专利名称：一种医用纤维及其制造方法
技术领域：
本发明涉及纤维材料制造技术，具体为一种适于医用的天然生物纤维及 其制造方法。
背景技术：
采用天然生物材料制造医用纤维已有研究。例如，中国专利(申请号为
92105622.2)文献公开了一种以藻朊酸钠为原料，以氯化钙水溶液作为凝固 剂，采用湿法制造可吸收止血敷料的方法；中国专利文献(CN 85109219A) 公开了一种用干法纺丝工艺制造医用止血纤维的技术，其止血纤维中明胶/ 聚乙烯醇(40—65/35-60)的含量为40-50%，其余主桌为软水；中国专利文 献(CN 1157355A)公开了一种"止血纤维组成及其气体牵伸法纺丝工艺"。 其止血纤维中的明胶含量提高到70-90%，其余也为聚乙烯醇(10-30%)或添 加少量其他添加物。该方法采用远红外干燥箱烘干和甲醛蒸气熏蒸方法消毒， 需要4 6小时，在平衡室中放置8小时左右后，再把纤维装入内包装袋中 以环氧乙垸灭菌消毒，然后进行外包装，才成为止血纤维成品。这种方法耗 时太长，能耗过多，效率很低，且有不安全或不卫生(二次污染)之虞。中 国专利文献(CN1270240A)公开了一种以明胶为主要成分并包含聚乙烯吡咯 垸酮、水溶性壳聚糖、海藻酸钠的止血纤维，采用离心法纺丝工艺纺丝，所 得纤维迅速干燥成型，并直接收集、包装、消毒，即制得所述的止血纤维， 但由于聚乙烯吡咯烷酮为合成物质，人体很难自行降解，而壳聚糖、海藻酸 钠物质需要特殊的酶才能降解，因此人体降解和吸收该种物质需要很长时间， 而且由于纤维成纤时间比较短，又没有使用交联剂，因此，所得纤维容易粘手， 粘结成团，不利于实际使用
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，设计一种医用纤维， 及其制造方法，该医用纤维是由具有人体容易吸收的氨基酸构成的几种天然 材料所组成；该纤维制造方法既没有使用和释放对人体或环境带来有害的物 质及工艺过程，又具有节能,縮短消毒时间等特点。
本发明解决所述纤维技术问题的技术方案是，设计一种医用纤维，其特 征在于该医用纤维的重量百分比组成为
明胶59. 99 89. 9%， 平均分子量为10 20万； 丝胶1 5%， 平均分子量为1000 40000;
丝素9 35%， 平均分子量为80 4000;
交联剂0.01 0. 1%，所述的交联剂是1_乙基一3， 3-二甲基氨基丙 基一碳化二亚胺或/和N-羟基丁二酰亚胺。
本发明解决所述制造方法技术问题的技术方案是，设计一种医用纤维的 制造方法，该制造方法采用如下工艺按照本发明所述医用纤维的重量百分 比组成，把明胶、丝胶和丝素放入蒸馏水中，在70 95t:下，溶胀150—200 分钟后，制成纺丝原液，经过滤、脱泡后，将料液温度降至35 45。C，加入 交联剂并混合均匀；采用离心法纺丝工艺纺丝，所得纤维迅速干燥成型，然 后放入真空烘箱进一步烘干后，收集，先包装，后经钴60Y射线照射消毒， 即制得所述的医用纤维；所述钴60 Y射线照射剂量1. 2 2. 0万格瑞，剂量 率为700 900格瑞/小时；所述的离心法纺丝工艺参数是 纺丝原液温度 35°C 45°C; 泵供料液量 40 200克/分钟；
离心盘线速度3000 6000米/分钟； 纺丝温度 170 220°C 真空烘箱温度70 110°C;干燥时间0.5 l小时。 与现有技术相比，本发明医用纤维全部由天然材料所组成，于人和环境 均无害，使用安全；该纤维的制造方法流程短，效率高，也无三废问题，同 时进一步降低了纤维的含水，可防止纤维在高温下变黄，有利于产品的后加 工和医疗应用，而且由于降低了纺丝温度，节省了能源，使用钴60Y射线消毒，縮短了生产周期。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步叙述本发明
本发明设计的医用纤维(以下简称纤维)其特征在于该纤维的重量百 分比组成(简称配方)为
明胶59. 99 89. 9%， 平均分子量为10 20万； 丝胶1 5%， 平均分子量为1000 40000;
