一种可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料及其制备方法

文档序号:28210251发布日期:2021-12-28 20:19阅读:446来源:国知局
一种可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料及其制备方法

1.本发明属于辅料及其制备领域,特别涉及一种可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料及其制备方法。


背景技术:

2.据统计,全球每年约上亿人因为自然灾害、意外事故或手术而遭受皮肤创伤,皮肤损伤的治疗无效会导致残疾甚至死亡。皮肤敷料作为临床上最常见的医疗耗材之一,有保护创面、消炎止血等功效。为实现对伤口的有效护理,皮肤敷料还需具有良好的生物相容性、一定的力学性能和对皮肤的粘附性以及生物可降解性能等。静电纺丝技术制备的纳米纤维具有较大的比表面积、孔隙率等优良特性,因此,其在生物医学领域引起了研究者的持续关注,并已在药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面得到了很好的应用。水凝胶在生物医学领域有着广泛的应用前景,它能吸收和保留网络中大量的水分,维持伤口区域的潮湿环境,其能与不平整的创面紧密粘合,减少细菌滋生的机会,防止创面伤口感染。静电纺丝水凝胶纳米纤维具有水凝胶的优势,同时可模拟天然细胞外基质结构,是极具潜力的皮肤敷料材料。
3.针对普通水凝胶强度和韧性差,水凝胶难以做成纳米纤维,且纳米纤维后交联困难的问题,国内专利cn201510631809.9设计制备了一种高强度高韧性水凝胶纳米纤维。首先将海藻酸钠、聚合单体、化学交联剂、引发剂、辅助纺丝的高分子溶解在水中配制成纺丝液,通过高压静电纺丝技术得到纳米纤维。将纺丝成型后的纳米纤维放在一定湿度和温度的培养箱中熏蒸,使纳米纤维适度吸水湿润,然后将其密封通氮气排除氧气,辐照引发聚合。最后将聚合后的水凝胶纳米纤维浸泡在离子交联剂溶液中进行交联,得到高强度高韧性水凝胶纳米纤维。该制备方法简单,成本低,不使用有机溶剂,得到的高强度高韧性水凝胶纳米纤维在皮肤敷料等领域有良好的应用前景。但是该敷料不具备强粘附性,不能够满足敷料在四肢运动过程中能够稳定地附着在皮肤伤口组织上,需要二次固定,实际应用范围受到限制。天然类贻贝物质含有儿茶酚分子,已证实与皮肤组织表现出强粘附性,已广泛应用于生物粘合剂材料中,并显示出强大的粘合性。国内专利cn202011373707.9提供一种粘性壳聚糖

海藻酸盐水凝胶及其制备和应用方法,该水凝胶具有良好的黏附性能,使得其在医药伤口敷料领域中具有很好的应用。实施例的粘性壳聚糖

海藻酸盐水凝胶,按照质量百分数,包括以下组分:1%~5%壳聚糖,1%~5%海藻酸,88%~97%一价金属盐溶液,壳聚糖的天然交联剂、海藻酸盐的离子交联剂和增粘剂;增粘剂为黏土、多巴胺或卡拉胶中的一种或多种;增粘剂的质量是水凝胶总质量的0.5%~10%。该专利可以在医药伤口敷料领域中具有很好的应用。但是该敷料在移除时可能会粘连伤口,造成皮肤损伤。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料及其制备方法,克服现有技术纳米纤维水凝胶敷料组织粘性不够,通常需要二次固定,不能
满足人体在运动过程中,使敷料牢固地粘附在皮肤上。以及现有的粘性敷料在剥离时通常会引起伤口的继发性损伤,不能在更换敷料时做到按需无痛剥离,且不能多次粘附重复使用的技术缺陷。
5.本发明的一种纳米纤维水凝胶敷料,所述辅料以含天然高分子材料、儿茶酚化合物、胱胺二盐酸盐、偶联剂的原料,通过静电纺,后处理获得。
6.本发明的敷料具有良好粘附性能,能够与伤口边缘的皮肤紧密贴合,防止细菌进入伤口引发感染,而且在含有体液的伤口部位粘性较弱,维持伤口区域的潮湿环境,并且无需外部敷料固定,为皮肤的愈合创造一个良好的生物环境。又可以按需剥离,在更换或移除敷料时,只需在伤口边缘紧密贴合的粘性敷料上滴加水就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成扯拉粘连,减小更换敷料时带来的疼痛感,并且其可以多次重复粘附,以方便医生观察伤口情况。
7.本发明的一种纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,包括:
8.(1)将天然高分子材料、溶剂混合,搅拌溶解,得到天然高分子溶液;然后加入儿茶酚化合物,避光搅拌,加入胱胺二盐酸盐,搅拌,再加入偶联剂,搅拌,得到纺丝液;
9.(2)将上述纺丝液静置,超声处理从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下进行静电纺丝,得到纳米纤维膜;
10.(3)将上述纳米纤维膜进行后处理,得到纳米纤维水凝胶辅料。
11.上述制备方法的优选方式如下:
12.所述步骤(1)中进一步具体为:将天然高分子溶解于去离子水和有机酸的混合溶液中,在30℃水浴中搅拌10~30min,升温至40~50℃继续搅拌至完全溶解,得到天然高分子溶液,然后加入儿茶酚化合物,避光搅拌1~2h,加入胱胺二盐酸盐,搅拌1~2h,再加入偶联剂,室温下搅拌2~6h,至溶液均匀,得到稳定的纺丝液。
13.所述步骤(1)中天然高分子材料为明胶、甲基丙烯酸酐化明胶、胶原、透明质酸、甲壳素、壳聚糖、海藻酸钠、蛋白质中的一种或几种;所述儿茶酚化合物为多巴胺、单宁酸、茶多酚中的一种或几种;所述溶剂为水和有机酸的混合溶液;所述偶联剂为1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺edc/n

羟基丁二酰亚胺nhs。
14.所述有机酸为乙酸、乙二酸、冰醋酸、丙酸、丁酸中的一种或几种;所述偶联剂中eds和nhs的摩尔比为3~5:0.5~2。
15.所述步骤(1)天然高分子溶液的质量百分浓度为10~30wt%;儿茶酚化合物的质量分数为天然高分子溶液的0.5~5wt%,胱胺二盐酸盐的质量分数为天然高分子溶液的1~10wt%(例如配置10g的纺丝液,称量3g的天然高分子即可得到质量浓度为30%的天然高分子溶液);上述物质的用量若高于此浓度范围,则在纺丝过程针头容易出现堵塞的情况,从而纺出的纤维膜有疵点;若低于此浓度范围,则聚合物分子链之间的缠结力不够,纺出的纤维膜不均匀,力学性能差。
16.所述偶联剂的质量分数为天然高分子溶液的0.5~1wt%,若偶联剂的用量高于此浓度范围,纺丝过程会不顺畅;若edc/nhs的用量低于此浓度范围,则交联达不到理想的效果。
17.所述步骤(2)中静置时间为10~20min;超声频率为50~80khz,时间为10~20min。
18.所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为:避光条件下,纺丝电压10~30kv,接收距离
10~25cm,灌注速度0.5~5ml/h,温度10~30℃,相对湿度20~60%;静电纺丝工艺中的接收基材为油光纸、铝箔、钢板、或非织造布。纺丝电压影响射流的稳定性;接收距离大时接收基材收集到的纤维过少,接收距离小时纺丝液来不及挥发,纤维的直径分布混乱;灌注速度大小也是纺丝过程中的关键性因素,灌注速度过大时会形成纺丝液滴喷射,过小针头会出现堵塞的情况。
19.所述步骤(2)中后处理为采用交联液进行后处理4~24h;所述交联液的溶质为1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺edc和n

羟基丁二酰亚胺nhs的混合溶液;交联液的溶剂为乙醇与水的混合液。
20.所述交联液的质量百分浓度为0.5~1%;所述edc与nhs的质量比为3~5:0.5~2;乙醇与水的混合液中乙醇和水的质量比为7~9:1~3。
21.本发明的一种所述纳米纤维水凝胶敷料的应用,如可用于受伤的皮肤敷料。
22.本发明通过静电纺丝制得纳米纤维膜,并经过后续交联处理得到纳米纤维水凝胶。交联前得纤维原膜由三维堆积、随机取向的光滑纤维组成,交联后天然高分子基体与儿茶酚化合物、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,然后吸水发生溶胀,溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解,纤维直径明显变粗,纤维之间产生缠结,仍保留其原有得多孔结构。此纳米纤维水凝胶敷料可以模拟人体天然细胞外基质,为支持伤口愈合过程提供了理想的条件。
23.本发明通过对纳米纤维膜进行后处理,引发天然高分子基体与儿茶酚化合物、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,分子链之间相互贯穿,且两两聚合物分子链之间以酰胺键的方式交联而形成多重杂化互穿网络结构。形成的纳米纤维水凝胶敷料通过席夫碱或迈克尔加成与含有胺或硫醇基团的皮肤反应,从而可以牢固地粘附在皮肤上。此外,在伤口处有组织液的情况下,敷料和伤口之间会形成水合层,薄弱的边界层会抑制水凝胶材料与皮肤之间发生界面反应,从而导致其粘合强度下降,而敷料可以牢固地贴合在伤口边缘,为皮肤的愈合创造一个良好的生物环境。在更换敷料时,只需在粘合处滴加水就可使敷料轻松剥离,不会对伤口造成粘连,加速伤口的愈合过程,待敷料上的水分在空气中蒸发后,其仍具有粘性,从而做到反复粘附,延长了敷料的使用寿命。
24.本发明首先将天然高分子基材中依次添加儿茶酚化合物、胱胺二盐酸盐和edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)在酸性溶液(ph≈4)下分步反应,得到纺丝前驱体溶液。在这一过程中,天然高分子上的羧基与儿茶酚化合物和胱胺二盐酸盐上的氨基在偶联剂edc/nhs的作用下发生酰胺化反应,天然高分子自身分子链内部的氨基与羧基也会发生缩合反应,交联反应的同时胱胺二盐酸盐中的二硫键也被引入体系中。edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)作为羧基活化剂,本身并没有成为实际交联的一部分,edc与nhs搭配使用从而增加偶联反应的效率。随后通过静电纺丝的方法制备了均匀的纳米纤维膜,在酸性环境中,儿茶酚基团保留了其非氧化形式,并均匀分布。随后,将制备的纳米纤维膜浸入弱碱性条件的交联剂中,弱碱性条件通过控制乙醇与水的比例来确定,其中交联剂让纤维结构稳定不溶,儿茶酚经历复杂的化学和物理相互作用,增强了单纤维强度和纤维间结合。儿茶酚强的氢键相互作用,可以与组织表面上丰富的伯胺基团形成稳定的共价交联,使得纳米纤维水凝胶的粘性得到提升。胱胺二盐酸盐具有高吸湿性,可以从湿组织表面去除界面水,与组织表面形成瞬时物理交联,且其中的二硫键也
有增强纳米纤维水凝胶内部的结构以及粘附的作用。
25.纳米纤维水凝胶强粘附性的核心是共价键与非共价键的作用,其中共价键作用是通过席夫碱或迈克尔加成反应,即酚羟基与含有氨基、羧基或硫醇基团的皮肤反应;非共价键作用包括氢键、π

