基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法

摘要

本发明提供基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法，属于医用敷料技术领域，该医用敷料包括表面层、中间层和伤口接触层，表面层为聚酯纤维非织造布，中间层和伤口接触层均为海藻酸钙纤维与聚乙烯醇纤维混合针刺非织造布，其中海藻酸钙纤维是以接枝5‑氨基戊酸的改性海藻酸为原料，利用湿法纺丝制备所得。本发明提供的基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法具有制备成本较低、便于伤口快速愈合、舒适性较佳的优点。

说明书

技术领域

本发明属于医用敷料技术领域，具体涉及基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法。

背景技术

伤口的修复和再生是一个复杂的动态过程，它包括细胞的迁移和增殖、胞间基质的沉积和重组，是一个组织连续性和功能恢复的过程。在这个过程中某些病理性生理和代谢疾病的发生都能改变正常的伤口修复过程，导致伤口愈合的延缓，严重的甚至会导致难以愈合的慢性伤口，危及病人的生命安全。传统的医用敷料如棉纱布不能满足这种伤口治疗需求。现代医学理论发展证明，湿润的条件能缩短伤口愈合周期，减少疼痛和疤痕。

海藻酸钙纤维是以从褐藻中提取的海藻酸钠为基本原料，经过湿法纺丝，再经水洗、牵伸、定型等工序加工而成的一种天然高分子功能性纤维，其具有较好的吸湿成胶性能，与伤口渗出液接触时能吸湿膨胀，形成水凝胶覆盖在伤口表面，促进伤口的愈合。而且它有较好的整体易去除性、高透氧性、生物相溶性和生物降解可吸收等优良特性，作为新型医用敷料原料在国内外得到广泛的应用。但是海藻纤维存在弹性差、强力低、价格贵等缺点，限制了它的应用和发展。聚乙烯醇纤维具有良好的生物亲和性、生物降解性和环境友好性，价格低廉，吸湿性较好，与棉花性能相近，并有屏蔽作用，在医用可吸收材料和防护材料中具有广泛的应用。

现有技术如授权公告号为CN 101381356 B的中国发明专利，公开了一种应用海藻酸钙纤维的复合医用敷料，包括表面层、中间层和伤口接触层，其特征在于所述表面层为聚酯纤维非织造布，中间层和伤口接触层均为海藻酸钙纤维与聚乙烯醇纤维混合针刺非织造布，所述中间层海藻酸钙纤维含量为40-70％、聚乙烯醇纤维含量为30-60％，中间层克重为30-80g/m

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本较低、便于伤口快速愈合、舒适性较佳的基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

提供一种改性海藻酸，上述改性海藻酸的制备方法为：将海藻酸钠用水溶解后，用盐酸调节pH至3-4，边搅拌边加入4-硝基苯甲醛，静置5-8min，加入5-氨基戊酸，置于55-60℃恒温水浴锅中，反应3-5h，反应结束后，向反应体系中加入无水乙醇，在40-50℃下提纯，搅拌20-30min后，对悬浮液进行抽滤，再用无水乙醇反复洗涤，后在干燥箱中烘干，即得产物。4-硝基苯甲醛能够催化5-氨基戊酸的氨基与海藻酸聚合物骨架上的羧酸基团间形成酰胺键连接，提高5-氨基戊酸在海藻酸上的接枝率。

优选地，上述海藻酸钠与5-氨基戊酸的质量比为1:2.5-2.9。

优选地，上述4-硝基苯甲醛与海藻酸钠的质量比为1:3.3-3.7。

提供一种改性海藻酸钙纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、海藻酸的化学改性；

S2、改性海藻酸钙纤维的纺制；

上述S1步骤中海藻酸的改性方法为：将海藻酸钠用水溶解后，用盐酸调节pH至3-4，边搅拌边加入4-硝基苯甲醛，静置5-8min，加入5-氨基戊酸，置于55-60℃恒温水浴锅中，反应3-5h，反应结束后，向反应体系中加入无水乙醇，在40-50℃下提纯，搅拌20-30min后，对悬浮液进行抽滤，再用无水乙醇反复洗涤，后在干燥箱中烘干，即得产物。4-硝基苯甲醛能够催化5-氨基戊酸的氨基与海藻酸聚合物骨架上的羧酸基团间形成酰胺键连接，提高5-氨基戊酸在海藻酸上的接枝率，引入的分子链使得分子链间缠结点的数量增加，能够使得分子链间的相互作用力增强，提高纤维的力学强度，同时引入的亲水性基团羧基使得改性后的海藻酸钙纤维能够保持较好的吸液性，从而用于制备敷料时能够提高敷料的舒适性，同时具有较好的吸湿性，能较好的防止液体扩散和浸透。

