含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜及制备方法与应用

1.本发明属于纳米纤维膜技术领域，具体涉及一种含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜及制备方法与应用。


背景技术：

2.美洲大蠊入药首见于《神农本草经》，称
″
蜚蠊
″
，《神农本草经》将其列为中品，
″
味：咸、寒；治：血瘀症、寒热、破积、喉咽闭、内寒无子
″
。美洲大蠊用于创面修复早有应用，现代药学典籍及民族医药典籍中也多有记载。《云南省中药材标准》(第一册)中记载蜚蠊内服具有健脾消疳，活血通脉，利水消肿等功效；外用具有消肿生肌功效，用于水火烫伤，各种创伤及溃疡。伴随着我国中成药产业的迅速发展，中药材提取后的药渣后处理(再利用)问题也日益突出。美洲大蠊目前已开发出多种制剂，广泛用于治疗多种疾病。其中康复新液有抗炎、促进肉芽组织生产、促进血管生成等作用，在创面修复方面应用广泛。但调研发现，美洲大蠊是目前使用量最大的虫类中药材，康复新液等制剂的生产过程产生了大量醇提后药渣，这部分药渣目前采用堆放、发酵、制作动物饲料等粗放方式处理，尤其是多糖等易溶于水的大分子物质无法得到再利用，未能实现药渣资源的综合利用和开发，造成了资源的巨大浪费。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜，它是由以下重量份的原料制成：美洲大蠊药渣多糖0.1～0.5份、丝素蛋白/明胶混合物100份。
4.进一步地，所述混合物中丝素蛋白和明胶的质量比为1∶2～5，优选1∶3。
5.更进一步地，它是由以下重量份的原料制成：美洲大蠊药渣多糖0.1份、丝素蛋白/明胶混合物100份。
6.进一步地，所述美洲大蠊药渣多糖是醇提后美洲大蠊药渣加石油醚浸泡脱脂，取脱脂后的美洲大蠊药渣干燥，加水提取，提取液加乙醇沉淀，沉淀物加水溶解，溶解液用双氧水脱色，脱色后的溶液用sevage试剂脱蛋白，再浓缩干燥得到的多糖。
7.本发明还提供了一种制备前述复合纳米纤维膜的方法，该方法为：
8.s1、按前述配比称取原料；
9.s2、取美洲大蠊药渣多糖溶解于六氟异丙醇中，得美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液；取丝素蛋白/明胶混合物溶解于六氟异丙醇，得丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液；
10.s3、将s2中美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液和丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液混合，搅拌溶解，得纺丝溶液，纺丝溶液采用静电纺丝法纺成纳米纤维膜，干燥，得含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜。
11.进一步地，s2所述美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液中美洲大蠊药渣多糖质量分数为5～10％，优选8％。
12.进一步地，s2所述丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液中丝素蛋白/明胶混合物的质量分数为3～6％，优选4％。
13.进一步地，s3所述搅拌的速率为400rpm～1000rpm，时间为7h～10h。
14.进一步地，s3所述静电纺丝法的条件参数为：纺丝电压为12kv～17kv，接受距离为10cm～15cm，环境温度为15℃～25℃，环境湿度为25％～35％，注射器走步速度为0.01ml/min～0.02ml/min。
15.进一步地，s3所述含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的孔隙率为87.9％～92％。
16.本发明最后提供了一种前述含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜在制备创面敷料中的用途。
17.进一步地，所述创面敷料包括但不限于医用胶带、吸收垫或复合纳米纤维膜。
18.本发明的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜用于创面敷料时疗效确切，使用方便，不会粘连新生成的肉芽组织，避免换药时引起撕裂痛；有利于减轻创面炎症，加快血管和胶原的生成；创造湿润的伤口环境，防止体液和水分的过度散失(提供皮肤的屏障功能)；促进多种生长因子释放，有效吸收伤口渗出物；缓解创面疼痛，减少瘢痕形成。
19.本发明与现有技术相比具有以下优点：
