一种抗菌仿生可吸收伤口敷料及其制备方法与流程

本发明涉及生物医用材料，具体涉及一种抗菌仿生可吸收伤口敷料及其制备方法。

背景技术：

1、医用伤口敷料能够覆盖受损皮肤并提供有利于伤口愈合的微环境，在伤口护理和治疗中发挥重要作用。目前，大多数医用敷料仍然使用传统的棉纱布，传统的棉纱布需要经常更换，并且容易粘附在伤口上，很容易导致继发性组织创伤和细菌滋生。此外，巨大的敷料浪费会对环境造成危害。因此，迫切需要设计出具有良好抗菌活性的新型可生物降解和生物相容的医用伤口敷料。

2、理想的伤口敷料应具备抗菌、止血、生物相容性、生物降解性和促进组织再生等功能，随着“湿性伤口愈合”理论获得临床上普遍认可，一些现代新型敷料如水凝胶敷料、藻酸盐敷料、银离子敷料等先后应用于临床，这些敷料和创面之间存在相互作用，可以及时吸收分泌物，使氧气进入创面，对创面愈合起到积极的促进作用。近年来，组织工程领域发展，出现包括静电纺丝纳米纤维在内的各类生物支架作为伤口敷料，人体的天然组织细胞外基质具有纳米纤维结构，纳米纤维结构有利于细胞的附着，具备纳米纤维结构的仿生伤口敷料，为细胞提供物理信号并引导细胞功能化。

3、静电纺丝是制备纳米纤维结构的优选成熟技术，具有操作简单，纤维形态、结构和尺寸可控的优点。静电纺丝纳米纤维伤口敷料具有三位支撑结构、孔径小、比表面积大等优点，较传统敷料能够更好的模拟细胞外基质，有利于细胞生长、黏附和增殖，并能有效隔绝外界环境的病原微生物。尽管如此，这种特殊的结构也容易发生病原微生物的黏附，因此，制备具有抗菌功能的静电纺丝支架成为当前研究与技术攻克的重点。除纳米纤维结构仿生外，还应考虑成分上的仿生。

4、现有技术中依旧存在许多需要突破的问题，如抗菌修饰工作中只是将抗菌纳米粒子简单的悬浮在纺丝前驱体中，进行混纺，这种方法虽然简单但伴随着一些缺点，例如纳米粒子聚集、纳米粒子被包埋在纤维中，极少出现在表面，导致抗菌效率低；如表面浸渍的方法，虽然可以很大程度的将纳米粒子附着在纤维表面，但由于静电纺丝过程中纤维堆积存在层次性，抗菌纳米粒子会在纤维膜的表面与内部成梯度分布，造成整体抗菌效果的不均一；如喷涂的方法，一定程度可以实现抗菌粒子在纤维表面的均匀分散，但抗菌粒子与纳米纤维之间的粘附力较差，容易脱落。

技术实现思路

1、如何使抗菌粒子均匀分散负载在纤维表面并具有一定粘附力以实现缓释效果是本发明需要解决的技术问题，为此本发明提供一种抗菌仿生可吸收伤口敷料及其制备方法。本发明采用静电纺丝与静电喷雾相结合使得抗菌纳米粒子能够均匀分散负载并粘附在纳米纤维表面，具有在结构和成分上仿生的特点，有利于细胞的附着，达到抗菌粒子缓释的效果。

2、为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)配制纺丝前驱体溶液，包括如下100wt％的原材料：脱细胞外基质10-15wt％、天然高分子材料3-10wt％、交联剂0.1-3wt％、余量为冰醋酸；

5、配制喷雾分散液，包括如下100wt％的原材料：抗菌纳米粒子0.15-2.5wt％、交联剂0.1-1wt％、余量为醇类溶剂；所述抗菌纳米粒子为天然高分子材料包埋抗菌药物的复合物；

