一种抗菌纳米纤维伤口敷料的制备方法与流程

本发明属于医用纳米材料的制备领域，特别涉及一种抗菌纳米纤维伤口敷料的制备方法。

背景技术：

伤口可以被定义为由机械，电，热，化学等因素造成的或者是由一种医学或生理变态形成的皮肤缺陷，我们日常生活中常见的问题。伤口愈合是一个包含多个复杂生理阶段的过程。有关伤口愈合的研究和报道有很多，总结起来伤口愈合可以分为4大阶段：止血与消炎阶段，迁移阶段，增值阶段和成熟阶段。人类总在试图加快伤口愈合，首次有关伤口愈合的报道可追溯到4500年前，那时人们就发现创面覆盖后较不覆盖愈合效果要好。最具有影响性、应用时间最长乃至目前仍占很大市场的是我们称之为传统敷料的纱布类敷料。随着对伤口愈合研究的深入，人们认识到使用敷料的目的远远不只是为了覆盖创面，敷料还必须能帮助伤口愈合，同时也由于材料学和工艺学的进步，使敷料在近十几年中发生了突破性的变化。

尽管在近千几年间，敷料的研究有了突破性的进展，但还存在很多缺陷。今后敷料应向理想型敷料方向发展，其标准为：1.满足生理需要：理想敷料要保持伤口最适环境，吸收多余的伤口渗出物和伤口气味，具有一定的水汽透过性，允许气液交换并具有一定的抗菌功能；2.满足患者需要：可以加速创面愈合速度，缩短治疗时间，减少换药次数，敷料更换时不黏贴伤口，疼痛感较低，清洁卫生，便于清理，不留疤痕且价格合理；3.满足医务和管理人员需求：即减少换药次数和换药量，操作简单方便，容易清理处理，便于储存，无毒性，安全性好。

纳米纤维作为敷料材料拥有很多其他材料所不可比拟的优势，比如极高的比表面积，孔隙率等。目前利用静电纺丝技术制备纳米纤维伤口敷料的研究已经取得了突破性的进展。静电纺丝纳米纤维伤口敷料被证明可以有效地保护覆盖伤口，快速止血，吸收伤口渗出液，维持伤口区域环境，促进伤口区域细胞生长和组织再生。此外，电纺纤维中也可以上载一些利于伤口愈合的药物制剂，如抗生素，生长因子等，从而赋予敷料一定的抗菌效果以及更为理想的愈合速率。临床上使用敷料覆盖伤口，敷料不可避免地会粘黏皮肤组织，这样会导致在敷料更换时的二次伤害问题，不利于伤口快速愈合，也会给患者带来巨大痛苦。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌纳米纤维伤口敷料的制备方法，该方法新颖、操作简单、纤维形貌性能优良，在智能纳米材料方面具有良好的应用前景；制备得到的纤维伤口敷料具有优良抗菌性和温度敏感性，不仅可以避免细菌滋生起到抗炎效果也可以通过改变温度而更加容易地更换敷料，从而减轻传统敷料更换时不可避免的二次伤害，因而可以应用于先进医用材料制备以及临床伤口愈合效果分析。

本发明的一种抗菌纳米纤维伤口敷料的制备方法，包括：

(1)以N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm为单体，在引发剂作用下，进行聚合，提纯，得到聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAm；

(2)将步骤(1)中的PNIPAAm、乳酸己内酯共聚物PLCL和环丙沙星混合溶解于溶剂中，完全溶解得到静电纺丝液；

(3)将步骤(2)中的静电纺丝液置于注射器中，静电纺丝，真空干燥，得到抗菌纳米纤维伤口敷料。

所述步骤(1)中引发剂为偶氮二异丁腈。

所述步骤(1)中聚合的条件为：氮气条件下，70～80℃油浴反应6～7h，终止反应。

所述聚合过程中单体NIPAAm在反应体系中的浓度为0.4～0.5g/mL；NIPAAm和引发剂的质量比为200～230：1；溶剂为无水乙醇。

所述终止反应方式为冰水浴终止反应。

所述步骤(1)中提纯的操作为：用丙酮溶解，然后用无水乙醚沉淀，重复3～4次。

所述步骤(2)中溶解的方式为常温下磁力搅拌，搅拌时间为12～15小时。

所述步骤(2)中静电纺丝液中PLCL与PNIPAAm的总浓度为0.08g/ml～0.12g/ml；环丙沙星的浓度为0.008g/ml～0.012g/ml。

所述PLCL与PNIPAAm的质量比为2：1～1：2。

所述PLCL与PNIPAAm的质量比为2：1、1：1或1：2。

所述步骤(2)中静电纺丝液的溶剂为六氟异丙醇。

所述步骤(3)中静电纺丝的条件为：电压为12～16千伏(优选14～16KV)，接收距离为150～220毫米(优选180～220mm)，注射器推进速度为0.8～1.2毫升/小时。

所述步骤(3)中抗菌纳米纤维的尺寸为300～1000nm。

本发明中选择使用温度敏感聚合物PNIPAAm，在PLCL和环丙沙星混合下不仅可以制得具有优良相貌，物理性能以及抗菌性能的纳米纤维，更可以利用其温敏性，在更换敷料之前用室温生理盐水对材料进行浸润处理，可以使敷料较为容易地从患处取下，因此其具有成为理想敷料的潜力。

