本发明涉及一种高透气性医用凝胶材料的制备方法，属于医用材料
技术领域：
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背景技术：
：凝胶材料，又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为凝胶材料。凝胶材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶结材料。高分子水凝胶可定义为能够在水中溶胀并保持大量水分而不能被溶解的交联聚合物。根据交联网络键合机理的不同，水凝胶可分为物理凝胶和化学凝胶，物理凝胶是通过物理作用如静电作用、氢键、链的缠结等方式形成的凝胶，这种凝胶是非永久性的，通过加热，凝胶可以转变为溶胶，所以也被称为热可逆凝胶。化学凝胶是由化学键交联形成的具有三维网络结构的聚合物，是永久性的，又称为真凝胶。可注射凝胶是近年来出现的新型水凝胶，通过注射的方式将具有一定流动性的凝胶前驱体植入到体内，凝胶可以充满整个具有不规则性状的缺损部位，手术创伤小。可注射水凝胶不仅可以作为组织修复材料，还可以作为创面封合剂，闭合创面，防止漏液、漏气。评价敷料性能的主要指标如下：机械性能；细菌屏障作用：理想的创面敷料应能对微生物侵入起到阻隔的作用。粘附性：即敷料均匀、紧密地粘附在创面的能力。吸收容量：即敷料吸收创面渗出液及有害物质的能力。水蒸气透过率：适当的水蒸气透过率可使创面保持一个理想的湿度环境，防止积液的同时也能保持创面湿润，有利于促进愈合。氧气通透性：氧气能够提高成纤维细胞的活性。其中透气性和吸水膨胀率及杀菌消毒效果对凝胶材料有较高的影响，有关专利发明的医用凝胶材料，通过多糖与交联剂作用形成超分子的粉末固形物，具备非常好吸水膨胀率。但是其制备的医用凝胶材料透气性不理想且杀菌消毒效果不佳。因此，发明一种高透气性医用凝胶材料对医用材料
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前医用凝胶材料杀菌消毒效果不佳、同时透气效果差的缺陷，提供了一种高透气性医用凝胶材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高透气性医用凝胶材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取300～400g芦荟叶切碎置于烧杯中，用氢氧化钠溶液倒入烧杯中浸渍芦荟叶，将烧杯置于水浴锅中恒温浸泡，浸泡后冷却至室温，滴加盐酸调节pH值至中性制得固液混合物；（2）向上述烧杯中加入固液混合物质量2～4%的纤维素酶，将烧杯置于超声振荡仪中，振荡后过滤得到滤液，备用；（3）按重量份数计，称取1.4～1.7份三氯化铁、4.8～5.2份醋酸钠、0.4～0.6份柠檬酸钠和80～90份乙二醇投入反应釜中混合均匀制得混合液，将反应釜升温进行恒温反应，反应后过滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤3～5次后放入真空干燥箱中干燥制得反应固体产物；（4）按重量份数计，称取3～5份上述反应固体产物、50～55份备用的滤液、1.0～1.2份尿素和14～18份蒸馏水投入三口烧瓶中，用搅拌器混合搅拌混合乳液，将三口烧瓶置于微波炉中加热，加热后放入真空干燥箱中浓缩干燥直至产物恒重，制得反应浆液；（5）按重量份数计，称取2～3份壳聚糖、6～7份氢氧化钾粉末、20～22份尿素粉末和60～65份蒸馏水投入烧杯中搅拌均匀，将烧杯置于冷冻箱中静置制得反应物，按重量份数计，将13～14份上述反应浆液、20～22份反应物和1.5～1.8份羧甲基纤维素钠投入烧杯中搅拌，制得混合胶液；（6）将上述混合胶液置于反应釜中，升高反应釜内温度反应，反应后向反应釜中加入混合胶液质量2.0～2.5倍的蒸馏水，反应制得预制胶液，将预制胶液倒入模具中并置于真空干燥箱中，浓缩干燥直至产物恒重，拆模，即得高透气性医用凝胶材料。步骤（1）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为5～10%，水浴锅中的水浴温度为95～100℃，恒温浸泡时间为30～40min，盐酸的质量分数为5～8%。步骤（2）中所述的超声振荡仪中的超声频率为40～45kHz，振荡时间为50～60min。步骤（3）中所述的反应釜升温温度至190～210℃，恒温反应时间为2～3h，真空干燥箱中温度为50～55℃，真空度为80～100Pa，干燥时间为2～3h。