20.1、本发明的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜用于创面敷料中相较于传统敷贴，该含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的创面敷料可作为保护屏障，防止体液和水分的过度散失，关键在于其不会同伤口粘连，换药时不会产生二次撕裂伤，且安全无毒，不产生免疫排斥反应，提高患者顺应性。此外，美洲大蠊药渣多糖可持续的释放到创面，减轻创面炎症，加快血管、胶原生成，从而加速伤口愈合，有效解决糖尿病溃疡修复缓慢、易感染等问题。除此之外，该含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜用于创面敷料还可以提供润湿的环境，为创面提供类似于皮肤的屏障功能，有效吸收伤口渗出物并促进组织再生，在慢性皮肤溃疡中具有巨大的优势。
21.2、本发明含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜，将丝素蛋白和明胶混合制成一个其结构和化学组成类似于细胞外基质环境的支架，可以为细胞的黏附提支撑点，便于营养物质和代谢废物的运输，使细胞更加舒展，有利于细胞的生长，促进伤口愈合。美洲大蠊药渣综合利用，变废为宝，为康复新液的生产提供一条完整的、绿色的产业链。
附图说明
22.图1不同原料配比的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜横扫描电子显微镜图
23.图2实施例1的美洲大蠊药渣多糖的傅里叶红外光谱。
24.图3实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的扫描电子显微镜图。
25.图4对比例1中的空白纳米纤维膜和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的膨胀率测试图。
26.图5对比例1中的空白纳米纤维膜和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的孔隙率测试图。
27.图6实施例2的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的降解率测试图。
28.图7实施例2的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的创面敷料的创面愈合图。
具体实施方式
29.实施例1美洲大蠊药渣多糖的提取
30.步骤一、称取醇提后美洲大蠊药渣100g，将醇提后美洲大蠊药渣于40℃下烘干48h，粉碎、过40目筛；按1∶3的料液质量比，加入石油醚浸泡24h，除去脂溶性成分，减压浓缩收集石油醚，重复2次，将脱脂后的美洲大蠊药渣于50℃下烘干，得美洲大蠊药渣粉；
31.步骤二、按1∶10的料液质量比，向步骤一中得到的美洲大蠊药渣粉中加入蒸馏水，在80℃温度下回流提取120min，如此反复2次，过滤得混合液；
32.步骤三、将步骤二中得到的混合液调节ph至中性，离心分离、过滤后，浓缩上清液，加4倍体积的质量分数为95％的乙醇水溶液，于4℃静置24h，抽滤得沉淀部分，并依次用质量分数为95％的乙醇水溶液、无水乙醇、丙酮洗去沉淀中的水分，50℃烘干，得到美洲大蠊粗多糖；
33.步骤四、将步骤三中得到的美洲大蠊粗多糖加水溶解，加入质量分数为30％的双氧水溶液，在50℃加热搅拌8h，除去色素，得脱色后美洲大蠊药渣多糖溶液；所述美洲大蠊粗多糖、水、双氧水溶液的用量比为：1g∶20ml∶0.5ml；
34.步骤五、将步骤四中得到的脱色后美洲大蠊药渣多糖溶液和sevage试剂按照体积比为3∶1混合，磁力搅拌器搅拌20min，离心，保留上层多糖层，重复7次，将脱蛋白的多糖液浓缩，透析48h，除去有机小分子，冷冻干燥即得美洲大蠊药渣多糖；多糖转移率为13.68％；所述sevage试剂为体积比为4∶1的氯仿和正丁醇混合液。
35.实施例2含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的制备
36.配方：实施例1制备的美洲大蠊药渣多糖0.1份、丝素蛋白/明胶混合物100份(其中丝素蛋白和明胶的质量比为1∶3)；
37.制备方法为：
38.s1、将美洲大蠊药渣多糖溶解于六氟异丙醇中，得到质量分数为8％的美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液；将丝素蛋白/明胶混合物溶解于六氟异丙醇，得到质量分数为4％的丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液；