丝素9 35%， 平均分子量为80 4000;
交联剂0. 01 0. 1%，所述的交联剂是l一乙基一3， 3-二甲基氨基丙基一 碳化二亚胺或/和N-羟基丁二酰亚胺。
本发明配方所用的明胶、丝胶和丝素均为天然物质，对人友好，于环境 无害。明胶是胶原经水解而制得的产物，主要是含甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨 酸、谷氨酸、丙氨酸等，其中谷氨酸等亲水性极性氨基酸的含量约占40%。 丝胶是蚕丝外层的球状蛋白质，而蚕丝是天然高分子蛋白质纤维。丝胶含有 18种氨基酸，丝胶蛋白由丝氨酸(33.43%)、天门冬氨酸(16.71%)、甘氨 酸(13.49%)等18种氨基酸组成，其中极性侧链氨基酸占74.61%，非极 性侧链氨基酸占25.68%。丝胶具有良好的吸湿性能，能起到类似天然保湿 因子的作用。丝胶中的酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等能有效吸收紫外线。此 外丝胶还具有抗氧化功能，能很好地抑制活性氧的发生。丝素是蚕丝的中芯
层部分，含量约占蚕丝的70 80。^，在组成丝素蛋白质的氨基酸中，乙氨酸、 丙氨酸等非极性氨基酸的含量约占70 85%，仅乙氨酸、丙氨酸两者就占 70 75%。丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗 拉伸强度、透气透湿性、缓释性等。
本发明配方所用的明胶、丝胶、丝素均为医药级，使用卫生安全。不同 分子量的明胶、丝胶、丝素对纺丝性能和成纤效果的影响有所不同。实验研 究表明，选用明胶的平均分子量为10 20万较为理想；选用丝胶的平均分 子量为1000 40000较为理想；选用丝素的平均分子量为80 4000较为理想。在上述配方和工艺条件下，所述的各种原料对纺丝工艺和成纤效果没有任何
显著影响。
本发明使用的交联剂为l一乙基一3， 3-二甲基氨基丙基_碳化二亚胺或/ 和N-羟基丁二酰亚胺，当使用两种交联剂时，比例是任意的。交联剂的纯度 为医药用分析纯。交联剂重量含量为0.01 0. 1。％。混合料液中交联剂的含量 过高会造成纺丝困难，交联剂的含量过低对产品无任何作用。
本发明同时设计了所述医用纤维的制造方法，该制造方法采用如下工艺
按照本发明所述医用纤维的重量百分比组成，把明胶、丝胶和丝素放入蒸馏
水中，在70 95。C下，溶胀150 — 200分钟后，制成纺丝原液，经过滤、脱 泡后，将料液温度降至35 45。C，加入交联剂并混合均匀；采用离心法纺丝 工艺纺丝，所得纤维迅速干燥成型，然后放入真空烘箱进一步烘干后，收集， 先包装，后经钴60Y射线照射消毒，即制得所述的医用纤维；所述钴60Y射 线照射剂量1.2 2.0万格瑞，剂量率为700 900格瑞/小时；所述的离 心法纺丝工艺参数是纺丝原液温度35°C 45°C;泵供料液量40 200克/ 分钟；离心盘线速度3000 6000米/分钟；纺丝温度170 22(TC;真空烘箱 温度70 110。C;干燥时间0.5 1小时；钴60Y射线剂量1.2 2.0万格瑞， 剂量率为700 900格瑞/小时。
本发明纤维制造方法在所得纤维真空干燥后，采用先包装，后消毒的工 艺方法，从根本上杜绝了先消毒、后包装工艺可能带来的二次污染。所述的 包装采用真空包装，所述的消毒采用钴60Y射线消毒。这种先包装、后消毒 的方法，使产品纤维医用更为安全。
本发明不但在配方组分中没有使用人体不易吸收的合成高分子化合物聚 乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮等，医用安全可靠，而且在制造纺丝工艺中也没有 使用现有技术中所使用的甲醛，因而避免了对人体和环境有害的甲醛可能带 来的显在和潜在的损害或污染。因此，本发明纤维及其制造方法无论从配方 组分，还是从工艺过程，都没有任何可能产生污染之处，是一种绿色纤维和 制造方法。