步骤（4）中所述的搅拌器的转速为400～450r/min，混合搅拌时间为60～70min，微波炉的功率为240～260W，加热时间为3～5min，真空干燥箱中的真空度为80～100Pa、温度为40～45℃。步骤（5）中所述的冷冻箱中的温度为-35～-30℃，静置时间为5～6h，搅拌转速为2000～2200r/min，温度为-25～-20℃，搅拌时间为2～3h。步骤（6）中所述的反应釜内温度温度至40～45℃，反应时间为2～3h，转速为100～120r/min，温度为40～45℃，反应时间为60～80min，真空干燥箱中的真空度为80～100Pa，温度为50～60℃。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先将芦荟叶置于碱液中浸泡，浸泡后利用纤维素酶对芦荟叶进行酶解，然后以三氯化铁为原料，高温水煮制得反应固体产物，再将反应固体产物与酶解的芦荟叶混合，并用微波加热制得反应浆液，随后将壳聚糖与其它试剂混合并于冷冻箱中冷冻，冷冻后加入反应浆液在低温下混合制得混合胶液，最后将混合胶液与水混合并浓缩干燥制得高透气性医用凝胶材料，本发明以芦荟叶为原料，通过碱液浸泡水煮和纤维素酶酶解，使芦荟叶中的营养成分、植物纤维和纤维素分离，再将三氯化铁、醋酸钠、柠檬酸钠和乙二醇混合高温水煮制得纳米四氧化三铁，将所制得的纳米四氧化三铁与芦荟中各成分混合，混合后加入壳聚糖，通过四氧化三铁本身所带的磁性和芦荟中各营养物质产生共价键、氢键以及分子间作用力吸附，还有壳聚糖对金属氧化物产生偶联作用，使四氧化三铁对多种有机物形成强有力的吸引，从而生成微观的微球颗粒，微球颗粒有助于增大有机物质对外界的接触表面积，从而充分发挥壳聚糖的杀菌消毒作用和芦荟中营养成分对人体表皮细胞的修复作用，微球的形成还能形成较多的孔隙，使凝胶材料的透气性增强；（2）本发明将壳聚糖先与尿素和氢氧化钾混合在冷冻条件下反应，利用低温冷冻使分子链进行蜷缩，再加入羧甲基纤维素钠使壳聚糖接入羧甲基纤维，通过羧甲基纤维中所具有的羧基、羟基以及各葡萄糖对外界分子的分子间作用力，使纤维素与壳聚糖之间更易产生吸附作用，从而环绕黏附于壳聚糖表面，形成以壳聚糖为中心的纳米微球，微球的形成有助于增大壳聚糖的接触面积，增强杀菌效率，同时微球之间存在孔隙，有助于增大凝胶材料的透气效果。具体实施方式称取300～400g芦荟叶切碎置于烧杯中，用质量分数为5～10%的氢氧化钠溶液倒入烧杯中浸渍芦荟叶，将烧杯置于水浴温度为95～100℃的水浴锅中，恒温浸泡30～40min，浸泡后冷却至室温，滴加质量分数为5～8%的盐酸调节pH值至中性制得固液混合物；向上述烧杯中加入固液混合物质量2～4%的纤维素酶，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为40～45kHz的条件下振荡50～60min，振荡后过滤得到滤液，备用；按重量份数计，称取1.4～1.7份三氯化铁、4.8～5.2份醋酸钠、0.4～0.6份柠檬酸钠和80～90份乙二醇投入反应釜中混合均匀制得混合液，将反应釜升温至190～210℃，恒温反应2～3h，反应后过滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤3～5次后放入真空干燥箱中在温度为50～55℃，真空度为80～100Pa的条件下干燥2～3h制得反应固体产物；按重量份数计，称取3～5份上述反应固体产物、50～55份备用的滤液、1.0～1.2份尿素和14～18份蒸馏水投入三口烧瓶中，用搅拌器以400～450r/min的转速混合搅拌60～70min制得混合乳液，将三口烧瓶置于微波炉中，在功率为240～260W的条件下加热3～5min，加热后放入真空干燥箱中以真空度为80～100Pa、温度为40～45℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，制得反应浆液；按重量份数计，称取2～3份壳聚糖、6～7份氢氧化钾粉末、20～22份尿素粉末和60～65份蒸馏水投入烧杯中搅拌均匀，将烧杯置于冷冻箱中在温度为-35～-30℃的条件下静置5～6h，制得反应物，按重量份数计，将13～14份上述反应浆液、20～22份反应物和1.5～1.8份羧甲基纤维素钠投入烧杯中，在搅拌转速为2000～2200r/min和温度为-25～-20℃的条件下搅拌2～3h，制得混合胶液；将上述混合胶液置于反应釜中，升高反应釜内温度至40～45℃，反应2～3h后向反应釜中加入混合胶液质量2.0～2.5倍的蒸馏水，在转速为100～120r/min和温度为40～45℃的条件下反应60～80min，反应制得预制胶液，将预制胶液倒入模具中并置于真空干燥箱中，在真空度为80～100Pa和温度为50～60℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，拆模，即得高透气性医用凝胶材料。