：
[0011]壳聚糖醋酸溶液:过氧化氢=25~30:3~4;
[0012] 3)于70°C下，将步骤2)的处理产物水解80-100min，40-60°C下真空浓缩，抽滤的固 形物用NaOH中和后，真空冷冻干燥得所述壳寡糖粉末。
[0013]本发明提供的第一优选技术方案中，所述壳寡糖-纳米银复合物的制备方法包括 下述步骤：
[0014] 1)制备纳米银-壳寡糖复合物：
[0015]搅拌下，30-80°C下，将0.5-2.(^所述壳寡糖与0.謂的硝酸银溶液反应，依次用丙 酮和乙醇洗涤，l〇〇°C下真空干燥24h得纳米银-壳寡糖复合物；
[0016] 2)制备纳米银-壳寡糖复合物纺丝液：
[0017]常温下，将按质量百分比计的3-5质量份所述纳米银-壳寡糖复合物与30-50% (w/v)的95-97质量份的聚维酮混合；
[0018] 3)静电纺丝:于电压10-20KV、0.2-0.6mL/h流速和9-16cm接收距离下，用注射器对 步骤2)制得的纺丝液纺丝，得到的壳寡糖-纳米银纳米纤维；
[0019] 4)经钴60辐照灭菌得纳米银抗菌敷料。
[0020] 本发明提供的第二优选技术方案中，
[0021] 1)所述步骤1)中：
[0022] 将70-8(^壳聚糖溶于2.0-3.51^的2%的醋酸溶液；
[0023] 2)所述步骤2)中：壳聚糖醋酸溶液:过氧化氢=25:4。
[0024]本发明提供的第三优选技术方案中，所述步骤1)中：将80g壳聚糖溶于2.5L的2 % 的醋酸溶液;所述步骤2)中：壳聚糖醋酸溶液:过氧化氢=28:3。
[0025]本发明提供的第四优选技术方案中，所述步骤3)中，水解90-100min后，40-50°C下 真空浓缩，抽滤，固形物用NaOH中和后，真空冷冻干燥得所述壳寡糖粉末。
[0026]本发明提供的第五优选技术方案中，所述水解时间为95-100min，45-50°C下真空 浓缩。
[0027]本发明提供的第六优选技术方案中，所述步骤1)中，所制得的1.0-2.0g壳寡糖与 0.1M的硝酸银溶液在70-80°C反应;所述步骤3)中，电压15-20KV和0.2-0.4mL/h流速。
[0028]本发明提供的第七优选技术方案中，所述丙酮的体积为40~80mL。
[0029]本发明提供的第八优选技术方案中，所述纤维直径lOOnm;纳米银颗粒粒径10nm，
[0030] 本发明提供的第九优选技术方案中，所述壳寡糖的重均分子量为1000~2000。
[0031] 与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
[0032] 1.本发明制备的创面敷料制备方法，除从壳寡糖的制备方法、壳寡糖的重均分子 量的选取方面做了改进外、静电纺丝液的制备方面做了改进外，其纤维直径lOOnm，显著低 于所述最接近的现有技术的纤维直径130nm，因此纳米纤维分布更为均匀;纳米银颗粒直径 l〇nm，相比现有技术纳米银颗粒直径15.7nm，更小的纳米银颗粒有助于纳米颗粒更均匀附 着在纳米纤维上。
[0033] 2.本发明制备的创面敷料对革兰氏阳性菌和阴性菌(金黄色葡萄球菌、化脓性链 球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌)具有良好的抑菌效果(抑菌圈达10~25mm);
[0034] 3 .本发明制备的抗菌敷料具有溶胀性高、透气性强的特点：溶胀率达到652 %~ 706%，透气性达10.86~12.04X10-6g·h-1 ·cm-3 ·mmHg-1，本发明制备的抗菌敷料在透气 性和溶胀率方面均有显著提高。
[0035] 4.本发明提供的创面敷料对人体正常细胞，如L929 (人皮肤成纤维细胞），没有毒 性(MTT法检测24h细胞存活率与空白对照组相当）；
[0036] 5.本发明提供的创面敷料能加速大鼠机械创面愈合，在第7天愈合百分率高20-28% 〇
【附图说明】
[0037] 图1为本发明实施例1所制备的壳寡糖-纳米银抗菌敷料的SEM照片；
[0038] 图2为本发明实施例1所制备的壳寡糖-纳米银抗菌敷料的TEM照片；
[0039]图3为本发明实施例1-3细胞毒性测试的结果；
[0040] 图4为大鼠创面愈合测试照片，从左到右依次为空白对照组、实施例1和实施例3所 制备的抗菌敷料处理后创面的愈合情况。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图1-4对具体实施例作进一步详细说明，对本发明的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 实施例1
[0043]制备壳寡糖:将70g壳聚糖粉体溶于1.75L的2 %的醋酸溶液，按照质量比计，壳聚 糖醋酸溶液:过氧化氢=25: 3的比例加入过氧化氢，70°C下水解80min后在40°C下真空浓 缩，抽滤，固形物用NaOH中和后真空冷冻干燥得壳寡糖粉末。
[0044]制备壳寡糖-纳米银复合物:称取0.5g壳寡糖粉末，加入20mL0.lmol/L的硝酸银 溶液，30°C下搅拌反应4h。加入40mL丙酮沉淀产品，乙醇洗涤，100°C下真空干燥24h后即得。
[0045]制备壳寡糖-纳米银抗菌敷料：
[0046] 将制得的0.5g纳米银-壳寡糖复合物，加入10g30%(w/v= 300g/L)聚维酮中，搅 拌混合均匀后分加入注射器针头中，用静电纺丝仪纺丝。纺丝参数：电压12KV，流速0.2mL/ h，接收距离10cm。将得到的壳寡糖-纳米银纳米纤维裁剪为3cmX3cm，以3KGy吸收剂量经钴 60辐照灭菌即得。
[0047]通过SEM测试本实施例所制备的壳寡糖-纳米银抗菌敷料产品，其结构如图1所示。 由图可见，抗菌敷料纳米纤维分布均勾，直径约在1OOnm。
[0048]通过TEM测试本实施例所制备的壳寡糖-纳米银抗菌敷料产品，其结构如图2所示。 由图可见，纳米银均匀地附着在纤维上，粒径约在l〇nm。
[0049] 实施例2
[0050]壳寡糖的制备:将70g壳聚糖粉体溶于1.75L的2%的醋酸溶液，按质量比计，壳聚 糖醋酸溶液:过氧化氢=25:3的量加入过氧化氢，70°〇下水解