优选地，上述海藻酸钠与5-氨基戊酸的质量比为1:2.5-2.9。

优选地，上述4-硝基苯甲醛与海藻酸钠的质量比为1:3.3-3.7。

优选地，上述改性海藻酸钙纤维的纺制方法为：配制2-3.5％改性海藻酸溶液，过滤，真空脱泡8-12h，得到纺丝原液，利用湿法纺丝制备改性海藻酸钙纤维，纺丝液经喷丝孔挤出，进入凝固浴中，经牵伸、洗涤、干燥，卷绕，制得改性海藻酸钙纤维样品；

上述凝固浴为含有CaCl

上述凝固浴中CaCl

提供一种改性海藻酸钙纤维，采用上述一种改性海藻酸钙纤维的制备方法进行制备。

提供一种基于海藻酸钙纤维的复合医用敷料，上述复合医用敷料包括表面层、中间层和伤口接触层；

上述表面层为聚酯纤维非织造布；

上述中间层和伤口接触层均为海藻酸钙纤维与聚乙烯醇纤维混合针刺非织造布。

优选地，上述海藻酸钙纤维采用上述一种改性海藻酸钙纤维的制备方法进行制备。

更为优选地，所述中间层海藻酸钙纤维含量(m/m)为30-40％、聚乙烯醇纤维含量(m/m)为60-70％，面密度为30-60g/m

所述伤口接触层海藻酸钙纤维含量(m/m)为60-70％、聚乙烯醇纤维含量(m/m)为30-40％，面密度为30-60g/m

本发明由于采用了4-硝基苯甲醛催化5-氨基戊酸改性海藻酸，因而具有如下有益效果：能够提高5-氨基戊酸在海藻酸上的接枝率，引入的分子链使得分子链间缠结点的数量增加，能够使得分子链间的相互作用力增强，提高纤维的力学强度，同时引入的亲水性基团羧基使得改性后的海藻酸钙纤维能够保持较好的吸液性，从而用于制备敷料时能够提高敷料的舒适性，同时具有较好的吸湿性，能较好的防止液体扩散和浸透。

本发明由于在利用湿法纺丝制备海藻酸钙纤维时采用了加入一定比例的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(三羟甲基氨基甲烷盐酸盐：CaCl

因此，本发明是一种制备成本较低、便于伤口快速愈合、舒适性较佳的基于海藻纤维的医用敷料及其制备方法。

附图说明

图1为本发明试验例1中的红外光谱图；

图2为本发明试验例1中的接枝率的测定结果；

图3为本发明试验例1中纤维的表面形貌；

图4为本发明试验例1中纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量的测试结果；

图5为本发明试验例1中纤维吸水率的测试结果；

图6为本发明试验例2中敷料液体吸收率的测试结果；

图7为本发明试验例2中敷料液体吸收量及浸透时间的测试结果；

图8为本发明试验例2中敷料的可伸展性及永久变形的测试结果。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

1、一种改性海藻酸钙纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、海藻酸的化学改性：将3g海藻酸钠溶于200mL水中，用0.1mol/L盐酸调节pH至3，边搅拌边加入0.85g 4-硝基苯甲醛，静置6min，边搅拌边加入8g 5-氨基戊酸，置于55℃恒温水浴锅中，搅拌反应4h，反应结束后，向反应体系中加入200mL无水乙醇，在45℃下提纯，搅拌20min后，对悬浮液进行抽滤，再用无水乙醇反复洗涤，后在干燥箱中烘干，即得改性后的海藻酸。

S2、改性海藻酸钙纤维的纺制：配制2.5％改性海藻酸溶液，过滤，真空脱泡10h，得到纺丝原液，利用湿法纺丝制备改性海藻酸钙纤维，纺丝液经喷丝孔挤出，进入凝固浴中，经牵伸、洗涤、干燥，卷绕，制得改性海藻酸钙纤维样品。凝固浴为含有3.2％(m/m)的CaCl

2、一种基于海藻酸钙纤维的复合医用敷料，包括表面层、中间层和伤口接触层，其中：

原料：聚酯非织造布，购自晋江恒利达无纺布有限公司，面密度50g/m

表面层为聚酯非织造布；

上述中间层为30/70(m/m)的海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维复合非织造布；

上述伤口接触层为70/30(m/m)海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维复合非织造布。

其制备路线为：纤维混合开松→梳理→针刺。进行纤维混合开松时，先将不同比例的海藻酸钙纤维和聚乙烯醇纤维进行初步手扯开松和混合，再采用和毛机进行两遍开松，以使海藻酸钙纤维和聚乙烯醇纤维混合均匀；然后采用梳棉机进行梳理，梳理成网以后采用预针刺机将海藻酸钙纤维、聚乙烯醇纤维网进行针刺加工，梳理时梳理机的参数为：喂入速度为0.51r/min，刺辊转速为520.83r/min，锡林转速为500r/min，道夫转速为8.33r/min，出网速度为4.4m/min，针刺机针刺参数为：植针密度2000枚/m，转速为200r/min。制备中间层海藻酸钙纤维/聚乙烯醇纤维非织造布时海藻酸钙纤维与聚乙烯醇纤维比例为30/70(m/m)，面密度为60g/m

