一种高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创伤敷料的制备方法与流程

本发明涉及一种高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创伤敷料的制备方法，属医疗卫生材料技术领域。

背景技术：

医用创面敷料是一类用以覆盖疮、伤口或其他损伤的重要生物医用材料，其研究和发展一直是一个热点问题。传统的创面敷料主要包括普通植物纤维，羧甲基纤维素类，壳聚糖等，但普遍存在产品种类和功能单一、没有形成系列产品、功能性缺陷等诸多问题。近几十年来大量关于创面的基础研究和临床治疗验证了为创面提供合适的湿润环境有利于伤口的愈合。新型吸水性敷料既能保持创面湿润又能促进伤口的愈合。目前，新型敷料在发达国家使用得较为普及，国内也逐渐开始将其应用于各种创面的治疗中。

纳米纤维具有较小的直径和较大的比表面积，因而具有广泛的用途。利用纳米纤维制成的无纺布具有高透气性的特征，再加上纳米纤维具有大的表面积，常用来制成医用敷料以促进伤口复原。相对传统敷料而言，纳米纤维敷料具备显著的性能优势。包括良好的止血和吸液性，纳米纤维敷料包含大量的微孔和较高的表面积，能够加速止血过程，吸水率也可以达到17.9％～213％，而传统膜敷料的吸水率仅能达到2.3％；纳米纤维敷料的多孔结构，使其具有良好的透气性，有益于细胞的呼吸作用；另外，纳米纤维敷料的微小空隙也可以阻止细菌感染伤口，纳米纤维敷料具有良好的皮肤贴合性，对伤口起到覆盖和保护作用；纳米纤维敷料还具有多功能性，通过添加维生素、细胞生长因子等可实现不同功能的创伤敷料。

海藻酸钠是从海藻植物中提炼的多糖物质。当海藻酸纤维作用于伤口接触层时，它与伤口之间相互作用而产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶。这种凝胶具有亲水性，并且可使氧气通过而细菌不能通过。由于海藻酸钠纳米纤维在生物医学领域的潜在应用价值，近几年来引起人们的浓厚研究兴趣。公告号CN100443126公开了一种以海藻酸钠为基质的纳米纤维支架材料及其制备方法，以海藻酸钠为基质，引入聚氧化乙烯或聚乙烯醇通过静电纺丝的方法制备了海藻酸钠纳米纤维支架材料。公告号CN101230150公开了一种纯海藻酸钠纳米纤维膜材料的制备方法，在海藻酸钠的水溶液中引入一种溶剂型的强极性的改性剂－多羟基化合物甘油，通过该化合物的强极性以及低的表面张力等有效调节海藻酸钠水溶液的物理性质，从而实现海藻酸钠溶液从不可纺到可纺的转变，并得到均匀光滑的纯海藻酸钠纳米纤维膜材料。谢红等以质量分数为3％的氯化钙/无水乙醇溶液为交联剂，对载有盐酸莫西沙星的聚乙烯醇/海藻酸钠静电纺纳米纤维进行交联，载药纤维于的药物体外释放研究结果表明：随着交联时间的增加，药物释放速度减慢。得出结论认为采用氯化钙/无水乙醇溶液为交联剂改性的聚乙烯醇/海藻酸钠静电纺纤维的耐水和溶胀性能良好，将更适合于用作难愈合且有渗出液的伤口的敷料。盛冰冰等将海藻酸钠和聚乙二醇（PEG）共混，溶解在水中，经过静电纺丝方法制备了海藻酸钠复合纳米纤维。

以上关于静电纺丝法制备海藻酸钠纳米纤维仅研究了工艺过程和材料的初步药物释放性能，未见关于材料吸水性的研究，事实上，作为新型创面敷料，吸水性是其非常重要的使用性能指标，获得高吸水性的海藻酸钠纳米纤维能够保持创面润湿环境，有望在创面敷料中得到良好应用。

技术实现要素：

本发明的目的是，为了制备具备高比表面积和孔隙率，高的吸水、持水能力、良好的生物相容性及止血性能的创伤敷料材料，本发明公开一种高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创伤敷料的制备方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创面敷料的制备方法，所述方法将海藻酸钠，水溶性聚合物，交联剂溶解在水和乙醇混合物中，配制纺丝溶液；利用静电纺丝技术制备海藻酸钠复合纳米纤维，然后加热发生交联反应，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创面敷料。

