纤维素纤维的制作方法_4

文档序号:9932364阅读:来源:国知局
[0104] 7.然后,将所述纤维放入洁净玻璃容器中并加入100ml硝酸银水溶液(30%w/w;使 用新鲜去离子水制备的)。
[0105] 8.然后,将200ml的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(平均分子量为^OOOgmol-1)在新鲜去 离子水中的15%溶液加入到所述纤维/硝酸银中。将理解,所述硝酸银和聚合物溶液可以同 时加入到所述纤维中。然后,将容纳溶胀的纤维素纤维、硝酸银和聚(N-乙烯基吡咯烷酮)的 容器密封并转移回到所述油(或水)浴中以实现硝酸银的还原,随后原位形成聚(N-乙烯基 吡咯烷酮)使银纳米粒子稳定。所述油或水浴的温度设置在90°C。
[0106] 9.允许反应进行大约90分钟。
[0107] 10.在反应完成后,将含银(sivered)纤维从反应液中取出并人工地挤压以从所述 纤维内除去残余液体。
[0108] 11.然后,使所述纤维经过一系列洗涤循环以对所述纤维清除过量反应物和反应 副产物。第一次洗涤利用弱柠檬酸溶液(0.2摩尔浓度)。然后,所述纤维利用300ml温去离子 水洗涤,接着利用冷去离子水洗涤。然后,所述纤维在丙酮中洗涤,作为对所述纤维'去溶胀 (de-swell) ' 的手段。
[0109] 12.在将所述纤维洁净并且'去溶胀'后,利用在大约50-100°C的升高温度通过蒸 发除去所述溶剂。
[0110] 1. lb制备浸渍有银纳米粒子的纤维素纤维的改进方法
[0111]重复1.1a的方法,其中有以下改进:
[0112]在步骤2中,自211g去离子水、36g氢氧化钠和53g碳酸钠(氢氧化钠的摩尔数与碳 酸钠的摩尔数的比率为1.8:1)制备水溶液;和
[0113] 在步骤8中,聚(N-乙烯基吡咯烷酮)的分子量为40至80kg/mol。
[0114] 1.2纤维素纤维(方法1. la)的物理性质
[0115] 发现根据方法1.1a制备的纤维具有深褐色/黑色颜色,且柔软悬垂(drape)和手 感。
[0116] 将所述纤维浸入去离子水的样品中,并且记录所述水的UV谱图(图1)。平均粒度为 大约20nm的球形纳米粒子吸收在大约402nm的UV光。因此,该谱图确认直径为大约20nm的银 纳米粒子存在于所述纤维之中/之上。
[0117] 所述纤维还利用SEM-EDX进行分析。照片显示银纳米粒子在整个纤维素纤维中均 勾分布。
[0118] 发现根据上述方法制备的多批次的纤维具有的银含量为19.24%、21. 14%、 20.84%和22.54% (通过ICP-0ES测量,包括所有的银来源,即银纳米粒子和氧化银)。
[0119] 所述纤维的pH通过将0.5g纤维放入50ml去离子水中进行测量,并测量所述纤维的 初始物理和机械性质。结果示于表la,其还显示对于TENCEL(RTM)和CES纤维的比较数据。还 在环境温度下6个月后,测量所述纤维的抗张性质。结果示于表lb。
[0120] 表la
[0121]
[0122] 发现所述含银纤维素纤维的抗张性质与其他基于纤维素的纤维的那些性质相当。 发现所述含银纤维素纤维的线密度、断裂载荷和断裂强度超过过CES的那些。发现所述含银 纤维的pH类似于CES的pH,但比TENCEL(RTM)的pH低。
[0123] 表 lb
[0124]
[0125] 发现在6个月后,所述含银纤维素纤维的断裂强度和断裂应变值与初始测量的值 相当。因此,所述纤维的抗张性质没有随时间降低。
[0126] 1.3金属从纤维素纤维(方法1. la)的释放
[0127] 将0.5g的浸渍有银纳米粒子的纤维素纤维(如上所述制备)放入50ml去离子水中 并在37°C温育。随后每一天,取出2ml的液体用于通过UV-Vis分析。取出的液体用新鲜去离 子水替代。每一天测得的液体的银含量示于表2a中。
[0128] 表2a
[0129]
[0130] 所述纤维能够在一定时期内提供银的持续释放。这种性质对于创伤敷料是特别有 利的。
[0131] 1.4纤维素纤维(方法1. la)的抗微生物性质
[0132] 将0.5g的浸渍有银纳米粒子的纤维素纤维(如上所述制备)放入25g牛奶中并在30 °C温育7天。结果示于表3。
[0133] 表3
[0134]
[0135] 略语表
[0136] PS 牛奶的相分离
[0137] 〇 存在恶臭
[0138] GAS 在试验容器中形成压力
[0139] NC 无变化
[0140] 因此,发现浸渍有银纳米粒子的纤维具有有效的抗微生物性质,其在一定时期内 持续。
[0141] 1.5氢氧化物/碳酸盐制备的纤维素纤维(方法1. lb)的物理性质
[0142] 发现根据方法1. lb制备的纤维具有深褐色与柔软悬垂和手感。所述纤维甚至比使 用方法1. la制备的那些纤维更加柔软和更易于分离。
[0143] 将纤维浸入去离子水的样品中,并记录所述水的UV谱图(图2)。平均粒度为大约 30nm的球形纳米粒子吸收在大约405nm的UV光。因此该谱图确认直径为大约30nm的银纳米 粒子存在于所述纤维之中/之上。还对在去离子水中的纳米粒子的TEM照片进行分析以测量 粒度并且结果概括在图3中,其是显示银纳米粒子的分布的直方图(距离(μπι)相对于计数)。 该直方图显示,大部分的粒子具有大约5至40nm的粒度并且因此与所述UV谱图一致。