称取300g芦荟叶切碎置于烧杯中，用质量分数为5%的氢氧化钠溶液倒入烧杯中浸渍芦荟叶，将烧杯置于水浴温度为95℃的水浴锅中，恒温浸泡30min，浸泡后冷却至室温，滴加质量分数为5%的盐酸调节pH值至中性制得固液混合物；向上述烧杯中加入固液混合物质量2%的纤维素酶，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为40kHz的条件下振荡50min，振荡后过滤得到滤液，备用；按重量份数计，称取1.4份三氯化铁、4.8份醋酸钠、0.4份柠檬酸钠和80份乙二醇投入反应釜中混合均匀制得混合液，将反应釜升温至190℃，恒温反应2h，反应后过滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤3次后放入真空干燥箱中在温度为50℃，真空度为80Pa的条件下干燥2h制得反应固体产物；按重量份数计，称取3份上述反应固体产物、50份备用的滤液、1.0份尿素和14份蒸馏水投入三口烧瓶中，用搅拌器以400r/min的转速混合搅拌60min制得混合乳液，将三口烧瓶置于微波炉中，在功率为240W的条件下加热3min，加热后放入真空干燥箱中以真空度为80Pa、温度为40℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，制得反应浆液；按重量份数计，称取2份壳聚糖、6份氢氧化钾粉末、20份尿素粉末和60份蒸馏水投入烧杯中搅拌均匀，将烧杯置于冷冻箱中在温度为-35℃的条件下静置5h，制得反应物，按重量份数计，将13份上述反应浆液、20份反应物和1.5份羧甲基纤维素钠投入烧杯中，在搅拌转速为2000r/min和温度为-25℃的条件下搅拌2h，制得混合胶液；将上述混合胶液置于反应釜中，升高反应釜内温度至40℃，反应2h后向反应釜中加入混合胶液质量2.0倍的蒸馏水，在转速为100r/min和温度为40℃的条件下反应60min，反应制得预制胶液，将预制胶液倒入模具中并置于真空干燥箱中，在真空度为80Pa和温度为50℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，拆模，即得高透气性医用凝胶材料。称取350g芦荟叶切碎置于烧杯中，用质量分数为7%的氢氧化钠溶液倒入烧杯中浸渍芦荟叶，将烧杯置于水浴温度为97℃的水浴锅中，恒温浸泡35min，浸泡后冷却至室温，滴加质量分数为7%的盐酸调节pH值至中性制得固液混合物；向上述烧杯中加入固液混合物质量3%的纤维素酶，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为42kHz的条件下振荡55min，振荡后过滤得到滤液，备用；按重量份数计，称取1.6份三氯化铁、5.0份醋酸钠、0.5份柠檬酸钠和85份乙二醇投入反应釜中混合均匀制得混合液，将反应釜升温至200℃，恒温反应2.5h，反应后过滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤4次后放入真空干燥箱中在温度为52℃，真空度为90Pa的条件下干燥2.5h制得反应固体产物；按重量份数计，称取4份上述反应固体产物、52份备用的滤液、1.1份尿素和16份蒸馏水投入三口烧瓶中，用搅拌器以420r/min的转速混合搅拌65min制得混合乳液，将三口烧瓶置于微波炉中，在功率为250W的条件下加热4min，加热后放入真空干燥箱中以真空度为90Pa、温度为42℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，制得反应浆液；按重量份数计，称取2份壳聚糖、6份氢氧化钾粉末、21份尿素粉末和62份蒸馏水投入烧杯中搅拌均匀，将烧杯置于冷冻箱中在温度为-32℃的条件下静置5.5h，制得反应物，按重量份数计，将13份上述反应浆液、21份反应物和1.7份羧甲基纤维素钠投入烧杯中，在搅拌转速为2100r/min和温度为-22℃的条件下搅拌2.5h，制得混合胶液；将上述混合胶液置于反应釜中，升高反应釜内温度至42℃，反应2.5h后向反应釜中加入混合胶液质量2.2倍的蒸馏水，在转速为110r/min和温度为42℃的条件下反应70min，反应制得预制胶液，将预制胶液倒入模具中并置于真空干燥箱中，在真空度为90Pa和温度为55℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，拆模，即得高透气性医用凝胶材料。