本发明一种高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创面敷料的制备方法步骤如下：

（1）溶液的配制

将海藻酸钠和水溶性聚合物以及交联剂溶解在水和乙醇混合物中，配成均匀透明的纺丝溶液。其中海藻酸钠的含量在0.5%-4%(wt/v)之间，优选1%-2%，水溶性聚合物含量在4%-12%(wt/v)之间，优选6%-9%，交联剂含量为原料组分的0.2%-10%(wt/w)，优选0.5%-5%，水和乙醇体积比在10:0-5:5之间，优选9:1-7:3。

所述水溶性聚合物可以是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚乙二醇、明胶、壳聚糖、胶原蛋白等的一种或多种。

所述交联剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等的一种或多种。

（2）静电纺丝制备纳米纤维

静电纺丝工艺为：将步骤（1）的含有海藻酸钠和水溶性聚合物以及交联剂的混合物溶液装入恒温的储液装置中，储液装置连接流量泵，储液装置通过四氟管与喷丝头相连，调整喷丝头与接地的收集器之间的距离，开启高压电源，开启流量泵，喷射流射到一定移动速度的收集器上，得到海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。

所述的电纺丝设备主要是由高压电源、给料装置、喷射装置、收集装置四部分组成，电压在15KV-40KV之间，溶液流速在0.3ml/h-9ml/h之间，接收距离在5cm-25cm之间。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。

（3）纳米纤维交联处理制备高吸收性海藻酸钠复合纳米纤维

材料交联处理工艺为：将步骤（2）的含有交联剂的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料置于鼓风干燥箱中，调节温度交联处理7-24小时，温度在50℃-120℃之间，得到高吸收性海藻酸钠复合纳米纤维。

本发明的多孔海藻酸钠纳米纤维具有高的比表面积和孔隙率以及优异的吸水和持水性能，可作为医用创面敷料使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种采用静电纺丝方法结合热交联处理组合技术制备高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创面敷料具有高比表面积和孔隙率以及优异的吸水及持水性能，能够时，为伤口加速愈合提供良好的润湿环境。本发明采用静电纺丝方法中使用的溶剂是水和乙醇混合物，具有环保无毒，利于获得粗细吸收多达自身重量14倍水的重量，并且在37°C下持水能力长达24小均匀的纳米纤维的特点。本发明使用特殊工艺制备高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维创面敷料，克服了现有海藻酸纤维医用敷料存在的易脆、透气、吸湿效果差的缺点，可为多种皮肤创伤和不同修复阶段提供多功能伤口敷料，具有杀菌、止血、止疼、减少感染并促进创面愈合等功效。本发明的材料制备过程简单，工艺条件可控，材料结构和性能容易控制。制备的高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维可作为创面敷料使用。

附图说明

图1为高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维制备流程图；

图2为高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维扫描电镜照片。

具体实施方式

实施例1

称取1克海藻酸钠和8克PVA加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入1克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，100℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的14倍。

实施例2

称取1克海藻酸钠和8克PVA加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比8:2），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，120℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的12倍。

实施例3

称取1克海藻酸钠和10克PEO加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，120℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的10倍。

实施例4

称取1克海藻酸钠和8克PVA加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入1克甲基丙烯酸羟乙酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，100℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的16倍。

实施例5

称取1克海藻酸钠和10克PEO加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入1克甲基丙烯酸羟乙酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，100℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的17倍。

实施例6

称取1克海藻酸钠和10克聚乙二醇加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比8:2），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入1克甲基丙烯酸羟丙酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，120℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的14倍。

实施例7

称取1克海藻酸钠,0.5克明胶和8克PVA加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入1克甲基丙烯酸羟乙酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，80℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的15倍。

实施例8

称取1克海藻酸钠,0.5克明胶和10克PEO加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比8:2），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，80℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的13倍。

实施例9

称取1克海藻酸钠,1克明胶和8克PVA加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比9:1），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，100℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的15倍。

实施例10

称取0.5克海藻酸钠,0.5克壳聚糖和10克PEO，2克冰乙酸，加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比8:2），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，100℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的12倍。

实施例11

称取1克海藻酸钠,0.5克壳聚糖和10克PEO，2克冰乙酸，加入100ml去离子水和乙醇的混合物（水和乙醇体积比8:2），在80℃水浴下磁力搅拌2h溶解形成透明溶液，然后加入0.5克甲基丙烯酸缩羟乙酯，继续搅拌反应2h，冷却至室温得透明纺丝液，将纺丝液装入储液装置中，利用静电纺丝装置制备海藻酸钠复合纳米纤维膜材料。纺丝条件：电压30KV，溶液流速3ml/h，距离10cm。所制备的海藻酸钠复合纳米纤维膜材料在真空干燥箱中真空干燥2天。然后转入鼓风干燥箱中，120℃下交联处理24h，获得高吸水性海藻酸钠复合纳米纤维膜。所制备的材料吸液量达自身重量的15倍。