[0144] 所述纤维还利用SEM-EDX进行分析(图4)。图4a显示横跨纤维的外部表面的银纳米 粒子分布。背散射SEM照片4b和4c显示通过所述纤维样品的代表性样本的典型制备的横断 面。背散射成像突出了任何银纳米粒子(高原子序数)的存在,其可以在照片中作为更高对 比度(亮)粒子和/或粒子的集中区域被看到。亮粒子可以在所述纤维内看到,也可以在所述 纤维的外部表面上看到。一些所述纤维是暗色的,表明不存在银纳米粒子。这被认为是实验 室规模条件的结果并且当放大规模时应被克服以确保所有的纤维接触溶液。该照片显示均 匀地分布在所述纤维的外部和内部表面(孔隙中)上的银纳米粒子。
[0145] 发现根据以上方法制备的多批次的纤维具有的银含量为10.78、10.33、10.68和 11.07% (通过ICP-0ES测量)。尽管银含量低于使用方法1. la制备的纤维的银含量,但是可 视检查表明,与氧化银相比,比方法1. la中制备的纤维更高比例的银纳米粒子。
[0146] 纤维的pH通过将0.5g纤维放入50ml去离子水中测量并且测量所述纤维的初始物 理和机械性质。结果示于表1d。
[0147] 表1d
[0148]
[0149] 1.6金属从氢氧化物/碳酸盐纤维素纤维(方法1. lb)的释放
[0150]将0.5g的浸渍有银纳米粒子的纤维素纤维(如上所述制备)放入50ml去离子水中 并在37°C温育。随后的每一天,取出2ml的液体用于通过UV-Vis的分析。取出的液体用新鲜 去离子水替代。每一天测量的液体的银含量示于表2b。
[0151] 表2b
[0152]
[0153] 所述纤维能够在一定时期内提供银的持续释放。这种性质对于创伤敷料特别有 利。
[0154] 实施例2:包含浸渍有金属纳米粒子的纤维素纤维的材料的制备
[0155] 2.1使用浸渍有金属纳米粒子的纤维素纤维制备无纺织物的方法
[0156] 1.将浸渍有金属纳米粒子的纤维素纤维切成在50mm至100mm之间的短长度。
[0157] 2.将亲水、吸收性和/或凝胶纤维切成与所述含银的纤维素纤维相同的长度。
[0158] 3.然后,使用本领域已知的用于掺混纤维的任何技术,将两种类型的纤维以所需 比率掺混。优选地,使用梳理技术制备该掺混纤维,从而所述纤维被打开、定向并且密切掺 混。梳理进行尽可能多次以得到尽可能的最均一的银分布,同时保持纤维完整性和织物强 度。这最终有助于金属从最后敷料释放并且确保在横跨整个创伤接触区域上来自创伤均匀 吸收流体。
[0159] 4.在掺混纤维已被梳理后,将它们交叉折叠以形成无纺纤维的网状物,其在这个 阶段可以用来形成创伤敷料。尽管更优选的是,随后对该网状物进行针刺穿孔,这使纤维交 缠在一起,向该网状物提供刚度、完整性和强度。
[0160] 5.然后,将该网状物切成适当尺寸的小片以用作创伤敷料,例如lOcmxlOcm。
[0161 ]实施例3:包含浸渍有金属纳米粒子的纤维素纤维的吸收性材料
[0162] 3.1敷料组成
[0163] 浸渍有银纳米粒子的纤维素纤维如实施例1中所述制备。然后,使用实施例2中所 述的方法,将所述纤维与其他纤维掺混并形成创伤敷料,从而提供敷料A、B和C。敷料A和B的 组成示于表2。敷料C的组成示于表2b。
[0164] 表2a
[0165]
[0166] 两种敷料的最终银含量为大约2%w/w。
[0167] 表2b 「01681
[0170] 敷料C的银含量为大约0.5 % w/w。
[0171] 所配制的敷料在颜色上为浅灰色/银色,具有高度均匀的着色水平。发现相比于目 前在市场上可获得的一些更加高度着色产品,它们更加美观。
[0172] 3.2敷料A:物理-机械测试
[0173] 敷料A的典型物理-机械性质使用标准技术测量并与对比敷料D(其是标准的基于 CES的敷料)(包含CES和TENCEL(RTM))的物理-机械性质进行比较。
[0174] 如表3中所示,相比于对比敷料D,在湿和干二者时,敷料A在纵向(MD)和横向(XD) 上都具有提高的抗拉强度。
[0175] 表3
[0176]
[0177] 3.3敷料A:银释放分布
[0178] 考察银纳米粒子从敷料A的释放。将0.5g的创伤敷料放入25ml的去离子水或0.9% 氯化钠溶液中并储存在37°C。定期地,取出液体的小样品并利用由金属纳米粒子表现出的 "表面等离子体共振"的现象,使用紫外分光光度法(UV-vis)进行考察。取出的液体部分用 新鲜去离子水或氯化钠溶液替代。经4天监测银含量。
[0179] 使用平均粒度为20nm的商购可获得的银纳米粒子对分光光度计进行校准。这些纳 米粒子在400-405nm表现出表面等离子体共振。图1中的谱图显示在本研究中使用的特征 SPR 峰。
[0180] 敷料A显示以下银纳米粒子释放特性:第1天-4.8ppm;第2天-5.
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