一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法，属于医用材料制备领域。该方法以毛竹为原料，首先经肥皂水预氧化漂白，高压均质后经高碘酸钠以及表面活性剂的改性辅以胶原蛋白即可制得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。本发明制得的复合材料中纤维素经氧化改性后引入醛基基团且具有纳米尺度，可以提高其对药物的负载能力，透气性极佳，表面活性剂的使用优化了其分散性，使其能更好的分散于胶原蛋白中，提高了胶原蛋白的机械性能，同时胶原蛋白良好的生物相容性和低免疫原性进一步提高本发明的产品性能，使本发明兼具良好机械性能、透湿透气性和生物相容性，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法，属于医用材料制备领域。
【背景技术】
[0002]伤口敷料作为伤口的临时覆盖物，在伤口愈合过程中，可以暂时替代受损的皮肤起保护作用，防止伤口感染发炎，为伤口快速愈合提供一个有利的环境。由于传统敷料如纱布、绷带等在使用过程中暴露出的一系列如创面粘连、保湿性差、易感染、无愈合促进作用等问题，随着组织工程学和材料学的发展，多种医用新型敷料正逐步代替传统敷料，在创面修复领域扮演着重要的角色。医用新型敷料是基于湿润愈合理念研制的，能有效维持创面湿润，加速创面修复，减少伤口感染，使用也比较方便。
[0003]胶原蛋白具有良好的生物相容性和低免疫原性，能促进细胞的粘附增殖，但其力学性能差，易被酶解;用纤维素制成的敷料具有很高的韧性强度和良好的透气性，但在促进细胞增殖分化、延迟伤口收缩、加速创伤修复方面不如胶原蛋白有效。
[0004]纳米纤维素是通过进一步处理纤维素所获得的产物，其具备高长径比、大比表面、良好的生物相容性与生物降解能力等优点。纳米纤维素因为其多孔渗透结构可以高效地固定药物，保证皮肤能够垂直吸收药物的同时不会影响其它部分的皮肤。纳米纤维素也可以作为酶或者药剂的载体应用于生物医药和美容方面，具有分散性和生物活性的纳米纤维素有助于所载药剂被皮肤吸收。氧化后的纳米纤维素由于具有醛基基团与纳米尺度，可以成为各种酶和药剂的有利载体。氧化后的纳米纤维素与特定的高分子聚合物结合从而使得到的纳米纤维素复合材料在生物医药、治愈皮肤、改善皮肤状态等领域具有更高的应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题，针对目前传统敷料如纱布、绷带等在使用过程中存在创面粘连、保湿性差、易感染、无愈合促进作用，而单独的胶原蛋白敷料力学性能差，易被酶解，纯纤维素敷料在促进细胞增殖分化、延迟伤口收缩、加速创伤修复方面不如胶原蛋白有效等问题，提供了一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法。该方法以毛竹为原料，首先经肥皂水预氧化漂白，高压均质后经高碘酸钠以及表面活性剂的改性辅以胶原蛋白即可制得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。本发明制得的复合材料中纤维素经氧化改性后引入醛基基团且具有纳米尺度，可以提高其对药物的负载能力，透气性极佳，表面活性剂的使用优化了其分散性，使其能更好的分散于胶原蛋白中，提高了胶原蛋白的机械性能，同时胶原蛋白良好的生物相容性和低免疫原性进一步提高本发明的产品性能，使本发明兼具良好机械性能、透湿透气性和生物相容性，具有广阔的应用前景。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(I)取I?3根竹龄为4?5年，胸径50?60mm的毛竹，进行分片、劈条得到Imm X ImmX20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化2?3h后过滤、分离并自然晾干； (2)量取3?5L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒6?8h;
(3)曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入90?95°C的水浴锅中，水浴加热2?3h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在100?120MPa压力下均质处理10?15次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末；
(4)将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为1:20和浓度为0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积I?3%的柠檬汁和其总质量0.5?1%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应7?Sh后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤3?5遍后，干燥得到改性竹基纳米纤维素；
(5)称取10?15g胶原蛋白干粉溶于400?500mL质量浓度为2?3%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以200?300W功率超声分散20?30min ；
(6)分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至1000?1200Pa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
[0007]本发明的具体应用方法是:本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料制成敷料，用于各种外科手术、整形手术的术后切口或创面，使用前先对伤口周围进行酒精消毒，再选用比创口长4?6cm的复合医用敷料覆盖创口并包扎，使敷料与创口紧贴，更换时间根据创面渗出液而定，渗出液多，敷料吸收饱和应及时更换，渗出液少，可隔2?3天更换，敷料的透气性极佳，具良好机械性能和生物相容性。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料原材料易得，制备步骤简单，可生物降解，成本低廉；
(2)本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料兼具良好机械性能、透湿透气性和生物相容性，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0009]取I?3根竹龄为4?5年，胸径50?60mm的毛竹，进行分片、劈条得到ImmX ImmX20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化2?3h后过滤、分离并自然晾干;量取3?5L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒6?8h;曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入90?950C的水浴锅中，水浴加热2?3h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在100?120MPa压力下均质处理10?15次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末;将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为I: 20和浓度为0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积I?3%的柠檬汁和其总质量0.5?1%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应7?Sh后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤3?5遍后，干燥得到改性竹基纳米纤维素；称取10?15g胶原蛋白干粉溶于400?500mL质量浓度为2?3%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以200?300W功率超声分散20?30min;分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至1000?1200Pa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
[0010]实例I