称取400g芦荟叶切碎置于烧杯中，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液倒入烧杯中浸渍芦荟叶，将烧杯置于水浴温度为100℃的水浴锅中，恒温浸泡40min，浸泡后冷却至室温，滴加质量分数为8%的盐酸调节pH值至中性制得固液混合物；向上述烧杯中加入固液混合物质量4%的纤维素酶，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为45kHz的条件下振荡60min，振荡后过滤得到滤液，备用；按重量份数计，称取1.7份三氯化铁、5.2份醋酸钠、0.6份柠檬酸钠和90份乙二醇投入反应釜中混合均匀制得混合液，将反应釜升温至210℃，恒温反应3h，反应后过滤得到滤渣，用蒸馏水洗涤5次后放入真空干燥箱中在温度为55℃，真空度为100Pa的条件下干燥3h制得反应固体产物；按重量份数计，称取5份上述反应固体产物、55份备用的滤液、1.2份尿素和18份蒸馏水投入三口烧瓶中，用搅拌器以450r/min的转速混合搅拌70min制得混合乳液，将三口烧瓶置于微波炉中，在功率为260W的条件下加热5min，加热后放入真空干燥箱中以真空度为100Pa、温度为45℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，制得反应浆液；按重量份数计，称取3份壳聚糖、7份氢氧化钾粉末、22份尿素粉末和65份蒸馏水投入烧杯中搅拌均匀，将烧杯置于冷冻箱中在温度为-30℃的条件下静置6h，制得反应物，按重量份数计，将14份上述反应浆液、22份反应物和1.8份羧甲基纤维素钠投入烧杯中，在搅拌转速为2200r/min和温度为-20℃的条件下搅拌3h，制得混合胶液；将上述混合胶液置于反应釜中，升高反应釜内温度至45℃，反应3h后向反应釜中加入混合胶液质量2.5倍的蒸馏水，在转速为120r/min和温度为45℃的条件下反应80min，反应制得预制胶液，将预制胶液倒入模具中并置于真空干燥箱中，在真空度为100Pa和温度为60℃的条件下浓缩干燥直至产物恒重，拆模，即得高透气性医用凝胶材料。对比例以陕西某公司生产的高透气性医用凝胶材料作为对比例对本发明制得的高透气性医用凝胶材料和对比例中的高透气性医用凝胶材料进行性能检测，检测结果如表1所示：测试方法：吸水膨胀率测试：将实例1～3和对比例中的医用凝胶材料进行真空干燥，干燥后分别记下重量。将干燥后的医用凝胶材料放入水中浸泡12h，12h后计算吸水后凝胶材料的重量。吸水后重量与吸水前干燥的凝胶材料的重量倍数如下：杀菌消毒性测试：将实例1～3和对比例中的医用凝胶材料用于人体表皮细胞的修复中，一段时间后取下医用凝胶材料，并测得表皮的菌落数，得出抑菌率。大肠杆菌抑菌率测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测。金黄色葡萄球菌抑菌率数测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测。白色念球菌抑菌率测试按GB/T20944.2-2007的规定进行性能检测。表1医用凝胶材料性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例吸水后重量倍数63656740孔隙率（%）9.3949570大肠杆菌抑菌率（%）99.8599.9299.9982.56金黄色葡萄球菌抑菌率（%）99.7899.8899.9981.25白色念球菌抑菌率（%）99.5699.7899.9980.43根据上述中数据可知本发明制得的高透气性医用凝胶材料吸水后重量倍数高，生物相容性和吸水膨胀率高，孔隙率高，透气性好，杀菌消毒效果好，都达到99.99%，具有广阔的应用前景。当前第1页1 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