海藻酸/壳聚糖共混海绵及制备方法与流程

本发明属于生物医用材料领域，特别涉及一种海藻酸/壳聚糖共混海绵及制备方法

背景技术：

壳聚糖是自然界中唯一含有氨基的阳离子多糖，能吸引带负电荷的血小板和红细胞。由于氨基的亲水性，能够促进纤维蛋白原吸附的数量，从而增加血小板粘附和血栓形成。冷冻干燥后获得的海绵状止血材料的多孔结构可以诱导修复细胞在敷料中的浸润和增殖，可较长时间用于创面覆盖，并具有明显的促进创面愈合的效果。壳聚糖及其衍生物对细菌、酵母、真菌等微生物都有很好的抑制作用。壳聚糖对烧伤病人伤口感染产生绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和酿脓链球菌、人体表皮存在的皮肤细菌(如表皮葡萄球菌)、肠细菌(如大肠杆菌)和人体真菌(如热带白色念球菌)都具有显著的抑菌作用。

海藻酸钠是存在于褐藻类海洋生物中的线性阴离子天然多糖，由β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古罗糖醛酸(G)通过(1-4)糖苷键聚合而成。海藻酸钠在遇见Ca²⁺、Ba²⁺等二价阳离子，在离子移变作用下Ca²⁺将Na⁺置换出，形成既有强度性能又有弹性的海藻酸钙凝胶。海藻酸可制成凝胶膜片或海绵材料，用来保护创面和治疗烧、烫伤。海藻酸敷料在与伤口上的脓血接触后，人体中的钠离子跟敷料上的钙离子发生离子交换。当越来越多的钠离子进入敷料之后，敷料本身慢慢地由水不溶的海藻酸钙转换成水溶的海藻酸钠，大量的水分进入纤维而使敷料形成胶体。伤口上的敷料可以形成一层潮湿的水凝胶，从而给伤口提供一个潮湿的复愈环境。

壳聚糖为阳离子聚合物，可以与海藻酸钠等阴离子聚电解质发生络合反应，形成聚电解质复合物，从而达到两种医用高分子材料生理功能的协同增效以及共混材料机械性能的改善，吸水率的提高。常用的海藻酸/壳聚糖海绵的制备方法一种是壳聚糖与海藻酸钠先形成聚电解质复合物，冻干，然后依次在CaCl₂和NaOH溶液中浸泡，用蒸馏水洗涤，再次冻干；另一种是先将海藻酸钠冻干形成海绵，然后与壳聚糖复合物反应后形成聚合物，再经过冻干制备。两种方法都需要经过两次冷冻干燥过程，耗时长，能耗高，且制备的海绵柔软性和吸水性较差，临床应用受限。

技术实现要素：

本发明针对现有海藻酸/壳聚糖海绵制备工艺复杂、能耗高、柔软性差的问题，提供了一种柔性的海藻酸/壳聚糖共混海绵及制备方法，本法制备的海藻酸/壳聚糖海绵工艺简单，能耗低，只需一步冷冻干燥即可制得；并且该海绵具有良好的吸水性和柔软性、可任意折叠、无毒、生物相容性好、安全降解、防粘连等性能，可广泛应用在伤口止血、创伤修复，特别适合严重渗出液或有深度的伤口处的护理。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种海藻酸/壳聚糖共混海绵及制备方法，包括以下步骤：

⑴将海藻酸钠粉末溶于水中，配制成重量百分比为0.1％～6％的海藻酸钠溶液；将微米或纳米级难溶性钙盐粉末与海藻酸钠溶液混合均匀，配制成重量百分比为0.01％～5％的钙盐/海藻酸钠混悬液。

⑵将壳聚糖粉末溶于体积分数为0.25％～3％的酸性溶液中，按重量百分比，配制成浓度为0.1％～5％的壳聚糖酸性溶液，将壳聚糖酸性溶液缓慢加入到上述混悬液中，搅拌，形成海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液。

⑶将海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液匀浆，脱泡，冷冻干燥，即得海藻酸/壳聚糖共混海绵。

