一种复合纳米纤维膜及其制备方法技术

技术编号:13590144 阅读:94 留言:0更新日期:2016-08-25 18:34
本发明专利技术公开了一种复合纳米纤维膜,由壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料复合组成,所述壳聚糖与明胶的重量比为(0.5‑2):1,壳聚糖和明胶两种材料的总重量与所述形状记忆聚氨酯重量的比为(0.2‑2):1。该复合纳米纤维膜的制备方法包括以下步骤:将壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料溶解于溶剂中得均相溶液;将所述均相溶液通过静电纺丝方法制得所述复合纳米纤维膜,并将复合纳米纤维膜进行适宜的后处理。本发明专利技术提供的复合纳米纤维膜具备较好的细胞相容性、广谱抗菌活性、较好的止血性能、较好的透气性、较好的机械强度、较好的形状记忆功能、较好的水蒸气透过率、较好的热稳定性和较好的吸液率,可作为生物医用敷料使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形状记忆高分子材料,尤其涉及一种可以作为医用伤口敷料使用的复合纳米纤维膜材料。
技术介绍
静电纺丝技术是一个传统且高效的纳米纤维制备手段之一,对近年来纳米科技的发展有重要的推动作用。目前纳米纤维膜一般是采用具备一定功能与活性的高分子材料通过优化的电纺工艺而获得的无纺布膜。这样的无纺布膜通常具备较好的透气性、较好的水蒸气透过率、较好的吸液率等功能,同时其可具有类似细胞外基质的结构和功能,可促进损伤组织快速修复。因此多功能纳米纤维膜在医用伤口敷料、组织支架、体内药物载体等领域有着广泛的应用前景。随着对创面愈合过程的病理、生理的深入研究,人们对创面愈合、原位组织修复以及采用敷料的后期移除与降解等过程的理解愈加深刻且要求越来越高,促使医用伤口敷料的不断改进与发展。因此仅从单一或局限的抵御机械因素(如碰撞、发炎等)、抵御异物污染和化学刺激、防止二度感染等功能方面已经要求延伸发展多功能的医用伤口敷料。虽然目前许多新型的创面护理用敷料相对于传统敷料已经发生革命性的变化,且不同功能性的医用敷料(如:合成纤维类敷料类、多聚膜类敷料类、发泡多聚体类、敷料水胶体类、敷料藻酸盐敷料等)已被临床护理人员选用,但是几乎所有的敷料都还存在各种不同缺陷,包括:功能缺少(如通透性太高、黏附性太强、吸液能力差、不易降解或降解物有毒或致炎症等)、工业化生产难度大(如技术不稳定、生产效率低等)和成本太高(材料昂贵、设备投入大等)。即便目前藻酸盐类敷料是被国际认可的医用敷料,其依然存在成本较高以及需借助辅助敷料加以固定在伤口等问题。目前采用纳米纤维膜作为医用伤口敷料的市场产品微乎其微,但其独特的结构与功能已经得到人们深入研究以及趋于市场化的重视。不少研究者选择单一或复合的天然蛋白质类(如胶原蛋白、明胶、蚕丝蛋白、角蛋白等)、多糖类(壳聚糖、纤维素、透明质酸等)以及合成高分子(如聚己内酯,聚氨酯等)通过静电纺丝技术来获功能性的纳米纤维膜,并对其多功能的表现进行逐一研究(J.Han, et al. Biomacromolecules, 2010, 12, 399-408; C.Huang, et al. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces,2011, 82, 307-315; E. Vatankhah, et al. Journal ofbiomaterials applications, 2014, 28, 909-921)。Rho等选用戊二醛对胶原蛋白纤维进行化学交联,提高了其拉伸强度,并在交联后的纳米纤维表面再次涂敷一层I型胶原蛋白,研究发现其可有助于伤口的早期恢复(K. S. Rho, et al. Biomaterials, 2006,27, 1452-1461);Schneider等将表皮生长因子引入到蚕丝蛋白纤维膜中,研究发现其可以显著加速伤口愈合(A.Schneider, et al. Actabiomaterialia, 2009, 5,2570-2578);而为了获得较显著的抗菌性能的纳米纤维膜,Hong在PVA纳米纤维中引入银粒子,最终获得具广谱抗菌的纳米纤维膜,以便可作为伤口敷料使用(K. H. Hong, et al. Polymer Engineering& Science, 2006, 47, 43-49;);另外由于通常单一蛋白或多糖分子的纳米纤维膜,由于其机械强度不够或阻水侵蚀能力较弱,伤口愈合过程中容易变形,不少研究者将蛋白或多糖类分子与合成高分子共混进行电纺或加入化学交联剂来获得高强度的纳米纤维膜(E. J. Chong, et al.ActaBiomaterialia, 2007, 3, 321-330; P. Rujitanaroj, et al. Polymer, 2008, 49, 4723-4732;M. Dubský, et al. Journal ofMaterials Science: Materials in Medicine, 2012, 23, 931-941)。现有的用于伤口敷料的纳米纤维膜也存在一些不足之处:其功能较为局限或单一,功能之间不能互补或同时存在,如抗菌性较强的纳米纤维膜伤口敷料却存在细胞毒性;另外为了提高纤维膜强度,引入化学交联剂,却带来了不安全和成本提高问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有多种功能、可以作为医用伤口敷料使用的复合纳米纤维膜。