有益效果

(1)本发明的方法新颖、操作简单、纤维形貌性能优良，在智能纳米材料方面具有良好的应用前景；

(2)本发明制备得到的纤维伤口敷料具有优良抗菌性和温度敏感性，不仅可以避免细菌滋生起到抗炎效果也可以通过改变温度而更加容易地更换敷料，从而减轻传统敷料更换时不可避免的二次伤害，因而可以应用于先进医用材料制备以及临床伤口愈合效果分析。

附图说明

图1为实施例2中的温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料(PLCL与PNIPAAm的质量比为1:2)的SEM图；

图2为实施例1中的温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料(PLCL与PNIPAAm的质量比为1:1)的对于金黄色葡萄球菌的抑菌圈图片；

图3为大鼠伤口在接受实施例3中的温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料(PLCL与PNIPAAm的质量比为2:1)处理前(左)以及处理21天后(右)的伤口宏观图片；

图4为大鼠伤口在接受实施例3中的温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料(PLCL与PNIPAAm的质量比为2:1)处理21天后的表皮HE染色组织切片图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

用电子分析天平称取单体N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm 5g克和偶氮二异丁腈(ABIN)25毫克溶解于10毫升无水乙醇中(单体在体系中浓度为0.5g/mL，且单体与引发剂质量比为200:1)，于氮气保护下70℃油浴反应6小时后冰水浴终止反应，所得产物用丙酮溶解后，在无水乙醚中沉淀3次，得到聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAm。用电子分析天平称取PNIPAAm0.27克以及PLCL 0.27克(PLCL与PNIPAAm的质量比为1:1)以及环丙沙星0.054g(聚合物总浓度与环丙沙星的质量比为10:1)，溶解于6毫升HFIP中，常温下磁力搅拌至完全溶解得浓度为9％(克/毫升)的静电纺丝液。将得到的静电纺丝液置于注射器中，进行静电纺丝：电压为12千伏，注射器推进速度为0.8毫升/小时，接收距离为150毫米，铝箔纸接收，真空干燥后得到载有环丙沙星的PNIPAAm/PLCL复合纳米纤维，即温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料，其针对金黄色葡萄球菌的抑菌圈如图2所示，纤维周围抑菌圈明显，说明载入的环丙沙星有效地抑制了皮肤上常见的这种革兰氏阳性菌的生长，因而该纤维具有抗菌消炎的功效。

实施例2

用电子分析天平称取单体N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm 6g克和偶氮二异丁腈(ABIN)30毫克溶解于15毫升无水乙醇中(单体在体系中浓度为0.4g/mL，且单体与引发剂质量比为200:1)，于氮气保护下78℃油浴反应6.5小时后冰水浴终止反应，所得产物用丙酮溶解后，在无水乙醚中沉淀4次，得到聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAm。用电子分析天平称取PNIPAAm0.3克以及PLCL 0.15克(PLCL与PNIPAAm的质量比为1:2)以及环丙沙星0.045g(聚合物总浓度与环丙沙星的质量比为10:1)，溶解于4.5毫升HFIP中，常温下磁力搅拌至完全溶解得浓度为10％(克/毫升)的静电纺丝液。将得到的静电纺丝液置于注射器中，进行静电纺丝：电压为15千伏，注射器推进速度为1.0毫升/小时，接收距离为160毫米，铝箔纸接收，真空干燥后得到载有环丙沙星的PNIPAAm/PLCL复合纳米纤维，即温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料，其扫描电镜图如图1所示，纤维直径大小均匀，没有出现相分离以及明显的药物团聚现象，从而证明了其优良的形貌特征。

实施例3

用电子分析天平称取单体N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm 8g克和偶氮二异丁腈(ABIN)40毫克溶解于20毫升无水乙醇中(单体在体系中浓度为0.4g/mL，且单体与引发剂质量比为200:1)，于氮气保护下80℃油浴反应7小时后冰水浴终止反应，所得产物用丙酮溶解后，在无水乙醚中沉淀4次，得到聚N-异丙基丙烯酰胺PNIPAAm。用电子分析天平称取PNIPAAm0.15克以及PLCL 0.3克(PLCL与PNIPAAm的质量比为2:1)以及环丙沙星0.045g(聚合物总浓度与环丙沙星的质量比为10:1)，溶解于4.5毫升HFIP中，常温下磁力搅拌至完全溶解得浓度为10％(克/毫升)的静电纺丝液。将得到的静电纺丝液置于注射器中，进行静电纺丝：电压为16千伏，注射器推进速度为1.2毫升/小时，接收距离为180毫米，铝箔纸接收，真空干燥后得到载有环丙沙星的PNIPAAm/PLCL复合纳米纤维，即温度敏感易更换的抗菌纳米纤维伤口敷料，将所制备的纤维根据临床要求作为伤口敷料覆盖于大鼠伤口，敷料每三天进行更换，更换前，纤维用室温的生理盐水浸润。由于纤维的温敏效应，在室温生理盐水作用下，大鼠伤口区域细胞与纤维之间的粘附力度下降，部分细胞从纤维上分离，使得纤维可以较为容易地从伤口处更换下来而不会造成严重的二次伤害。伤口处理前以及处理21天后的伤口宏观图片如图3所示，伤口在用纤维处理21天后，伤口面积大大减小，无发炎现象，伤口接近完全愈合，新生皮肤已经完全覆盖伤口区域。图4中组织切片照片也可以证实，在纤维处理21天后伤口优良的愈合效果，可见新生表皮层完全覆盖伤口区域，基底细胞排列整齐，角质层明显，进一步说明本实施例中复合纤维作为伤口敷料的优良效果以及研究潜力。