壳聚糖-明胶海绵状伤口敷料的制备及其性能特征(英文)

摘要

背景:壳聚糖具有良好的成膜性和黏度,壳聚糖含有自由氨基,可与明胶配位而交联,其分子间可以通过氢键形成天然的半互穿聚合物网络结构。目的:通过冷冻壳聚糖-明胶共混液诱导相分离的方法,制成多孔性、亲水性、透气性良好的海绵状伤口敷料。设计:观察对比分析。单位:广东海洋大学理学院实验室。材料:原料:壳聚糖(由湛江产海水养殖虾虾壳自制)脱乙酰度97.55%,=1.85×106;明胶,CP级,上海化学试剂分装厂;冰乙酸;NaOH;甲醛;甘油,均为CP级。设备:XL30-EDAX扫描电子显微镜(荷兰Philips生产);3365型万能材料试验机。方法:①通过冷冻壳聚糖-明胶共混液诱导相分离的方法,将壳聚糖质量分数为0.2,0.4,0.5,0.6,0.8溶液混合明胶溶液,经交联后制成多孔性、亲水性、透气性良好的海绵状伤口敷料。再加入少量甘油,混合均匀,静置脱泡,将样品按常规方法镀金,在扫描电镜上观察敷料表面结构与截面结构。观察不同壳聚糖与明胶比例对海绵体敷料各项性能参数(包括敷料保湿性、吸湿性、抗张强度及透气率)的影响。②以质量浓度18,20,22,25,24,26,28g/L壳聚糖-明胶制备敷料,观察不同含量条件对壳聚糖-明胶海绵体性能的影响。③以体积分数为0.002,0.004,0.006,0.008,0.010,0.012,0.014的甲醛为交联剂,观察不同交联剂用量对敷料撕裂强度影响。主要观察指标:①敷料表面结构与截面结构的观察结果。②不同壳聚糖与明胶比例对海绵体敷料各项性能参数的影响。③不同含量条件对壳聚糖-明胶海绵体性能的影响。④不同交联剂用量对敷料撕裂强度影响。结果:①用此方法制备的壳聚糖-明胶海绵状敷料,从表面可以清楚地看到材料为多孔结构;从截面看,孔是蜂窝结构或多孔片层堆积而成的三维立体片层结构。②当壳聚糖含量较大时,其截面接近蜂窝状,随着壳聚糖含量减少,明胶含量增大,截面趋向于平行的片层结构;相对应样品的含水率、保液量均有上升的趋势,但抗撕裂强度先增大后变小。综合各项性能参数,制备液中壳聚糖比例应选择质量分数0.5为宜。③壳聚糖-明胶总浓度越小,水含量越大,表面越易形成较大的自身晶片,制成的材料的孔隙率加大,吸水性和保液性增大,但材料表面形成较大的裂痕,抗撕裂强度较小。制备液浓度增大,混合液黏度加大,黏度过大,不利于混合均匀,制成的材料表面不够平整,而且材料孔隙率较小,吸水性和保液性相对减小,材料较硬。总质量浓度应以22～25g/L为宜。④交联剂用量过低时,生成的交联点太少,强度过低;交联剂用量过多,生成的交联点太多,网状空间减少,使含水率和保水值降低,而且过量的交联剂会使海绵状材料脆性增大,表现为撕裂强度减小。可甲醛体积分数为0.01时,撕裂强度有最大值,所以,其用量以体积分数0.01左右为宜。结论:影响海绵体敷料结构形态及性能的因素主要有共混液中壳聚糖与明胶比例、共混液总浓度、粉末量和交联剂用量等。其用量最佳配比为:壳聚糖质量分数0.5/明胶质量分数0.5/总质量浓度22～25g/L/壳聚糖-明胶混合粉末量1∶交联剂用量体积分数为0.01。