一种生物敷料用复合微纳米纤维膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物敷料制备技术领域，特别涉及一种生物敷料用复合微纳米纤维膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]人体皮肤由于创伤，擦伤，皮肤溃烂和烧伤等原因，可能导致皮肤的大范围伤害，皮肤的损伤容易造成细菌感染，体液流失并引起各种并发症。在创面修复过程中，敷料是必不可少的覆盖物，在皮肤功能重建和恢复之前，可以对创面进行临时性覆盖，暂时起到屏障作用，以减少体液流失，保护人体免受外来细菌及有害物质的侵害，为创面的愈合提供有力的微环境。
[0003]创面敷料大致分为传统敷料、生物敷料、合成敷料等。其中生物敷料具有加速创面修复，减少伤口感染，提高治愈率，缩短病程，减轻患者痛苦等优点，是一种接近于理想要求的敷料。
[0004]胶原是构成结缔组织蛋白质量最大的实质性组织，是细胞外基质的主要成分，在众多的胶原类型中，I型胶原是最主要的功能和结构性蛋白，其特有的三股螺旋结构使胶原具有生物活性和低免疫排斥性，诱导细胞增殖分化。此外，胶原分子具有极强的亲水性，能很好的吸附创面最初的渗血，同时，胶原也可以刺激血小板释放凝血因子，具有一定的止血促凝作用，其降解产物氨基酸还可为创面修复提供营养物质，是十分理想的生物敷料材料，但是胶原存在易感染，机械强度低等问题。
[0005]壳聚糖是甲壳素经浓碱处理脱乙酰基后的产物，具有良好的广谱抗菌性和生物降解性，具有止痛、止血、促进伤口愈合、减小疤痕等优异的性能，机械强度好。壳聚糖的突出优势是其天然的抗菌作用，壳聚糖对多种细菌的生长具有抑制作用，表现出类似抗生素的特征，甚至对一般抗生素难以抑制的白色念珠菌也有抑制作用，非常适于作为伤口敷料的原料。
[0006]胶原和壳聚糖在作为敷料材料上各有优势，通过将两者材料复合，可以实现功能互补。胶原和壳聚糖静电纺丝的制备主要存在两个问题:一是胶原和壳聚糖的静电纺丝相对比较困难，纺丝溶剂通常采用六氟异丙醇、六氟丙烯、三氟乙酸等高极性溶剂，成本高，毒性大。另一个问题则是胶原和壳聚糖静电纺纤维都存在耐水性较差，机械强度低、降解速度快以及易发生收缩变形等缺点，需对其进行交联处理以提高其抗降解能力，改善其机械物理性能。目前使用较广泛的交联剂任然是戊二醛，大量文献报道，戊二醛具有一定的细胞毒性，会有导致组织钙化的风险，并且胶原静电纺纤维在经戊二醛水蒸气交联后纤维会发生一定程度的溶胀，收缩，纤维间粘连情况比较严重。如公开号为CN104047115A的专利介绍了以六氟异丙醇为溶剂，制备胶原静电纺纤维，并且以25%的戊二醛溶液对其进行交联处理的方法。
[0007]京尼平属于环烯醚萜类的化合物，提取于栀子果实中，具有羟基、羧基等多个活性官能基团，而且可以以单分子和多分子形式进行交联，是一种新型的交联剂。有研究表明其具有与其他交联剂类似的交联效果，且交联产物具有良好的细胞相容性。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种生物敷料用复合微纳米纤维膜的制备方法，通过纺丝溶剂的选择和在纺丝液中直接添加交联剂京尼平，制备纤维形貌良好的高分子量的I型胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合静电纺纤维膜，降低了纺丝溶液的毒性和成本，提高了纤维膜的生物相容性，缩短了制备流程和时间，所制备的复合微纳米纤维膜具有良好的止血，抗菌和促进伤口愈合的功能。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种生物敷料用复合微纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤:
步骤1:将I型胶原和聚氧化乙烯粉末溶解于六氟异丙醇和乙酸的混合溶剂中，室温下置于磁力搅拌机上搅拌混匀，得到胶原/聚氧化乙烯共混溶液；
步骤2:将壳聚糖粉末和聚氧化乙烯粉末共同溶解于乙酸水溶液中，室温下置于磁力搅拌机上搅拌混匀，得到壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液；
步骤3:将步骤1得到的胶原/聚氧化乙烯共混溶液与步骤2得到的壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液混合，得到胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液。
[0010]步骤4:在步骤3所得的胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液加入交联剂京尼平，再置于磁力搅拌机上搅拌混匀，得到最终纺丝溶液；
步骤5:将步骤4所得的纺丝溶液通过静电纺丝法制备复合微纳米纤维膜，将复合微纳米纤维膜置于真空干燥箱中干燥至少48h以去除残留溶剂。
