明胶制成的可生物再吸收的非织造织物的制作方法

专利名称：明胶制成的可生物再吸收的非织造织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括一种纤维原料的纤维的一种非织造织物，该纤维原料包括明胶， 对这些纤维已经提供了一种抗微生物有效的物质和/或一种抗生素。本发明还涉及用于生 产该非织造织物的一种旋转纺纱法。
现有技术此类非织造织物从现有技术中是已知的。具体地讲，W02004/002384A1描述了包 括银并且用作伤口敷料的一种非织造织物。那里提出了将聚氨酯类或聚丙烯酸酯类作为纤 维材料。非织造织物经常被用于医学应用中。通过喷水结合或热结合或化学结合对于作为 非织造织物的原料网片赋予了足够的拉伸强度以使得它们能够被用作敷料材料。然而，机械或化学的结合方法可能不利地影响这些纤维的抗微生物或抗生素的处 理，即抑制这些活性物质的作用或甚至部分地将它们与这些纤维分开。因此，为了使这些被 固结的非织造织物进入一种适合使用的状态，经常需要复杂且昂贵的后处理步骤。此外，不利的事实是包括允许充分结合的聚合物的纤维原料经常是不被伤口耐受 的、特别是不可生物再吸收的。发明概述因此本发明的目的是以一种经济的方式生产具有足够强度的一种可生物再吸收 的非织造织物。通过专利权利要求1的特征本发明实现了上述目的。据此，开篇时提到的一种非织造织物的特征在于这些纤维是通过一种旋转纺纱法 生产的。根据本发明，已经认识到明胶是一种可生物降解的材料，出人意料地它可以容易 地铺放而形成一种网片。此外，已经认识到该网片的纤维在某些情况下具有彼此之间的没 有相界的连续转换，彼此形成了一个网状结构并因此形成了一种强有力的结合。所产生的 非织造织物出人意料地显示出(没有进一步结合措施)用作敷料材料或伤口敷料的足够高 的拉伸强度。该抗微生物有效的物质和/或该抗生素在它们的作用上没有受结合措施的不 利影响。已经进一步认识到通过一种旋转纺纱法可以将这些纤维的直径确立在一个很窄的 分布内。通过旋转纺纱法可以生产的纤维所具有的平均直径为从0. 3 μ m至500 μ m、平均从 3 μ m至200 μ m并且甚至平均从5 μ m至100 μ m，这些纤维通过明胶形成了彼此间的一种部 分的网状结构。这些纤维直径的窄的分布允许该非织造织物的一种均勻且稳定的结构，而 无需昂贵的附加结合措施。因此，实现了开篇时提到的目的。某些纤维可以彼此扭绞或交织或者可以具有一种扭绞的结构。出人意料地，这些 扭绞或交织是在旋转纺纱过程中确立的并且另外促进了该非织造织物的强度以及拉伸性 能。
某些纤维可以彼此交织并且形成一个或多个纤维束。通过单个纤维的交织，它们 被组合成纤维束并且可以彼此相对可逆地移动。其结果是，有可能拉伸该非织造织物而无 损坏。在拉伸过程中，事实上单个纤维被拉动并且相对于其他纤维被移动。这些扭绞及交 织甚至促进了这些纤维回到其拉伸之前的位置。因此该非织造织物显示出高尺寸稳定性。这些纤维可以专一地用明胶或明胶的衍生物来生产，在这些纤维之内和/或之上 存在一种抗微生物的物质和/或一种抗生素。这样一种非织造织物可以由人体的化学作用 降解并且因此是几乎完全可生物再吸收的。这种非织造织物可以被引入人体内。该抗微生物有效的物质和/或该抗生素可以均勻地分布在这些纤维之内。其结果 是，可以确立具有持久效果的该物质和/或抗生素的逐步释放。该抗微生物有效的物质和/或抗生素能够在纳米级的水平上存在于这些纤维之 内。纳米级结构应理解为是指至少在空间中的一个方向上具有纳米范围内的尺度的任何形 态学的区域。其结果是，抗微生物有效的物质或抗生素获得了很高的可移动性。如果使该 物质与细菌、病毒、真菌或孢子相接触，在纳米级水平上存在的抗微生物物质显示出特别高 的反应性。此外，该非织造织物非常容易地向与其接触的介质释放该活性物质。