39.将美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液加入到丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液中，在速率为400rpm条件下搅拌7h后溶解，得到纺丝溶液；s2、将s1中得到的纺丝溶液采用静电纺丝法纺成纳米纤维膜；静电纺丝法的工艺条件为：纺丝电压为12kv，接受距离为10cm，环境温度为15℃，环境湿度为25％，注射器走步速度为0.01ml/min；
40.s3、将s2中得到的纳米纤维膜真空干燥，得到孔隙率为87.9％的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜。
41.实施例3含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的制备
42.配方：实施例1制备的美洲大蠊药渣多糖0.5份、丝素蛋白/明胶的混合物100份(其中丝素蛋白和明胶的质量比为1∶3)；
43.制备方法：
44.s1、将美洲大蠊药渣多糖溶解于六氟异丙醇中，得到质量分数为8％的美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液；将丝素蛋白和明胶的混合物溶解于六氟异丙醇，得到质量分数为4％的丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液；
45.将美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液加入到丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液
中，在速率为1000rpm的条件下搅拌10h后溶解，得到纺丝溶液；
46.s2、将s1中得到的纺丝溶液采用静电纺丝法纺成纳米纤维膜；静电纺丝法的工艺条件为：纺丝电压为17kv，接受距离为15cm，环境温度为25℃，环境湿度为35％，注射器走步速度为0.02ml/min；
47.s3、将s2中得到的纳米纤维膜真空干燥，得到孔隙率为92％的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜。
48.对比例1空白纳米纤维膜的制备
49.将丝素蛋白和明胶的混合物溶解于六氟异丙醇，得到质量分数为4％的丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液，将所述美洲大蠊药渣多糖的六氟异丙醇溶液加入至所述丝素蛋白/明胶的六氟异丙醇溶液中，搅拌后溶解，得到纺丝溶液；搅拌的速率为800rpm；搅拌时间为7h；所述丝素蛋白和明胶的混合物中丝素蛋白和明胶的质量比为1∶3。
50.以下通过试验例进一步说明本发明的有益效果
51.试验例1本发明复合纳米纤维膜中美洲大蠊药渣多糖、丝素蛋白、明胶的用量筛选
52.将美洲大蠊药渣多糖0.1份与丝素蛋白/明胶1∶1，丝素蛋白/明胶1∶2，丝素蛋白/明胶1∶3配比，按照实施例2中含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的制备方法制备复合纳米纤维膜样品。使用扫描电子显微镜sem(s4800)对3份样品横截面进行结构分析，扫描前对样品进行喷金，干燥处理，结果见图1，可得当美洲大蠊药渣多糖0.1份与丝素蛋白/明胶1∶3进行混合时，纳米纤维光滑，均一，而丝素蛋白/明胶1∶1，丝素蛋白/明胶1∶2中可发现，纳米纤维有串珠现象，表面粗糙，纤维粘连。由此可得，美洲大蠊药渣多糖0.1份与丝素蛋白/明胶1∶3混合纺丝，纳米纤维形态最好。
53.试验例2本发明复合纳米纤维膜的质量分析
54.(一)试验一：傅里叶(ir)红外扫描
55.将实施例1中制备的美洲大蠊药渣多糖与kbr混合研磨，压片，采用用傅里叶红外光谱仪(美国nicolet 670型)进行检测，测试范围为4000
‑1～400cm
‑1，得到红外谱图，见图2，由图可知美洲大蠊多糖的ft
‑
ir谱具有典型的多糖谱特征。即多糖的
‑
oh伸缩振动在3419cm
‑1处有一个较宽的主峰，在2925cm
‑1和2889cm
‑1处有一个较弱的谱带，代表
‑
ch2‑
的c
‑
h伸缩振动。1731cm
‑1和1623cm
‑1处的较强吸收峰是由于
‑
cooh的弯曲振动，1422cm
‑1和1380cm
‑1处的吸收峰是由于c＝o的对称伸展。此外，在1030cm
‑1～1140cm
‑1处的吸收与c
‑
o
‑
c糖苷环的不对称振动有关，表明吡喃糖的存在。895cm
‑1和810cm
‑1条带分别是多糖中b
‑
和α
‑
吡喃类葡萄糖的特征。
56.(二)试验二：sem扫描电镜
57.将实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜，使用扫描电子显微镜sem(s4800)对样品横截面进行结构分析，扫描前对样品进行喷金，干燥处理，结果见图3，左侧为实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的表面形貌特征，右侧为实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的的切面图，通过表面形貌扫描电镜图可知，实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的直径为(476