π堆叠、阳离子相互作用等,从而在材料与皮肤之间形成一个粘附层。此外,儿茶酚化合物中的酚羟基会氧化为半醌自由基和邻苯醌(多巴醌),与天然高分子上的活性基团发生一系列的化学反应,从而提升材料整体的力学性能,键与键之间的相互作用也提升了材料的机械性能。
26.此外,纳米纤维水凝胶的含水量会影响其粘性,过多的含水量会使敷料和皮肤之间会形成水合层,薄弱的边界层会抑制水凝胶材料与皮肤之间发生界面反应,从而导致其粘合强度下降,故在更换敷料时,只需在粘合处滴加水就可使敷料轻松剥离,不会扯拉伤口,造成二次损伤。去除后的敷料放置一段时间使其水分在空气中蒸发后,当敷料的含水量在150%左右时其仍具有粘性,从而做到反复粘附,延长了敷料的使用寿命。
27.有益效果
28.(1)本发明的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,简单易行,成本低廉;
29.(2)本发明制备的一种可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料,在天然高分子与生物相容性良好的儿茶酚化合物、胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),赋予纳米纤维水凝胶优异的力学强度和粘附性能,应用于伤口时,在伤口处有组织液的情况下,敷料和伤口之间会形成水合层,薄弱的边界层会抑制水凝胶材料与皮肤之间发生界面反应,从而导致其粘合强度下降,而敷料可以牢固地贴合在伤口边缘,为皮肤的愈合创造一个良好的生物环境。
30.(3)本发明制备的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料,可以做到按需无痛剥离,当需要更换敷料时,只需在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加水就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成扯拉粘连,减小更换敷料时带来的疼痛感,并且去除后的敷料放置一段时间使其水分在空气中蒸发后,其仍具有粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
31.(4)本发明的皮肤敷料既具有良好粘附性能,能够在紧急出血时快速闭合伤口和止血,防止病菌的侵入感染,促进细胞的增殖和修复,并且无需外部敷料固定,为皮肤的愈合创造一个良好的生物环境。又可以按需剥离,在更换敷料时不会造成继发性损伤,减小更换敷料时带来的疼痛感,其可重复粘附以方便医生观察伤口情况。
32.(5)本发明制备的纳米纤维膜中纤维的平均直径为200~500nm,纳米纤维水凝胶敷料中纤维的平均直径为300~1200nm,纳米纤维水凝胶敷料的厚度为90~200μm,粘附强度为6~9kpa,拉伸强度为2~4mpa,断裂伸长率为50~200%。
附图说明
33.图1为实施例1交联前的纳米纤维膜的sem图;
34.图2为实施例1交联后的纳米纤维水凝胶的sem图。
具体实施方式
35.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技术所附权利要求书所限定的范围。
36.材料:明胶规格为牛源type b,100g,分子量为120000,购自上海荣恩试剂有限公司(中国上海);甲基丙烯酸酯化明胶规格为ma化程度65%,25g,分子量为100000,购自中国阿拉丁试剂有限公司;壳聚糖规格为98%,分子量为150000,购自中国阿拉丁试剂有限公司;胶原规格为20ml,分子量为2000~3000d,来源于鼠尾;海藻酸钠规格99%,100g,分子量为216.12,购自上海荣恩试剂有限公司(中国上海);多巴胺盐酸盐(da)规格为99%+,100g,分子量为189.64,购自阿达玛斯试剂有限公司;单宁酸规格为90%,50g,分子量为1701.20,购自南通添香生物工程有限公司;茶多酚规格为98%,25g,分子量为281.36,购自上海麦克林生化科技有限公司;胱胺二盐酸盐规格为98%,25g,分子量为225.19,购自上海毕得医药科技股份有限公司;4

arm

peg

cooh规格为>95%,5g,分子量为5000,购自西格玛奥德里奇中国有限公司;1

乙基
‑3‑
(3

二甲基

氨基丙基)
‑1‑
碳二亚胺盐酸盐(edc)规格为≥98%,25g,分子量为193.72,购自上海依赫生物科技有限公司;n

羟基琥珀酰亚胺(nhs)规格为≥98%,25g,分子量为115.08,购自中国阿拉丁化学试剂有限公司(中国上海)。
37.拉伸强度、断裂伸长率测量:通过使用jq03a测试仪(xq