在这种程 度上，该非织造织物突出之处是对于抗微生物有效的物质或抗生素的一种高释放能力。该抗微生物有效的物质和/或该抗生素可以分布在这些纤维上。这允许用该物质 或该抗生素喷洒非织造织物以确保快速释放到人体。该抗微生物有效的物质可以包含银。银特别适合作为一种抗微生物的活性物质， 因为它事实上对人是无毒的。此外，银具有相对低的引起过敏的可能性。银以低的浓度在 长时间段上对于多种传染性细菌起到一种杀菌物质的作用。此外，大多数已知的细菌未显 示出对银的抵抗性。该物质可以包括至少一种副族元素。副族元素的突出之处是抗微生物的效果。在 此背景下，可以想象多种副族元素一起存在以便选择性地对抗不同的细菌种类。在系列实 验中已经发现，就抗微生物的功效而言所使用的物质存在一个等级。这可以表述如下。银是 最有效的物质，之后是汞、铜、镉、铬、铅、钴、金、锌、铁并且最后是锰。在此背景下，也可以想 象使用显示出抗微生物效果的主族元素。该抗微生物有效的物质可以包括一种金-银混合 物或唯一地由一种金_银混合物构成。这种类型的混合物显示出特别高的抗微生物功效。 已经出人意料地发现金的存在进一步提高了抗微生物效果。这些纤维的至少一部分能够是处于纳米纤维的形式。这种形式的非织造织物可以 被制成特别轻且薄的。该非织造物可以具有在干燥状态下、从140g/m2至180g/m2的比单位面积重量为 0. 15N/mm2或更大的拉伸强度，以及在水合状态下150%、优选200%或更大的断裂伸长率。 这样一种非织造织物特别适合于作为敷料材料，因为它可以被毫无问题地卷起。该非织造织物可以具有一种开孔结构，该结构具有0. 51/min ★ cm2的通透性，该 参数是根据DIN 9237测定的。这样一种非织造织物特别适合于作为敷料材料，因为它使得 皮肤可以释放水分并且可以呼吸。开篇时提到的目的还通过专利权利要求12的特征得以实现。为了避免对于 本发明高度的重复，可以参见关于像非织造织物本身的陈述。能够以一种无接触的定向的方式引导出现的纤维。在它们遇到一个敷设装置之前，这些纤维的无接触且确定的引导允许这些纤维的改性。因此，引导的持续时间以及引导 方向独自地即可影响纤维长度、纤维直径以及纤维结构。定向的无接触引导与没有引导的 生产方法相比产生了更均勻的纤维谱系。非常确切地讲，所有纤维特性的分布曲线的宽度 都可以单独通过引导来确立。其结果是，可以相当大地减小具有不希望的纤维立体形态的 纤维的数量。在一个特别有利的设计的配置中，这些纤维可以通过一个抽吸装置来引导。可以 想象这些纤维是通过一个气流来运输的。如果该气流是层状的，这些纤维可以在状的各个 层之间被拉伸并且成型。空气可以作为该气体。空气是一种经济的气体，其突出之处在于生产过程可以在 大气压下进行。还可以想象使用其他气体，特别是惰性气体，诸如氮，来代替空气。这确保 可以处理包括多个反应基团或在离开容器之后趋于继发反应的纤维原料。它将有可能生产具有从0. 3 ii m至500 ii m直径的纤维。在这种程度上，不必须使 用静电场就可能生产纳米纤维。该容器的这些出口区可以配置成多个通道。在此可以想象这些通道是圆形的、椭 圆形的或矩形的。完全取决于这些通道的形状，可以影响纤维立体形态。这些通道可以具有高达500 u m的直径或宽度。这个尺度已经证明对于纳米纤维 及微纤维的生产是特别有利的。这些通道能够彼此以一厘米的距离定位。还可想象这些通 道可以被安排成彼此上下叠放的多个行。这使之有可能以一种特别简单的方式提高纤维原 料的通过量。通过减小或增大该直径，还有可能生产从0. 3 y m至500 y m范围内的纳米纤 维或微纤维。该容器能够在高达每分钟25000转下旋转。这个高转速使之有可能生产具有不超 过lOOnm直径的纳米纤维。通常，纳米纤维是通过使用电场以一种电纺纱法来生产。