本发明未述及之处适用于现有技术。下面用具体实施例来进一步详细说明本发明。实施例只是对发明的进一 歩解释，其并不限制本发明权利要求的保护范围
把0. 025g N-羟基丁二酰亚胺(NHS)放入100g蒸馏水中，在40。C下溶解； 将149. 975g平均分子量为20万的医药级明胶、12. 5g平均分子量为4万医 药级丝胶和87. 5g平均分子量为4千的医药级丝素放入900g蒸馏水中，在常 温下溶胀180分钟；升温至8CTC，搅拌混溶100分钟，'然后将混合料过滤； 过滤后的混合料液在6(TC下静置脱泡6小时，将料液温度控制在45°C，然 后把交联剂的水溶液与混合料液混均后，通过计量泵送入离心纺丝机纺丝， 泵供料液量为200g/分钟，离心盘线速度为6000米/分钟，纺丝箱体中纺丝 温度为22(TC，料液迅速被纺成短纤维；将短纤维收集后，放入真空烘箱，在 11(TC下干燥0.5小时；所得纤维经真空包装后，在剂量1.8万格瑞，剂量率 为700格瑞/小时的钴60 Y射线照射下灭菌，消毒后，即制成本发明所述的 医用纤维。
实施例2:
把0.25gl —乙基一3，3-二甲基氨基丙基一碳化二亚胺(EDC)放入150g 蒸馏水中，在40'C下溶解；将224. 75g平均分子量为10万的医药级明胶、 2. 5g平均分子量为1千医药级丝胶、22. 5g平均分子量为80的医药级丝素放 入850g蒸馏水中，在常温下溶胀180分钟；升温至7(TC，搅拌混溶80分 钟，然后将混合料过滤；过滤后的混合料液在6(TC下静置脱泡6小时，将料 液温度控制在35'C;然后把交联剂的水溶液与混合料液混合均匀后，通过计 量泵进入离心纺丝机，泵供量为40g/分钟，离心盘线速度为3000米/分钟， 纺丝箱体中纺丝温度为17CTC,料液迅速被纺成短纤维；将短纤维收集后放入 真空烘箱在7(TC下干燥1小时。纤维经真空包装后，在剂量1.80万格瑞， 剂量率为500格瑞/小时的钴60 Y射线照射下，灭菌消毒，即制成本发明的 成品医用纤维。 实施例3:
把0.075g EDC放入100g蒸馏水中，在4(TC下溶解；将174.925g平均分子量为17万的医药级明胶、10g平均分子量为3万医药级丝胶、65g牌价分 子量为3000的医药级丝素放入900g蒸馏水中，在常温下溶胀180分钟；升 温至7(TC，搅拌混溶90分钟，然后将混合料过滤；过滤后的混合料液在60 °C—F静置脱泡4小时，将料液温度控制在4(TC;把交联剂的水溶液与混合料 液均匀混合后，通过计量泵进入离心纺丝机，纺丝及纤维的后处理与实施例 2相同，其中泵供量调整为110g/分钟，离心盘线速度调整为4000米/分钟， 纺丝温度调整为190°C，真空烘箱在8(TC下干燥。
把0. 15gN-羟基丁二酰亚胺(NHS)放入100g蒸馏水中，在40。C下溶解； 将平均199. 85g分子量为14万的医药级明胶、5g平均分子量为1万医药级 丝胶、45g平均分子量为2千的医药级丝素放入900g蒸馏水中，在常温下溶 胀180分钟；升温至7(TC，搅拌混溶80分钟，然后将混合料过滤；过滤后 的混合料液在6(TC下静置脱泡4小时，将料液温度控制在35°C;把交联剂 的水溶液与混合料液均匀混合后，通过计量泵进入离心纺丝机，纺丝及纤维 的后处理与实施例1相同，其中泵供量调整为80g/分钟，离心盘线速度调整 为5000米/分钟，纺丝温度调整为20(TC，真空烘箱在9(TC下干燥。
实施例5:
把0.225g EDC放入100g蒸馏水中，在40。C下溶解；将212.275g平均分 子量为12万的医药级明胶、7. 5g平均分子量为5千医药级丝胶、30g平均分 子量为1000的医药级丝素放入900g蒸馏水中，在常温下溶胀180分钟；升 温至7(TC，搅拌混溶90分钟，然后将混合料过滤；过滤后的混合料液在60 "C下静置脱泡4小时，将料液温度控制在35。C后；把交联剂的水溶液与混合 料液混合后通过计量泵进入离心纺丝机，纺丝及纤维的后处理与实施例3相 同.