6、(2)将所述纺丝前驱体溶液置于静电纺丝注射器中，将所述喷雾分散液置于静电喷雾注射器中，开启电源后同时进行静电纺丝与静电喷雾，并于接收装置上获得抗菌纳米纤维膜；

7、(3)对所述抗菌纳米纤维膜进行干燥，在所述干燥的过程中发生交联即制得抗菌仿生可吸收伤口敷料，所述抗菌仿生可吸收伤口敷料的每一根纳米纤维的表面均匀负载有所述抗菌纳米粒子。

8、进一步地，所述纺丝前驱体溶液配制过程为：先将所述脱细胞外基质和所述天然高分子材料按比例混合后，溶解在所述冰醋酸中，加入所述交联剂进行混合5-15min。

9、进一步地，所述抗菌纳米粒子的获得过程是：在溶解或溶胀有天然高分子材料的水溶液中加入抗菌药物，分散均匀后得到复合液，将所述复合液与油相溶剂搅拌混合并调节体系ph为4-6.5进行沉淀反应，收集所得沉淀物为抗菌纳米粒子，所述抗菌纳米粒子为天然高分子材料包埋抗菌药物的复合物，其中所述抗菌药物与所述天然高分子材料的质量比为(0.01-0.1):(5-15)。该复合物在静电喷雾过程中能够使得喷雾形成的抗菌纳米粒子均匀负载在静电纺丝形成的纳米纤维表面，在后续的干燥过程中发生界面交联，可使得抗菌纳米粒子牢牢粘附在纳米纤维表面。

10、优选地，所述复合液含有5-15wt％的天然高分子材料、0.01-0.1wt％的抗菌药物、余量为水；所述复合液与所述油相溶剂混合的体积比为1:(1-4)，所述沉淀反应时间为20-35h；所述油相溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、液体石蜡中的一种或几种。

11、进一步地，所述喷雾分散液的配制过程是：将所述抗菌纳米粒子分散在醇类溶剂中，加入所述交联剂进行混合20-40min。

12、进一步地，所述脱细胞外基质是将经过脱细胞处理的细胞外基质经过消化后冷冻干燥而得。

13、进一步地，所述天然高分子材料为壳聚糖、透明质酸、胶原、明胶或丝素中的一种或几种；所述交联剂为甲醛、戊二醛、多聚甲醛、转谷氨酰胺酶中的一种或几种；所述抗菌药物为阿奇霉素、硫酸庆大霉素、阿莫西林、青霉素中的一种或几种；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。

14、进一步地，所述抗菌纳米纤维膜的每一根纳米纤维直径为100-900nm，每一根所述纳米纤维的表面均匀粘附有抗菌纳米粒子，所述抗菌纳米粒子的粒径为30-90nm。

15、进一步地，所述静电纺丝与静电喷雾的参数条件为：静电纺丝注射器的针头施加正电压15-25kv、静电喷雾注射器的针头施加正电压10-20kv，接收装置施加负电压0.5-3kv，静电纺丝注射器的针头与静电喷雾注射器的针头分别距离接收装置10-15cm，纺丝前驱体溶液的注射流速1-4ml/h、喷雾分散液的注射流速0.5-3ml/h，接收装置的转速100-200rpm。

16、由上述制备方法制得的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料。

17、有益技术效果：本发明以天然高分子材料、脱细胞外基质作为静电纺丝的纳米纤维骨架，同时以静电喷雾将抗菌纳米粒子均匀负载在纳米纤维骨架的表面，后期在干燥的过程中抗菌纳米粒子会与纳米纤维产生界面交联，从而实现抗菌纳米粒子牢固粘附在纳米纤维的表面；同时本发明的抗菌纳米粒子的结构是以天然高分子材料包埋抗菌药物的复合物且能够均匀负载在纳米纤维骨架表面，该结构有利于交联时提高其与纳米纤维骨架之间的界面粘合力，实现抗菌纳米粒子在纳米纤维的表面以及在堆积过程中的层层稳定粘附及分散效果；本发明的敷料具备适宜的抗菌药物缓释速率，可促进伤口愈合、减少疤痕生长，在伤口愈合过程中以适宜的速率释放抗菌药物以达到较好的抗菌效果。