然而， 通过该容器的一种适当的设计以及非常高的转速，有可能无电场而生产纳米纤维。具有相 对大的直径的纤维还可以通过选择转速以及纤维原料的粘度来生产。该容器能够被加热至300°C。这种配置有利地允许使用几乎所有的热塑性成纤材 料作为纤维原料。在此可以想象使用聚酯类、聚酰胺类、聚氨酯类、聚丙交酯类、以及聚羟基 丁酯/聚羟基戊酯的共聚物以及天然的糖类(例如蔗糖)，或所述物质的混合物。另外，该 纤维原料可以包括聚烯烃类或反应性聚合物。在此可以想象使用聚丙烯、用丙烯酸接枝的 聚丙烯和/或改性的聚丙烯。使用可生物降解的物质(诸如明胶)作为纤维原料允许生产 那些可以毫无问题地进行处置的纤维。此外，用这些纤维可以生产医学产品，诸如伤口敷料 或细胞生长介质。所有提到的物质作为纤维原料都可以单独地使用或作为与其他纤维的混 合物使用。用于接收纤维原料的敷设装置可以与该旋转容器相关联。该敷设装置可以是处于 一个平台的形式，在该平台上面可以敷设用于形成一种纤维纱罗或网片的纤维。还可以想 象该敷设装置是一个旋转装置，在其上面接收了用于涂覆一个圆柱体或用于生产一种伤口 网片。在敷设设备和容器之间可能存在一个电势差。这种特殊的配置允许生产带静电电 荷的纤维。此外，可以想象将该电势差用于支持纳米纤维的生产。在此，向心力(向心的)以及电场的作用是相加的，即这些纤维原料首先被向心力旋转成从旋转容器上切向离开的细 长丝，并且此外任选地甚至进一步被该电场分开。在该程度上，可以想象实现了一个生产过 程，借助于该生产过程可以生产处于亚纳米范围内的纤维。该纤维原料可能已经以流化的形式被引入容器中。这使之有可能通过事实上在该 容器外部加热该纤维原料来进行一个连续的过程。然而，还可以想象仅仅在已经引入该容 器之后将纤维原料流化。在此描述的这种类型的非织造织物可以用于医学领域，因为就它们的织物结构以 及材料组成而言它们是非常易于改性的。例如，如果事实上该纤维织物结构可以容易地与 人体组织共生，可以想象调整织物结构以便它们可以作为伤口敷料。可以想象其他医学应 用，诸如用作一种细胞生长介质。在此描述的非织造织物特别适合用于生产棉签或拭子，因为它足够稳定并且具有 一种消毒作用。对该非织造织物进一步的处理是可能的。可以为该非织造织物提供重组生长因 子、自体生长因子(特别是血小板制品)、黏附因子(特别是RDG肽类)、和/或自体细胞制 品(特别是骨髓抽吸物)。现在存在不同的可能性来以一种有利的方式配置并进一步发展本发明的传授内 容。为此目的，应该首先参见以下权利要求其次参见根据本发明参见附图对非织造织物的 优选工作实例的解释。与参照附图对优选的工作实例的解释相结合，还解释了本传授内容的总体性优选 的配置以及进一步的发展。附图简要说明在图中

图1示出了一种包括明胶的非织造织物的SEM照片，银以纳米颗粒的形式作为抗 微生物物质分布在其纤维之内，图2以一个放大的视图示出了来自图1的非织造织物的SEM照片，图3以一个放大的视图示出了来自图1的非织造织物的纤维的SEM照片，该织物 具有4 ym的直径，并且图4示出了包括彼此交织的纤维的一个纤维束的SEM照片。执行本发明工作实例1 根据图1和2的包括银作为一种抗微生物物质的一种非织造织物是通过以下旋转 纺丝法生产的首先，制备一种浓度为20%的明胶溶液。使用来自Gelita AG的类型A PIGSKIN 的明胶。将明胶搅拌进水中。向明胶溶液中加入固体含量为lOOOppm的一种浓度5%的银 的水溶液，该溶液包括处于纳米级颗粒形式的银。使用了来自RENT A SCIENTIST的类型 AGPURE的银溶液。这产生了最终浓度为50mg银/ (kg明胶溶液)。然后该明胶溶液保持静置大约一小时以进行膨胀。此后，将该明胶溶液溶解在一 个60°C的超声波浴中并且然后在80°C _85°C的温度下保持大约2小时。在该明胶溶液中， 银颗粒可以形成团块，通过搅拌该明胶溶液使这些团块溶解。根据DE 102005048939A1借