1c,中国),对纳米纤维水凝胶样品(3mm宽,10mm高)进行拉伸来研究其机械性能,伸长率为20~40mm min
‑1。每组测量十个平行样品。
38.粘附强度测量:选择两块新鲜猪皮(5cm
×
3cm)作为生物粘附组织基质,将纳米纤维水凝胶(3cm
×
2cm)放置在新鲜猪皮之间,确保猪皮的接触面积正好是样品的测试面积。根据搭接剪切测试方法,通过使用配备有100n负载传感器的instron材料测试系统(instron5565)以10~15mm min
‑1的拉伸速率研究生物粘附性能。贴合区和猪皮均及时保持湿润,每组测量5个平行样品。最后通过将载荷除以粘合面积获得粘合强度。
39.实施例1
40.可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
41.(1)将明胶溶解于去离子水和乙酸(质量比为5:2)的混合溶液中,明胶的质量分数为30wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌30min,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
42.(2)在上述溶液中添加多巴胺(da),避光环境下搅拌1h至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐继续搅拌1h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌2h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。多巴胺和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为1wt%、2wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.5wt%,其中eds和nhs的摩尔比为4:1;
43.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置20min后用超声波设备(工作频率为50khz)处理10min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过油光纸接收制得纳米纤维膜,如图1所示纳米纤维膜的纤维平均直径为400nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压25kv,接收距离15cm,灌注速度1ml/
h,温度25℃,相对湿度45%。
44.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为8h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为9:1,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为4:1,引发天然高分子基体与多巴胺、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
45.如图2所示,最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为1000nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为8kpa,拉伸强度为2.4mpa,断裂伸长率为140%。纳米纤维水凝胶敷料是由明胶、多巴胺和胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度和粘附性能。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加1ml水,停留时间为3min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成二次损伤。去除后的敷料在空气中放置10min蒸发一定的水分,敷料的含水量为150%左右时仍具有粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
46.实施例2
47.可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
48.(1)将壳聚糖溶解于去离子水和乙二酸(质量比为5:2.5)的混合溶液中,壳聚糖的质量分数为25wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌1h,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
49.(2)在上述溶液中添加单宁酸,避光环境下搅拌1.5h至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐继续搅拌1.5h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌3h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。单宁酸和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为0.5wt%、1wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.6wt%,其中eds和nhs的摩尔比为3:0.5;
50.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置15min后用超声波设备(工作频率为55khz)处理13min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过铝箔接收制得纳米纤维膜,其中纳米纤维膜的纤维平均直径为450nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压23kv,接收距离13cm,灌注速度1ml/h,温度23℃,相对湿度50%。
51.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为10h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为7:3,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为3:0.5,引发天然高分子基体与单宁酸、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
52.最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为950nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为7.5kpa,拉伸强度为2.0mpa,断裂伸长率为120%。纳米纤维水凝胶敷料是由壳聚糖、单宁酸和胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度和粘附性能。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加2ml水,停留时间为7min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成
二次损伤。去除后的敷料在空气中放置15min蒸发一定的水分,敷料的含水量为150%左右时仍具有较好的粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
53.实施例3
54.可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
55.(1)将甲基丙烯酸酐化明胶溶解于去离子水和冰醋酸(质量比为5:3)的混合溶液中,甲基丙烯酸酐化明胶的质量分数为20wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌2h,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
56.(2)在上述溶液中添加茶多酚,避光环境下搅拌1h至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐继续搅拌2h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌4h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。茶多酚和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为1.5wt%、3wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.7wt%,其中eds和nhs的摩尔比为4:2;
57.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置12min后用超声波设备(工作频率为58khz)处理15min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过铝箔接收制得纳米纤维膜,其中纳米纤维膜的纤维平均直径为460nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压22kv,接收距离12cm,灌注速度0.8ml/h,温度20℃,相对湿度40%。
58.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为12h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为8:2,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为4:2,引发天然高分子基体与茶多酚、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
59.最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为920nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为7kpa,拉伸强度为2.5mpa,断裂伸长率为110%。纳米纤维水凝胶敷料是由甲基丙烯酸酐化明胶、茶多酚和胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度和粘附性能。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加2.2ml水,停留时间为8min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成二次损伤。去除后的敷料在空气中放置20min蒸发一定的水分,敷料的含水量为150%左右时仍具有较好的粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
60.实施例4
61.可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
62.(1)将胶原溶解于去离子水和丙酸(质量比为5:2.8)的混合溶液中,胶原的质量分数为22wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌2.5h,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
63.(2)在上述溶液中添加多巴胺(da),避光环境下搅拌1.2h至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐继续搅拌1.2h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌5h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。多巴胺和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为2wt%、4wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.8wt%,其中eds和nhs的摩
尔比为3:1;
64.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置10min后用超声波设备(工作频率为60khz)处理16min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过铝箔接收制得纳米纤维膜,其中纳米纤维膜的纤维平均直径为480nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压20kv,接收距离10cm,灌注速度1.2ml/h,温度19℃,相对湿度38%;。
65.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为6h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为9:1,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为3:1,引发天然高分子基体与多巴胺、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
66.最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的平均直径为980nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为6.8kpa,拉伸强度为2.1mpa,断裂伸长率为90%。纳米纤维水凝胶敷料是由胶原、多巴胺和胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度和粘附性能。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加1.2ml水,停留时间为5min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成二次损伤。去除后的敷料在空气中放置13min蒸发一定的水分,敷料的含水量为150%左右时仍具有较好的粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
67.实施例5
68.可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
69.(1)将海藻酸钠溶解于去离子水和丁酸(质量比为6:2.2)的混合溶液中,海藻酸钠的质量分数为18wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌2.5h,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
70.(2)在上述溶液中添加单宁酸,避光环境下搅拌50min至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐继续搅拌2h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌6h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。单宁酸和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为2wt%、4wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.9wt%,其中eds和nhs的摩尔比为2:0.5;
71.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置18min后用超声波设备(工作频率为65khz)处理18min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过铝箔接收制得纳米纤维膜,其中纳米纤维膜的纤维平均直径为440nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压19kv,接收距离8cm,灌注速度1.5ml/h,温度30℃,相对湿度35%;。
72.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为14h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为7:3,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为2:0.5,引发天然高分子基体与单宁酸、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
73.最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为900nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为7.2kpa,拉伸强度为2.3mpa,断裂伸长率为130%。纳米纤维水凝胶敷料是由海藻酸钠、单宁酸和胱胺二盐酸盐产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度和粘附性能。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加1.5ml水,停留时间为6min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成二次损伤。去除后的敷料在空气中放置14min蒸发一定的水分,敷料的含水量为150%左右时仍具有较好的粘性,从而做到反复粘附,延长敷料的使用寿命。
74.对比例1
75.(1)将明胶溶解于去离子水和乙酸(质量比为5:2)的混合溶液中,明胶的质量分数为30wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌30min,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
76.(2)在上述溶液中添加多巴胺(da),避光环境下搅拌1h至溶液均匀,接着加入4