技术特征：

1.一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述纺丝前驱体溶液配制过程为：先将所述脱细胞外基质和所述天然高分子材料按比例混合后，溶解在所述冰醋酸中，加入所述交联剂进行混合5-15min。

3.根据权利要求1所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述抗菌纳米粒子的获得过程是：在溶解或溶胀有天然高分子材料的水溶液中加入抗菌药物，分散均匀后得到复合液，将所述复合液与油相溶剂搅拌混合并调节体系ph为4-6.5进行沉淀反应，收集所得沉淀物为抗菌纳米粒子，所述抗菌纳米粒子为天然高分子材料包埋抗菌药物的复合物，其中所述抗菌药物与所述天然高分子材料的质量比为(0.01-0.1):(5-15)。

4.根据权利要求3所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述复合液含有5-15wt％的天然高分子材料、0.01-0.1wt％的抗菌药物、余量为水；所述复合液与所述油相溶剂混合的体积比为1:(1-4)，所述沉淀反应时间为20-35h；所述油相溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、液体石蜡中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述喷雾分散液的配制过程是：将所述抗菌纳米粒子分散在醇类溶剂中，加入所述交联剂进行混合20-40min。

6.根据权利要求1所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述脱细胞外基质是将经过脱细胞处理的细胞外基质经过消化后冷冻干燥而得。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述天然高分子材料为壳聚糖、透明质酸、胶原、明胶或丝素中的一种或几种；所述交联剂为甲醛、戊二醛、多聚甲醛、转谷氨酰胺酶中的一种或几种；所述抗菌药物为阿奇霉素、硫酸庆大霉素、阿莫西林、青霉素中的一种或几种；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述抗菌纳米纤维膜的每一根纳米纤维直径为100-900nm，每一根所述纳米纤维的表面均匀粘附有抗菌纳米粒子，所述抗菌纳米粒子的粒径为30-90nm。

9.根据权利要求8所述的一种抗菌仿生可吸收伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝与静电喷雾的参数条件为：静电纺丝注射器的针头施加正电压在15-25kv、静电喷雾注射器的针头施加正电压10-20kv，接收装置施加负电压0.5-3kv，静电纺丝注射器的针头与静电喷雾注射器的针头分别距离接收装置10-15cm，纺丝前驱体溶液的注射流速1-4ml/h、喷雾分散液的注射流速0.5-3ml/h，接收装置的转速100-200rpm。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的抗菌仿生可吸收伤口敷料。

技术总结
本发明涉及一种抗菌仿生可吸收伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：(1)配制纺丝前驱体溶液：脱细胞外基质10‑15wt％、天然高分子材料3‑10wt％、交联剂0.1‑3wt％、余量为冰醋酸；配制喷雾分散液：抗菌纳米粒子0.15‑2.5wt％、交联剂0.1‑1wt％、余量为醇类溶剂；抗菌纳米粒子为天然高分子材料包埋抗菌药物的复合物；(2)将纺丝前驱体溶液置于静电纺丝注射器中，将喷雾分散液置于静电喷雾注射器中，开启电源后同时进行静电纺丝与静电喷雾，并于接收装置上获得抗菌纳米纤维膜；(3)对抗菌纳米纤维膜经过干燥、交联制得抗菌仿生可吸收伤口敷料，其微观结构是每一根纳米纤维的表面均匀负载有所述抗菌纳米粒子。本发明的敷料有利于细胞附着，达到抗菌粒子缓释的效果。

技术研发人员：李长鑫,王菲,董佳桓,赵明达,谢云涛
受保护的技术使用者：诺一迈尔（苏州）医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15