7助一个蠕动泵将恒温在80°C _85°C下的明胶溶液作为纤维原料送入一个旋转纺纱装置的 容器中。该容器具有大约120°C的温度并且以4500rpm的转速旋转。在该容器中存在多个 切口，它们被配置为具有0. 3mm直径的孔。由向心力强制纤维原料通过这些切口并且被纺 成纤维，这些纤维被一个抽吸装置拉伸。该抽吸装置位于该容器下方。在明胶已经形成一种网状结构之后，得到一种含明胶的抗微生物有效的可生物再 吸收的非织造织物，即一种明胶非织造织物。借助一台扫描电子显微镜(SEM)对该非织造织物进行表征。图1至3示出了在此描述的非织造织物不同放大倍数的SEM照片。根据基于ICP (按照EN ISO 11885)的表征， 该非织造织物中的银浓度为44mg/kg。在图2中，特别是在该图的左下的四分之一内，很明显一些纤维彼此交织或扭绞。 发生这些交织是通过一种旋转纺纱法生产的非织造织物的特征。工作实例2 一种包括抗生素的非织造织物是通过以下旋转纺纱法生产的为生产非织造织物，首先制备了浓度为20%的明胶溶液。使用实例1的类型A PIGSKIN的明胶。将明胶搅拌进水中。将明胶溶液保持静置一小时以进行膨胀。此后，将该 明胶溶液溶解在60°C的超声波浴中然后在80°C _85°C的温度下保持大约两小时。根据DE 102005048939A1借助一个蠕动泵将恒温在80°C _85°C下的明胶溶液送入 该容器中。在明胶溶液进入这些切口之前不久，将一安瓿的庆大霉素溶液(来自HEXAL AG WGENTAMICIN 40)与明胶溶液相混合。该容器具有大约i20°c的温度并且以4500rPm的 转速旋转。纤维原料被向心力从存在于该容器上的切口中压出并且被纺成纤维。这些纤维 被存在于该容器下方的一个抽吸装置拉伸。在明胶形成一种网状结构之后，得到具有一种 包覆了抗生素的非织造织物，该非织造织物具有抗微生物的作用并且同时是可生物再吸收 的。工作实例3:一种具有随后的抗生素处理的非织造织物是通过以下旋转纺纱法生产的为生产非织造织物，首先制备浓度为20%的明胶溶液。使用了根据实例1的类型 A PIGSKIN的明胶。将明胶搅拌进水中。将明胶溶液保持静置一小时以进行膨胀。此后，将 明胶溶液溶解在60°C的超声波浴中然后在80°C _85°C的温度下保持大约2小时。根据DE 102005048939A1借助一个蠕动泵将在80°C _85°C下恒温的明胶溶液送入 容器中。该容器具有120°C的温度并且以4500rpm的转速旋转。该纤维原料被向心力从存 在于该容器上的切口中压出并且被纺成纤维。这些纤维被存在于该容器下方的一个抽吸装 置拉伸。在明胶形成一种网状结构之后，用种庆大霉素溶液喷洒该非织造织物然后将其干
O图4示出了类似于工作实例1而生产的一种非织造织物。在这种非织造织物的情 况下，一些纤维彼此交织并且形成了一个纤维束。作为单个纤维交织的结果，它们组合形成 一个纤维束并且能够可逆地彼此相对移动。这使之有可能不破坏非织造织物而将其拉伸。 在拉伸过程中，事实上单个纤维被拉伸并且相对于其他纤维被移动。这些扭绞及交织甚至 促进了这些纤维回到它们在拉伸之前位置。因此该非织造织物显示出高尺寸稳定性。
关于根据本发明的传授内容的其他有利的配置以及进一步的发展，首先参见本说明书的概括部分其次参考所附专利权利要求。最后，应该非常特别地强调以上纯粹随机选 择的工作实例仅仅用于讨论根据本发明的传授内容但并不将所述传授内容局限于这些工 作实例。
权利要求
一种非织造织物，包括一种纤维原料的纤维，该纤维原料包含明胶，对这些纤维已经提供了一种抗微生物有效的物质和/或一种抗生素，其特征在于这些纤维是通过一种旋转纺丝法生产的。