[〇〇11]针对胶原和壳聚糖静电纺丝存在的主要问题，本发明以六氟异丙醇和乙酸的混合溶液和乙酸水溶液分别作为高分子量I型胶原和壳聚糖的纺丝溶剂，降低了溶剂的毒性和成本，通过将生物相容性良好交联剂京尼平直接添加到纺丝溶液中，将静电纺丝和化学交联有效结合在一起，避免了传统交联方式所带来的二次生物毒性，通过该方法所制备的胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合微纳米纤维膜的纤维形貌良好，作为生物敷料用材料具有很好的生物相容性，止血，抗菌和促进伤口愈合的功能。
[0012]作为优选，所述的I型胶原为陆生酸性I型胶原，相对分子质量为350_360Kda ;所述的壳聚糖相对分子质量为800-1000KDa，脱乙酰度> 90%。
[0013]作为优选，步骤1中的六氟异丙醇和乙酸的混合溶剂其溶剂配比为:六氟异丙醇与乙酸体积比为5:5,所述的胶原/聚氧化乙烯共混溶液的总质量浓度为2-6g/mL，其中胶原占胶原与聚氧化乙烯总质量的70%-95%。胶原/聚氧化乙烯共混溶液的总质量浓度为2_6g/mL指的是胶原+聚氧化乙烯的总浓度。
[0014]作为优选，步骤2中的乙酸水溶液由乙酸与去离子水按照体积比为9:1混合而成，壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液的总质量浓度为2-6g/mL，壳聚糖占壳聚糖和聚氧化乙烯总质量的90%-95%。
[0015]作为优选，步骤3中的胶原/聚氧化乙烯共混溶液与壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液混合的质量配比选自以下之一:9:1，4:1，1:1，3:2, 2:3, 3:7,1:4,1:9。
[0016]作为优选，步骤4中的交联剂京尼平占纺丝溶液总质量的1%-10%。
[0017]作为优选，步骤5中的静电纺丝方法参数为:纺丝电压10-20 kV，推进速度0.5-3mL/h，接收距离10-25cm，温度20_45°C，相对湿度25-50%的条件下进行。
[0018]作为优选，步骤5得到的复合微纳米纤维膜的纤维直径为200-800nm。
[0019]本发明的有益效果是:
(1)发明分别以六氟异丙醇和乙酸的混合溶液和乙酸水溶液分别作为高分子量I胶原和壳聚糖的纺丝溶剂，在较好保存I型胶原3股螺旋结构的基础上降低了纺丝溶剂的毒性和成本。
[0020](2)本发明将生物相容性良好交联剂京尼平直接添加到纺丝溶液中，将静电纺丝和化学交联有效结合在一起，避免了传统交联方式所带来的二次生物毒性，通过该方法所制备的I型胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合微纳米纤维膜复合微纳米纤维膜的纤维形貌良好，作为生物敷料用材料具有很好的生物相容性，止血，抗菌和促进伤口愈合功能。
【附图说明】
[0021]图1为实施例1制备所京尼平交联I型胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合微纳米纤维膜复合微纳米纤维膜显微结构图。
[0022]图2为实施例2制备所京尼平交联I型胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合微纳米纤维膜复合微纳米纤维膜微结构图。
[0023]图3为实施例3制备所京尼平交联I型胶原/壳聚糖/聚氧化乙烯复合微纳米纤维膜复合微纳米纤维膜微结构图。
[0024]图4为海绵状I型胶原、聚氧化乙烯粉末、实施例1、2所配制的胶原/聚氧化乙烯共混溶液制备的胶原/聚氧化乙烯静电纺膜的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0026]本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0027]本发明的I型胶原为陆生酸性I型胶原(市售)，白色海绵状，相对分子质量为350-360KDa，所述的壳聚糖为白色粉末(市售)，相对分子质量为800_1000KDa，脱乙酰度>90%。
[0028]实施例1
称取0.21g海绵状I型胶原和0.09g聚氧化乙烯粉末(市售)溶解于10mL六氟异丙醇和乙酸体积比为5:5的混合溶液中，常温下置于磁力搅拌机上搅拌完全，配制质量浓度为3g/mL的胶原/聚氧化乙烯共混溶液；称取0.27g壳聚糖粉末和0.03g聚氧化乙烯粉末共同溶解与10mL体积分数为90%的乙酸水溶液中，常温下置于磁力搅拌机上搅拌透明，配制质量浓度为3g/mL的壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液。
[0029]将质量浓度为3g/mL的胶原/聚氧化乙烯共混溶液和质量浓度为3g/mL的壳聚糖/聚氧化乙烯共混溶液按质量比5:5混合均匀，在得到的混合溶液中添加占混合溶液总质量1%的交联剂京尼平，置于磁力搅拌机上搅拌半个小时得到最终纺丝溶液。
[0030]将上述制备好的纺丝溶液置于静电