取I根竹龄为4年，胸径50mm的毛竹，进行分片、劈条得到Imm X Imm X 20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化2h后过滤、分离并自然晾干;量取3L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒6h;曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入90°C的水浴锅中，水浴加热2h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在10MPa压力下均质处理10次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末；将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为1: 20和浓度为
0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积1%的柠檬汁和其总质量0.5%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应7h后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤3遍后，干燥得到改性竹基纳米纤维素；称取1g胶原蛋白干粉溶于400mL质量浓度为2%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以200W功率超声分散20min;分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至lOOOPa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
[0011]本发明的具体应用方法是:本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料可以用于各种外科手术、整形手术的术后切口或创面，使用前先对伤口周围进行酒精消毒，再选用比创口长4cm的复合医用敷料覆盖创口并包扎，使敷料与创口紧贴，更换时间根据创面渗出液而定，渗出液多，敷料吸收饱和应及时更换，渗出液少，可隔2天更换，敷料的透气性极佳，具良好机械性能和生物相容性。
[0012]实例2
取2根竹龄为4年，胸径55mm的毛竹，进行分片、劈条得到Imm X Imm X 20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化3h后过滤、分离并自然晾干;量取4L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒7h;曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入93°C的水浴锅中，水浴加热2h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在IlOMPa压力下均质处理13次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末；将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为1: 20和浓度为
0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积2%的柠檬汁和其总质量0.8%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应7h后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤4遍后，干燥得到改性竹基纳米纤维素；称取13g胶原蛋白干粉溶于450mL质量浓度为2%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以250W功率超声分散25min;分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至llOOPa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
[0013]本发明的具体应用方法是:本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料可以用于各种外科手术、整形手术的术后切口或创面，使用前先对伤口周围进行酒精消毒，再选用比创口长5cm的复合医用敷料覆盖创口并包扎，使敷料与创口紧贴，更换时间根据创面渗出液而定，渗出液多，敷料吸收饱和应及时更换，渗出液少，可隔2天更换，敷料的透气性极佳，具良好机械性能和生物相容性。
[0014]实例3
取3根竹龄为5年，胸径60mm的毛竹，进行分片、劈条得到Imm X Imm X 20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化3h后过滤、分离并自然晾干;量取5L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒8h;曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入95°C的水浴锅中，水浴加热3h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在120MPa压力下均质处理15次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末；将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为1: 20和浓度为
0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积3%的柠檬汁和其总质量1%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应Sh后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤5遍后，干燥得到改性竹基纳米纤维素;称取15g胶原蛋白干粉溶于500mL质量浓度为3%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以300W功率超声分散30min;分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至1200Pa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
[0015]本发明的具体应用方法是:本发明制得的竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料可以用于各种外科手术、整形手术的术后切口或创面，使用前先对伤口周围进行酒精消毒，再选用比创口长6cm的复合医用敷料覆盖创口并包扎，使敷料与创口紧贴，更换时间根据创面渗出液而定，渗出液多，敷料吸收饱和应及时更换，渗出液少，可隔3天更换，敷料的透气性极佳，具良好机械性能和生物相容性。
【主权项】
1.一种竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)取I?3根竹龄为4?5年，胸径50?60mm的毛竹，进行分片、劈条得到ImmX Imm X20mm的竹条，先将其放入铁锅中加热至沸腾，煮制软化2?3h后过滤、分离并自然晾干； (2)量取3?5L肥皂水倒入陶瓷罐中，将上述软化后的竹条浸入肥皂水中，静置浸泡溶胀过夜，过夜后过滤收集竹条，沥干水分后立即装入塑料袋中，密封袋口，置于烈日下曝晒6?8h; (3)曝晒结束后取出变白的竹条，继续浸入质量浓度为5%氢氧化钠溶液中，转入90?95°C的水浴锅中，水浴加热2?3h脱除棕纤维素，再将水浴处理后的竹条移入超高压均质机，在100?120MPa压力下均质处理10?15次，经离心机离心分离后干燥，得到竹基纳米纤维素粉末； (4)将上述竹基纳米纤维素粉末按固液比为1:20和浓度为0.06mol/L高碘酸钠溶液混合均匀，再滴加混合液总体积I?3%的柠檬汁和其总质量0.5?1%的脂肪酸甘油酯，放置在摇床上振荡反应7?Sh后移至布氏漏斗，用去离子水反复抽滤洗涤3?5遍后，干燥，得到改性竹基纳米纤维素； (5)称取10?15g胶原蛋白干粉溶于400?500mL质量浓度为2?3%乙酸溶液中，搅拌直至胶原蛋白完全溶解，按添加量为20%向胶原蛋白溶液中加入上述得到的改性竹基纳米纤维素，放入超声分散仪，以200?300W功率超声分散20?30min ； (6)分散结束后将得到的混合液转入真空浓缩罐中，降低罐内压力至1000?1200Pa，浓缩至其原体积的2/3，得到浓稠的竹基纳米纤维素胶原蛋白浓缩液，放入真空冻干机冻干后粉碎并过200目标准筛，即得竹基纳米纤维素胶原蛋白复合材料。
【文档编号】A61L15/42GK105833330SQ201610242591
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】郭伟明, 林茂平
【申请人】常州市好利莱光电科技有限公司