2.如权利要求1所述的非织造织物，其特征在于，一些纤维是彼此扭绞的或彼此交织 或具有一种扭绞的结构。
3.如权利要求1或2所述的非织造织物，其特征在于，一些纤维是彼此交织的并且形成 一个或多个纤维束。
4.如权利要求1至3中任一项所述的非织造织物，其特征在于，这些纤维是专一地用明 胶或明胶的衍生物生产的，在这些纤维之内和/或上存在一种抗微生物的物质和/或一种 抗生素。
5.如权利要求1至4中任一项所述的非织造织物，其特征在于，该抗微生物有效的物质 和/或该抗生素是均勻地分布在这些纤维之内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的非织造织物，其特征在于，该抗微生物有效的物质 和/或该抗生素是以纳米级的水平存在于这些纤维之内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的非织造织物，其特征在于，该抗微生物有效的物质 和/或该抗生素是分布在这些纤维上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的非织造织物，其特征在于，该抗微生物有效的物质 包含银。
9.如权利要求1至8中任一项所述的非织造织物，其特征在于，这些纤维的至少一部分 是处于纳米纤维的形式。
10.如权利要求1至9中任一项所述的非织造织物，其特征为在干燥状态下，处于从 140g/m2至180g/m2的比单位面积重量的0. 15N/mm2或更大的一个拉伸强度，以及在水合状 态下，150%、优选200%或更大的一个断裂伸长率。
11.如权利要求1至10中任一项所述的非织造织物，其特征在于具有0.51/min cm2 的通透性的一种开孔结构。
12.一种用于生产如上述权利要求中任一项所述的非织造织物的旋转纺纱法，其中纤 维原料被引入一个容器中，使该容器旋转并且通过向心力将该流化的纤维原料以纤维的形 式从该容器中排放出来。
13.如权利要求12所述的旋转纺纱法，其特征在于，对这些出现的纤维以一种定向的 并且无接触的方式进行引导。
14.如权利要求12或13所述的旋转纺纱法，其特征在于，对这些出现的纤维通过一个 抽吸装置进行引导。
15.如权利要求12至14中任一项所述的旋转纺纱法，其特征在于，产生了具有从 0. 3 ii m至500 ii m的直径的纤维。
16.如权利要求12至15中任一项所述的旋转纺纱法，其特征在于，该容器的多个出口 区域是处于多个通道的形式，这些通道具有高达500 u m的直径。
17.如权利要求12至16中任一项所述的旋转纺纱法，其特征在于，该容器是以高达每 分钟25000转可旋转的。
18.如权利要求12至17中任一项所述的旋转纺纱法，其特征在于，该容器可以被加热至 300 °C。
19.如权利要求12至18中任一项所述的旋转纺纱法，其特征在于，这些纤维被敷设在 一个敷设装置上，在该敷设装置与该容器之间存在一个电势差。
20.如权利要求1至11中任一项所述的一种非织造织物用于生产一种用于伤口愈合的 药物的用途。
21.如权利要求1至11中任一项所述的一种非织造织物用于生产一种棉签的用途。
全文摘要
一种非织造织物，该非织造织物包括一种含明胶的纤维原料的纤维，对于本发明的目的，对这些纤维提供了一种抗微生物有效的制剂和/或一种抗生素，以便以一种成本有效的方式来生产一种具有足够强度的可生物再吸收的非织造织物，其特征在于这些纤维是通过一种旋转纺纱法生产的。本发明进一步涉及一种用于生产该非织造织物的旋转纺纱法。
文档编号D04H1/70GK101861173SQ200880116630
公开日2010年10月13日 申请日期2008年9月17日 优先权日2007年9月18日
发明者B·阿尔特姆勒, C·沃特, D·雷贝尔 申请人:卡尔·弗罗伊登伯格公司