一种氢分子功能性口罩及面罩的制作方法

本发明属于皮肤健康护理，具体涉及一种基于静电纺储氢膜材料的氢分子功能性口罩及面罩。

背景技术：

1、口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫、病毒等物质的作用，以纱布或纸等材料做成。与之类似，面罩也类似的功能，可以用于口鼻和面部的防护，但佩戴使用较为繁琐。下述以口罩为核心，介绍本发明技术能够解决的技术问题。

2、对于好的防护口罩的滤料，应具备以下三个条件，一是在面具与使用者面部密合良好的情况下过滤效率高，二是呼吸阻力小，三是使用者感觉舒适。防尘类口罩滤料的材质有多种，包括普通织物、动物毛、无纺布和活性炭毡材料等。

3、常规无纺布口罩的结构与人面部的密合性很差，许多对人体危害极大的细小微粒都会通过口罩与面部的缝隙进入呼吸道到肺部，它的滤料一般多是一些机械织物，这种滤料要达到高的阻尘效率，唯一的方法就是增加厚度，而增加厚度的负面作用就是让使用者感到呼吸阻力很大，感觉不舒适。目前常用的解决方法是经过静电处理无纺布，处理后的无纺布不仅可以阻挡大粉尘颗粒，而且附在其表面的静电荷可以通过静电引力将细小粉尘吸附，达到很高的阻尘效率。尽管如此，无纺布口罩仍存在诸多缺点，如强度和耐久性差、容易撕裂、防护等级低和无其他医用功能等。此外，智能防护口罩作为新型的智能可穿戴产品，近年来获得了许多研究学者的关注，智能防护口罩的研究主要集中在口罩功能与造型、过滤性能、呼吸阻力等研究上，但这类口罩大多在佩戴时存在诸多不便，重复利用性低，且不具备医用功能。

4、传统的口罩滤材，无法满足高过滤性能的要求，且在制备过程中难以有效控制纤维直径和结构，因此需要开发新型制备过滤材料的方法。静电纺丝技术操作简便，静电纺纳米纤维具有吸附能力强、比表面积大、孔隙率高等优异特性，因此，对微纳米颗粒的捕获能力较强，同时可以和功能性物质接枝共聚获得其独特的特性，在空气过滤领域得到了广泛应用，有望解决传统空气过滤材料存在的过滤效率低、透气性差及电荷易衰减等难题。

5、氢气作为一种无色、无嗅、无味的气体，近年来其神秘面纱逐渐被揭开。大量研究表明，氢气对于代谢类疾病、肿瘤、缺血再灌注损伤等上百余种疾病的治疗/辅助治疗中具有显著疗效。在改善呼吸系统方面，氢气的保护作用研究是最早起步也是研究最多的。大量的实验研究显示，氢气对于肺缺血再灌注损伤、机械通气相关肺损伤、脓毒症相关肺损伤、高氧性肺损伤、慢性阻塞性肺病、支气管哮喘等均有很好的治疗效果。在以往呼吸系统疾病的应用研究中，氢分子介入尤其是通过呼吸高浓度氢气的方式，已经发挥了非常显著的治疗效果。除大量动物实验外，目前已有的氢分子应用呼吸系统疾病的临床试验，包括支气管扩张症(clinicaltrials.gov id： nct02765295)，气管狭窄(nct02961387)，重度哮喘(ct02883582)，以及重度慢性阻塞性肺疾病(nct02850185)研究，目前报告有效且无明显副作用报道。

6、pm2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，能较长时间悬浮于空气中，提示空气的污染程度。与较粗的大气颗粒物相比，pm2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。pm2.5能导致肺损伤，芳香烃受体参与这种病理过程的过氧化损伤和炎症反应。研究结果表明，氢气吸入可对抗pm2.5吸入导致的肺功能下降、减少呼吸道粘液分泌、降低氧化损伤和炎症反应。除此之外，随着工业化生产的发展，环境污染导致的各种鼻炎、过敏反应、pm2.5 导致的呼吸系统疾病，也在人群中非常常见。氢气在急慢性鼻炎、过敏性鼻炎等治疗中，也显示出较好的疗效，如通过抑制嗜酸性粒细胞激活，减少局部组织氧化应激，治疗过敏性鼻炎。

7、尽管口罩本身就具有修饰脸型、物理防晒等功效，但其他对皮肤的作用并未有开发。已有的研究已经证实，氢气可以显著缓解皮肤炎症，并对包括银屑病、皮炎、皮疹等症状具有很好的缓解作用，甚至可以促进创伤愈合和组织修复。因此，具有氢气缓释功能口罩的开发，将有利于拓展口罩在皮肤护理领域的应用前景。