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种复合纳米纤维膜,由壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料复合组成。所述壳聚糖与明胶的重量比为(0.5-2):1,壳聚糖和明胶两种材料的总重量与所述形状记忆聚氨酯重量的比为(0.2-2):1。所述的壳聚糖的分子量为100000~1000000,脱乙酰度为65%~90%,粘度为100~1000 mpa.s。所述的明胶的分子量为1000~50000,Bloom值为100~300。所述的功能聚氨酯的分子量为50000~300000,以结晶-熔融温度为转变温度的温敏型形状记忆聚氨酯。本专利技术还提供一种制备上述复合纳米纤维膜的制备方法:一种复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:将壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料溶解于溶剂中得均相溶液;将所述均相溶液通过静电纺丝方法制得所述复合纳米纤维膜。优选的,上述制备方法还包括以下后处理步骤:将得到的纳米纤维膜浸泡于浓度为1*10-6~1*10-3mol/L的硝酸银溶液或硫酸银溶液中0.5-5h,环境自然干燥得后处理后的复合纳米纤维膜。所述溶剂为酸性溶剂,所述壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯的质量和与溶剂质量的比为(5-25):100。所述酸性溶剂为乙酸、甲酸、三氟乙酸、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。所述静电纺丝方法的参数是:电压为10-30kv、喷头与收集板距离为8-20cm、收集板转数为1-50rpm、温度为16-28℃、湿度为20%-60%。与现有技术相比较,本专利技术提供的复合纳米纤维膜具备较好的细胞相容性、广谱抗菌活性相容性、较好的止血性能、较好的透气性、较好的机械强度、较好的形状记忆功能、较好的水蒸气透过率、较好的热稳定性和较好的吸液率等多功能;本专利技术的复合纳米纤维膜的制备方法操作步骤十分简单,同时操作工艺也十分容易掌握。因而,本专利技术的复合纳米纤维膜及其制备方法在医用伤口敷料领域具备可观的潜在应用和商业价值。附图说明图1为本专利技术后处理前的复合纳米纤维膜的加速电压为20kv、倍数为5000倍、尺度是5微米的电镜照片;图2为本专利技术后处理前的复合纳米纤维膜的加速电压为20kv、倍数为20000倍、尺度是1微米的电镜照片;图3为本专利技术后处理前的复合纳米纤维膜的尺寸分布图;图4为本专利技术后处理后的复合纳米纤维膜的加速电压为20kv、倍数为5000倍、尺度是5微米的电镜照片;图5为本专利技术后处理后的复合纳米纤维膜的加速电压为20kv、倍数为20000倍、尺度是1微米的电镜照片;图6为本专利技术后处理后的复合纳米纤维膜的尺寸分布图;图7为本专利技术后处理后的复合纳米纤维膜的细胞毒性测试图;图8为本专利技术的复合纳米纤维膜的形状记忆效应测试图;图9为本专利技术的复合纳米纤维膜的形状固定率本文档来自技高网
...
一种复合纳米纤维膜及其制备方法

【技术保护点】
一种复合纳米纤维膜,其特征在于,由壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料复合组成。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米纤维膜,其特征在于,由壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料复合组成。2. 根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜,其特征在于:所述壳聚糖与明胶的重量比为(0.5-2):1,壳聚糖和明胶两种材料的总重量与所述形状记忆聚氨酯重量的比为(0.2-2):1。3. 根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜,其特征在于:所述的壳聚糖的分子量为100000~1000000,脱乙酰度为65%~90%,粘度为100~1000 mpa.s。4. 根据权利要求3所述的复合纳米纤维膜,其特征在于:所述的明胶的分子量为1000~50000,Bloom值为100~300。5. 根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜,其特征在于:所述的功能聚氨酯的分子量为50000~300000,以结晶-熔融温度为转变温度的温敏型形状记忆聚氨酯。6. 一种如权利要求1所述的复合纳米纤维膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将壳聚糖、明胶和形状记忆聚氨酯三种材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡金莲谭淋
申请(专利权)人:香港理工大学深圳研究院
类型:发明
国别省市:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1