而且，所述的难溶性钙盐为碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙中的至少一种。

而且，所述的酸性溶液中的酸为乙酸、盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。

而且，所述的壳聚糖酸性溶液与钙盐/海藻酸钠混悬液的重量比为0.01:1～1:100。

而且，所述的海藻酸/壳聚糖凝胶经匀浆后的凝胶颗粒为微米或毫米级。

而且，所述的海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液经匀浆后的体系中还可加入丙三醇、乙二醇、山梨糖醇、麦芽糖醇中的至少一种，进一步增加海绵的柔软性。

而且，所述丙三醇、乙二醇、山梨糖醇或麦芽糖醇的加入量为海藻酸钠粉末重量的0.5-2倍。

本发明的优点和有益效果是：

1、本发明制备的海藻酸/壳聚糖共混海绵，兼具了两种医用高分子材料的生理功能，与单一材料相比，能明显增强止血和伤口愈合的能力。

2、本发明制备工艺简单，能耗低，仅需一步冷冻干燥即可制得性能优越的医用材料。不溶性钙盐与酸性溶液接触发生解离，释放出钙离子，钙离子与海藻酸钠发生离子置换，形成海藻酸钙凝胶；带阴离子的海藻酸钙与带阳离子的壳聚糖通过静电结合，即可形成海藻酸/壳聚糖凝胶；海藻酸/壳聚糖凝胶经匀浆，脱泡，冷冻干燥，即得海藻酸/壳聚糖共混海绵。

3、本发明制备的海藻酸/壳聚糖海绵柔软性好，可任意折叠，吸水迅速膨胀，并仍能保持良好的强度。海藻酸/壳聚糖凝胶颗粒贯穿在整个海绵之间，降低了海绵的结晶性能，增加了海绵的柔软性。

4、本发明制备的海藻酸/壳聚糖海绵表面平整、光滑，孔结构均一，能快速吸收大量渗液，并对皮肤黏膜无毒性、无刺激。

附图说明

图1和图3分别为常用两步冷冻干燥法制备的海藻酸/壳聚糖表面图和弯曲后的表面图，该方法制备的海绵结晶度较高，柔软性差，折叠后易破损。

图2和图4分别为实施例1制备的海藻酸/壳聚糖共混海绵表面图和弯曲后的表面图，海绵表面平整，均一，柔软性好，可任意折叠。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种海藻酸/壳聚糖共混海绵的方法，步骤如下：

⑴将1g海藻酸钠粉末溶于100mL水中，配制成重量百分比为1％的海藻酸钠溶液；将0.05g碳酸钙粉末与海藻酸钠溶液混合均匀，配制成重量百分比为0.05％的碳酸钙/海藻酸钠混悬液。

⑵将1.5g壳聚糖粉末溶于100mL体积分数为2％的乙酸溶液中，按重量百分比，配制成浓度为1.5％的壳聚糖酸性溶液，将壳聚糖酸性溶液缓慢加入到上述碳酸钙/海藻酸钠混悬液中，搅拌，形成海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液。

⑶将海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液匀浆，真空脱泡，预冷冻，-55℃冷冻干燥20h，即得海藻酸/壳聚糖共混海绵。

实施例2

一种海藻酸/壳聚糖共混海绵的方法，步骤如下：

⑴将3g海藻酸钠粉末溶于100mL水中，配制成重量百分比为3％的海藻酸钠溶液；将2g磷酸钙粉末与海藻酸钠溶液混合均匀，配制成重量百分比为2％的磷酸钙/海藻酸钠混悬液。

⑵将1.5g壳聚糖粉末溶于50mL体积分数为1％的盐酸溶液中，按重量百分比，配制成浓度为3％的壳聚糖酸性溶液，将壳聚糖酸性溶液缓慢加入到上述磷酸钙/海藻酸钠混悬液中，搅拌，形成海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液。

⑶将海藻酸/壳聚糖凝胶混悬液匀浆，加入2g丙三醇，混匀，真空脱泡，预冷冻，-55℃冷冻干燥15h，即得海藻酸/壳聚糖共混海绵。

丙三醇的加入可降低海藻酸和壳聚糖高分子链间的相互结合作用，增加高分子链间的流动性；经丙三醇处理的海藻酸/壳聚糖共混海绵服帖性更好、润滑性好，不粘连，且有一定的抗拉强度，具有更加的使用舒适性。