8、综上，将氢气应用于新型口罩的研发，很有可能在发挥口罩通用功能的同时，利用氢分子抗炎、抗凋亡、抗氧化应激等生物学效应，减少呼吸道疾病患者炎症因子风暴，改善呼吸系统功能，减轻呼吸道相关症状；同时由于面部皮肤在佩戴口罩时可长时间与口罩中产生的氢气接触，因此有利于改善佩戴者的皮肤状况，如促进皮炎、痤疮、过敏反应等症状的恢复。

9、氢气与静电纺的结合在口罩应用过程中，其结合形式是关键的问题。液态储氢和高压储氢均无法实现薄膜形式储氢，而固体储氢材料储氢密度高，运输方便，安全性好，是膜材料产品的首选储氢方式。目前固体储氢材料多为颗粒或粉末状态，均匀度差，缺乏延展性和柔软度，限制了其在口罩领域的应用。

技术实现思路

1、

2、本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种基于静电纺储氢膜材料的氢分子功能性口罩和面罩。

3、本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

4、一种氢分子功能性口罩，包括能够覆盖口鼻部、且与水分子接触能够释放氢分子的静电纺储氢膜；所述静电纺储氢膜由负载有固体储氢材料的静电纺丝液通过静电纺丝形成。

5、优选的，所述透气静电纺储氢膜中所述固体储氢材料的质量百分含量0.5～50％；

6、所述静电纺储氢膜孔径为2～50μm，孔隙率为20～45％，纤维直径为100～400nm，所述静电纺储氢膜厚度为40～300μm。

7、优选的，所述静电纺储氢膜与水分子接触后，氢分子持续释放时间在4h上，其中≥1ppm/h释放速率维持在2h以上。

8、优选的，所述水分子来源于人体自然呼吸的气体或来源于外加反应液。

9、优选的，所述氢分子功能性口罩还包括熔喷布层、透气亲肤层或疏水防尘层中的一种或多种组合；

10、优选的，当所述氢分子功能性口罩包括所述熔喷布层时，所述静电纺储氢膜厚度为40～100μm；当所述氢分子功能性口罩仅由所述静电纺储氢膜作为过滤层时，所述静电纺储氢膜厚度为100～300μm。

11、优选的，所述静电纺丝液中所述固体储氢材料的质量分数为 0.5～10％；

12、所述静电纺工作条件为：针头型号为16～22g；推速为 0.8～1.2ml/h；电压为正压11～24kv，负压-1～-5kv，且满足正负压差为15～32kv；接收器转速为800～1500rpm；接收距离为4～20cm。

13、优选的，通过调节所述静电纺丝液中成丝纤维材料的亲水性或疏水性大小至设定值的调节手段、通过调节所述静电纺丝工作参数至设定值的调节手段、或通过调节所述透气静电纺储氢膜厚度至设定值的调节手段，或综合两种以上上述调节手段，获得设定氢气释放速率的静电纺储氢膜。

14、本发明还提供了一种氢分子功能性面罩，包括能够覆盖面部中除了眼部的其他部位、且与水分子接触能够释放氢分子的静电纺储氢膜；所述静电纺储氢膜由负载有固体储氢材料的静电纺丝液通过静电纺丝形成。

15、如上所述的氢分子功能性口罩在用于防治呼吸道疾病、面部皮肤护理或缓解面部皮肤炎症的制品中的应用。

16、如上所述的氢分子功能性面罩在用于防治呼吸道疾病、面部皮肤护理、缓解面部皮肤炎症、缓解眼疲劳或防治干眼症中的制品中的应用。

17、本技术有效结合固体储氢材料和静电纺丝技术优点，制备得到的氢分子功能性口罩和面罩，可以在人佩戴呼吸过程中，利用呼出的水蒸气或外源性反应液，与静电纺储氢膜反应释放氢气，并能够实现氢气释放量和释放速率的可控性。可有效缓解过敏性鼻炎、非损伤、支气管炎等呼吸道症状，改善呼吸系统功能，辅助治疗呼吸系统疾病，并在佩戴口罩和面罩的同时改善皮肤状况。而且该口罩和面罩清洁、安全、效果显著，无毒副作用，可以长期使用，有助于提高目前口罩和面罩的医用功能和过滤性功能。可以应用于临床防护也能进行民用或军用，并在工业生产、资源矿物开采、雾霾防护等领域均有广泛的应用前景。同时，本发明也解决了固体储氢材料应用于口罩和面罩中的延展性差、柔软度弱和生物相容性低等问题。