±
89)nm，由此可知，可见含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜为纳米级别的纤维膜，成膜性良好。
58.(三)试验三：膨胀率测试
59.将对比例1中的空白纳米纤维膜和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米
纤维膜，称定重量，采用公式计算电纺膜的膨胀率：
60.膨胀率＝(m1‑
m0)/m0×
100％，
61.式中m1、m0分别为在去离子水中浸泡前后的质量。
62.从图4可以看出，对比例1中的空白纳米纤维膜(a)和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜(b)的膨胀率分别为306％和316％，说明美洲大蠊药渣多糖的载入对于膨胀率的影响没有产生显著性差异。
63.(四)试验四：孔隙率测试
64.将对比例1中的空白纳米纤维膜和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜干燥，并将5mm
×
10mm大小的纳米纤维膜放入压汞仪内。仪器参数：低压分析压力范围：0.5
‑
50psia(3.45～310kpa)；低压孔径分析范围：360～3.6μm；高压分析最大压力：60000psia(413685kpa)；高压孔径分析直径：最小至30a；检测进/退汞量：小至0.1μl；低压站数：2；高压站数：1；测试温度∶室温。通过公式：
65.m
×
porosity/v膨胀器
×
p样品＝25％
‑
90％，测出其孔隙率。
66.其中m为样品质量；porosity为孔隙率；v
膨胀器
为样品体积；p
样品
为压力；
67.从图5中可以看出，对比例1中的空白纳米纤维膜(a)和实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜(b)的孔隙率分别为87.9％及89.1％，说明美洲大蠊药渣多糖的载入并没有对孔隙率产生显著性影响。
68.(五)试验五：降解率测试
69.将实施例2中的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜浸入ph7.4，37℃的pbs溶液混合有0.01u/ml的蛋白酶溶液中，并分别于2h、4h、8h、12h、24h、36h、48h、60h、72h取出样品，用双蒸馏水清洗，并放于37℃烘箱中烘干。采用公式计算出降解率：
70.降解率(％)＝d2/d1
×
100％，
71.式中d1、d2分别为原始质量及降解后的质量。
72.从图6中可以看出，含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的累积释放量一直呈上升趋势，48h累积释放量为96％，在释放1h，含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜的累计释放率达到35％，在12h，释放率达到80％，并且最终在48h，释放率可达到96％。从图中可以看出在12h之前，含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜主要进行突释的释放过程，而12h之后主要进行一个缓慢的美洲大蠊药渣多糖释放过程，这对于伤口本身的愈合有较好的促进作用，即可达前期的美洲大蠊药渣多糖快速释放效果，又可以在后期的阶段起到美洲大蠊药渣多糖的缓慢释放过程。
73.(六)试验六∶创面愈合
74.将表1中的各组纤维膜用于创面敷料中得到敷贴的创面愈合情况。
75.表1创面愈合动物分组情况
76.组别各组情况空白组实施例1的美洲大蠊药渣多糖对照组对比文件1制备的空白纳米纤维膜模型组创面未处理组实验组实施例2制备的含美洲大蠊药渣多糖的复合纳米纤维膜
77.采用大鼠全皮层切除的造模方法，使用各组纤维膜对伤口进行处理，每天观察伤
口恢复情况，在第0、5、15天拍照及测量创面愈合率。
78.如图7所示，图中a为空白组；b为对照组组；c为模型组组；d为实验组组；通过观察动物模型创面恢复情况及计算创面恢复率发现与对照组相比，实施例2得到的复合纳米纤维膜促进创面愈合效果高于其他组，具有明显的促进伤口愈和作用。
79.上述实验结果说明：本发明制得的复合纳米纤维膜属于纳米级且成膜良好，敷于伤口处，在修复前期快速释放美洲大蠊药渣多糖，后期再缓慢释放美洲大蠊药渣多糖，进而达到加速促进伤口愈合的作用。
80.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。