arm

peg

cooh继续搅拌1h至溶液均匀,最后加入偶联剂edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺),在室温下搅拌2h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。多巴胺和4

arm

peg

cooh的质量分数分别为1wt%、2wt%,edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)/nhs(n

羟基丁二酰亚胺)质量分数为0.5wt%,其中eds和nhs的摩尔比为4:1;
77.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置20min后用超声波设备(工作频率为50khz)处理10min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行纺丝,通过油光纸接收制得纳米纤维膜,纳米纤维膜的纤维平均直径为400nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压25kv,接收距离15cm,灌注速度1ml/h,温度25℃,相对湿度45%。
78.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为8h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为9:1,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为0.5%,其中edc与nhs的质量比为4:1,引发天然高分子基体与多巴胺、4

arm

peg

cooh发生化学交联反应,制得纳米纤维水凝胶敷料。
79.最终制得的纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为998nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为3.7kpa,拉伸强度为4.2mpa,断裂伸长率为180%。纳米纤维水凝胶敷料是由明胶、多巴胺和4

arm

peg

cooh产生多重键合作用(共价键、氢键、酰胺键),从而赋予其优异的力学强度,而粘合强度相对较弱,不足以牢固地粘附在伤口部位。
80.对比例2
81.纳米纤维水凝胶敷料的制备方法,具体步骤如下:
82.(1)将明胶溶解于去离子水和乙酸(质量比为5:2)的混合溶液中,明胶的质量分数为30wt%,然后将混合溶液在30℃水浴中搅拌30min,升温至50℃继续搅拌至完全溶解。
83.(2)在上述溶液中添加多巴胺(da),避光环境下搅拌1h至溶液均匀,接着加入胱胺二盐酸盐在室温下搅拌2h至溶液均匀,制得稳定的前驱体纺丝液。多巴胺和胱胺二盐酸盐的质量分数分别为1wt%、2wt%。
84.(3)将步骤(2)中配置好的前驱体纺丝液静置20min后用超声波设备(工作频率为50khz)处理10min从而消除气泡,然后置于注射器中,在避光条件下采用静电纺丝装置进行
纺丝,通过油光纸接收制得纳米纤维膜,纳米纤维膜的纤维平均直径为400nm,厚度为90~200μm。其中静电纺丝的工艺参数为:纺丝电压25kv,接收距离15cm,灌注速度1ml/h,温度25℃,相对湿度45%。
85.(4)利用交联液对步骤(3)制得的纳米纤维膜进行后处理,处理时间为8h。交联液的溶剂为乙醇与水的混合液,其质量比为9:1,交联液的溶质为edc(1

(3

二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳化二亚胺)和nhs(n

羟基丁二酰亚胺)的混合物,质量浓度为1%,其中edc与nhs的质量比为4:1,引发天然高分子基体与多巴胺、胱胺二盐酸盐发生化学交联反应,制得具有粘性的纳米纤维水凝胶敷料。
86.最终制得的可按需剥离的粘性纳米纤维水凝胶敷料的纤维平均直径为970nm,纤维长径比为100~5000,粘附强度为6kpa,拉伸强度为1.2mpa,断裂伸长率为60%。更换或移除敷料时,在紧密贴合在皮肤上的粘性敷料上滴加1ml水,停留时间为2min,就可以使敷料轻松无痛剥离,不会对伤口造成二次损伤。由于在纺丝过程中未加入偶联剂,导致交联不足,从而得到的敷料的拉伸强度和断裂伸长率较低,不能满足敷料的性能要求。
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