一种可凝胶化纤维素复合海绵及其制备方法与流程

本发明涉及一种可凝胶化纤维素复合海绵及其制作方法，属于生物医用材料领域。

背景技术：

1、功能性内窥镜鼻窦手术（fess）是针对严重鼻窦疾病的微创手术。手术后一般会在鼻腔内填塞海绵材料，达到控制出血，防止粘连，帮助伤口愈合的作用。常用医用海绵材料有明胶、聚乙烯醇、聚氨酯、壳聚糖与纤维素等。根据其原料来源可分为动物源性材料、植物源性材料与人工合成高分子材料，其中明胶与壳聚糖为动物源性材料，纤维素为植物源性材料，聚乙烯醇与聚氨酯为人工合成高分子材料。根据其降解性可分为可降解和不可降解两类。聚乙烯醇海绵一般不可降解，压缩强度较大，膨胀弹性较好，价格便宜，临床广泛使用，但是这种海绵需要在止血完成后取出，取出过程中容易造成二次伤害，引起患者较大痛苦。可降解耳鼻止血绵 (纳吸绵)为聚氨酯制成，弹性合适，在鼻腔中降解失去支撑力，碎片可随鼻腔分泌物流出，但其制备难度较大，降解产物复杂，具有组织吸收风险，且价格昂贵。可降解医用明胶海绵，较为柔软，无膨胀弹性，创面压迫止血效果不理想，且在体内降解周期较长。壳聚糖衍生物海绵具有良好的吸液性能，但一般力学性能较差，缺乏有力的弹性支撑，不能有效解决临床问题，且壳聚糖材料存在一定的生物学风险。

2、纤维素具有较好的生物相容性和力学性能，在临床上应用广泛。虽然纤维素材料是亲水性材料，但因其具有高的分子间和分子内氢键和范德华力，使其溶解变得非常困难，不易进一步加工成水凝胶和海绵材料。通过化学反应生成各种衍生物，如羧甲基纤维和羟乙基纤维素等，是提高纤维素材料加工性能的重要途经。

3、以纤维素衍生物为主要材料制备鼻腔填塞海绵，一般需要在制作过程中使用醛类等化学交联剂，而醛类是高致癌性物质。本发明使用纤维素衍生物作为主要材料，不使用醛类化学交联剂，仅仅使用水作为溶剂，通过特定温度的溶胀处理，真空冷冻干燥后再进行真空热交联，工艺简单可控，制成的可凝胶化纤维素复合海绵产品在降解性能，吸液性能和压缩强度等方面均满足鼻腔填塞止血的要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种可凝胶化纤维素复合海绵及其制作方法。制成的可凝胶化纤维素复合海绵产品在生理环境中2天失去支撑力，便于清理冲出体外；产品膨胀系数高,吸液倍率在10~40倍可调；产品可以剪切与弯折使用；产品50%压缩强度2.0~12.0kpa；同时本产品避免了交联剂（主要是醛类物质）对人体的直接与潜在伤害。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种可凝胶化纤维素复合海绵及其制备方法，其特征在于，所述纤维素海绵的制备过程包含纤维素体系的溶解、真空冷冻干燥和热交联；所述的纤维素体系包含甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠和醋酸丁酸纤维素等；所述的纤维素体系的溶解采用热水，并根据纤维素改性基团的特性分步骤混合，且需要在特定温度消泡。

4、所述的纤维素海绵的性能包含吸液倍率、压缩强度和降解性能。

5、所述的纤维素海绵的吸液倍率在吸液倍率为10 ~40倍。

6、所述的纤维素海绵的抗压强度（50%形变）为2~12kpa。

7、所述的纤维素海绵在生理盐水中可凝胶化，24~48h失去支撑力变成流体，96~120h完全降解。

8、所述的可凝胶化纤维素复合海绵制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)称取2种纤维素原料，加入到热水中，通过机械搅拌至纤维素充分溶胀，制得1-5%固含量的纤维素溶液； (2)取步骤(1)制备的纤维素溶液在20~95℃保温消泡，可使用真空脱泡机加快处理； (3)取步骤(2)制备的溶液倒入模具中，在-40℃下,冷冻6~24h,真空冷冻干燥24~72h，制得不同孔隙率的海绵。 （4）取步骤（3）制得的多孔海绵在真空烘箱中进行热交联处理，降温后将海绵包装并老化2~120h，即得可凝胶化纤维素复合海绵。

9、本发明有益的技术效果在于：

10、(1)本申请制备的纤维素类海绵产品具有可调吸液性能, 吸液倍率10~40倍；

11、(2)本申请制备的纤维素类海绵产品压缩强度适中，患者舒适感较强，压缩强度2.0~12.0 kpa；

12、(3) 本申请制备的纤维素类海绵产品生理盐水中可凝胶化，24~48h失去支撑力变成流体，48~120h后完全降解；

13、(4)本申请制备的纤维素类海绵产品采用植物源材料，不使用化学交联剂，无潜在致癌风险。

技术特征：

1.一种纤维素复合可控降解海绵的制备方法及性能研究，其特征在于，所述纤维素海绵的制备过程包含纤维素体系的溶解、真空冷冻干燥和热交联。

2.根据权利要求1所述的纤维素体系包含甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠和醋酸丁酸纤维素等其中2种。

3.根据权利要求1所述的纤维素体系的溶解采用热水，并根据纤维素改性基团的特性分步骤混合，随后需要在特定温度继续保温消泡处理。

4.根据权利要求1所述的纤维素海绵的性能包含吸液倍率、压缩强度和降解性能。

5.根据权利要求4所述的纤维素海绵的吸液倍率为10 ~40倍。

6.根据权利要求4所述的纤维素海绵的抗压强度（50%形变）为2~12kpa。

7.根据权利要求4所述的纤维素海绵在生理盐水中可凝胶化，24~48h失去支撑力变成流体，96~120h完全降解。

8.根据权利要求1所述的复合纤维素海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤： (1)称取2种纤维素原料，加入到热水中，通过机械搅拌至纤维素充分溶胀，制得1~5%固含量的纤维素溶液； (2)取步骤(1)制备的纤维素溶液在20~95 ℃保温消泡，可使用真空脱泡机加快处理； (3)取步骤(2)制备的溶液倒入模具中，在-40℃下,冷冻6~24h,真空冷冻干燥24~72h，制得不同孔隙率的海绵。 （4）取步骤（3）制得的多孔海绵在真空烘箱中进行热交联处理，降温后将海绵包装并老化2~120h，即得可凝胶化纤维素复合海绵。

技术总结
本发明公开了一种可凝胶化纤维素复合海绵及其制备方法，所述纤维素包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠和醋酸丁酸纤维素等；所述可凝胶化纤维素复合海绵的制备方法为真空冷冻干燥和热交联法。采用本发明所制得的纤维素海绵不使用化学交联剂，生物相容性好，压缩后可回弹，非常适合用作鼻腔和窦道填塞止血，在生理环境中，24~48h失去支撑力变成流体，96~120h完全降解，可自然流出，减少了取出填塞物时的二次伤害。

技术研发人员：甘少磊,马军,隋巍峰
受保护的技术使用者：江西博恩锐尔生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14