实施例6:
把0. 05g NHS、 0. 04g EDC放入100g蒸馏水中，在4(TC下溶解;将199. 91g 平均分子量为14万的医药级明胶、5g平均分子量为1万医药级丝胶、45g平 均分子量为2千的医药级丝素放入900g蒸馏水中，在常温下溶胀180分钟；
8升温至7(TC，搅拌混溶80分钟，然后将混合料过滤；过滤后的混合料液在 6(TC下静置脱泡4小时，将料液温度控制在4(TC;把交联剂的水溶液与混合 料液均匀混合后，通过计量泵进入离心纺丝机，纺丝及纤维的后处理与实施
例4相同。
权利要求
1. 一种医用纤维，其特征在于该医用纤维的重量百分比组成为明胶59. 99～89.9％， 平均分子量为10～20万；丝胶1～5％， 平均分子量为1000～40000；丝素9～35％， 平均分子量为80～4000；交联剂0. 01～0.1％，所述的交联剂是1—乙基—3，3-二甲基氨基丙基—碳化二亚胺或/和N-羟基丁二酰亚胺。
2. —种权利要求1所述医用纤维的制造方法，该制造方法采用如下 工艺按照权利要求1所述医用纤维的重量百分比组成，把明胶、丝胶和丝 素放入蒸馏水中，在70 95。C下，溶胀150 — 200分钟后，制成纺丝原液， 经过滤、脱泡后，将料液温度降至35 45°C，加入交联剂并混合均匀；采 用离心法纺丝工艺纺丝，所得纤维迅速干燥成型，然后放入真空烘箱进一步 烘干后，收集，先包装，后经钴60Y射线照射消毒，即制得所述的医用纤 维；所述钴60Y射线照射剂量为1.2 2.0万格瑞，剂量率为700 900格 瑞/小时；所述的离心法纺丝工艺参数是纺丝原液温度 35。C 45。C; 泵供料液量 40 200克/分钟；离心盘线速度3000 6000米/分钟； 纺丝温度 170 220°C; 真空烘箱温度70 110°C;干燥时间0.5 l小时。
全文摘要
本发明涉及一种医用纤维及其制造方法。该纤维特征在于重量百分比组成为明胶59.99～89.9％，平均分子量为10～20万；丝胶1～5％，平均分子量为1000～40000；丝素9～35％，平均分子量为80～4000；交联剂0.01～0.1％，交联剂是1-乙基-3，3-二甲基氨基丙基—碳化二亚胺或/和N-羟基丁二酰亚胺。该制造方法按照所述纤维的重量百分比组成，把明胶、丝胶和丝素放入蒸馏水中，在70～95℃下溶胀150-200分钟制成纺丝原液，经过滤脱泡后，降温至35～45℃，加入交联剂并混均；采用离心纺丝工艺纺丝，所得纤维迅速干燥成型，然后放入真空烘箱进一步烘干后，收集，先包装，后经钴60γ射线照射消毒，即制得所述的医用纤维。
文档编号D01F4/00GK101476172SQ20091006767
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者叶建忠, 邹建柱, 鲁 齐 申请人:天津工业大学