实施例2：

海藻酸的改性过程中，未使用4-硝基苯甲醛，其余部分和实施例1完全一致。

实施例3：

海藻酸的改性过程中，未使用5-氨基戊酸，其余部分和实施例1完全一致。

实施例4：

未对海藻酸改性，其余部分和实施例1完全一致。

实施例5：

改性海藻酸钙纤维的纺制时，凝固浴为含有3.2％(m/m)的CaCl

实施例6：

改性海藻酸钙纤维的纺制时，凝固浴为含有3.2％(m/m)的CaCl

实施例7：

改性海藻酸钙纤维的纺制时，凝固浴为含有3.2％(m/m)的CaCl

实施例8：

改性海藻酸钙纤维的纺制时，凝固浴为含有3.2％(m/m)的CaCl

试验例1：

1.1红外光谱的测定：用傅立叶红外光谱仪对实施例1制备的改性海藻酸和实施例4的未改性海藻酸的分子结构进行表征，采用溴化钾压片法测定红外光谱。红外光谱图见图1。

1.2接枝率的测定：称取质量为3g(即m

接枝率(G)＝{[(m

式中，m

由图1可以看出，实施例4的海藻酸中3433cm

由图2可以看出，实施例1、实施例5、实施例7、实施例8中5-氨基戊酸的接枝率明显高于实施例2、实施例3、实施例4、实施例6，这说明，4-硝基苯甲醛能够催化5-氨基戊酸的氨基与海藻酸钠聚合物骨架上的羧酸基团间形成酰胺键连接，提高5-氨基戊酸在海藻酸钠上的接枝率。

1.3表面形态观察：将上述实施例中经湿法纺丝制备的改性海藻酸钙纤维，贴于铜台上的导电胶上，经喷金镀膜处理(10mA 30s)后，采用日本JEOL公司的JSM-5610LV扫描电子显微镜，对其表面形貌进行观察，电压为10kV。纤维的表面形貌见图3。

由图3可以看出，实施例1制得的纤维表面的凹槽不明显，较为光滑，形貌均一，实施例5制得的纤维表面有明显的凹槽，且形貌较均一。这说明，利用湿法纺丝制备海藻酸钙纤维时，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，能够增加改性海藻酸的空间位阻，阻碍钙离子与钠离子进行离子交换，降低一定的凝胶化程度，使得纤维表面的凹槽显著。

1.4力学性能测试：用有莱州市电子仪器有限公司生产的型号为LLY-06E的单纤维强力仪进行断裂强度的测试。测试的条件为温度20℃、湿度为65％、拉伸速度为20mm/min、夹持距离为10mm、预加张力为0.05cN。纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量的测试结果见图4。

1.5吸液性能测试：根据标准《接触性创面敷料试验方法：第1部分:液体吸收性》(YY/T 0471.1-2004)中3.2，配制试验A溶液(模拟人体伤口渗出液的组成，用8.3g NaCl和0.277g无水CaCl

称取W

吸水率(g/g)＝(W

纤维吸水率的测试结果见图5。

由图4、图5可以看出，实施例1制备的纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量明显大于实施例2、实施例3、实施例4，实施例5制备的纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量明显大于实施例6；实施例1制备的纤维的吸水率与实施例2、实施例3、实施例4相比无明显差别，实施例5制备的纤维的吸水率与实施例6相比无明显差别，这说明，5-氨基戊酸以酰胺键接枝在海藻酸钠上，引入的分子链使得分子链间缠结点的数量增加，能够使得分子链间的相互作用力增强，提高纤维的力学强度，同时引入的亲水性基团羧基能够使得改性后的海藻酸钙纤维保持较好的吸液性。

另由图4、图5可以看出，实施例8制备的纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量明显小于实施例1，实施例5、实施例7制备的纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量与实施例1无明显差别，实施例6制备的纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量与实施例4无明显差别；实施例5、实施例8制备的纤维吸水率明显大于实施例1，实施例7制备的纤维吸水率与实施例1相比无明显差别，实施例6制备的纤维吸水率明显大于实施例4，这说明，利用湿法纺丝制备海藻酸钙纤维时，当加入的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的量在三羟甲基氨基甲烷盐酸盐：CaCl

试验例2：

2.1敷料液体吸湿性的测试：取5cm×5cm的试样，称其质量后放于培养皿中，加入温度为37℃的预热A溶液，加入的量是样品重量的40倍，然后将样品移入干燥箱内，在37℃下保持30min；然后夹持样品一角或一端，悬垂30s后，称量其重量，其他试样重复以上步骤，按照下列公式计算测试结果：

B＝[(M

B为液体吸收率，％；M

2.2液体扩散及浸透性的测试：取5cm×5cm的试样，根据标准YY/T 0471.1-2004，《接触性创面敷料试验方法：第1部分：液体吸收性》中，配制实验用的A溶液后，在其中加入少量墨水并充分搅拌溶解，以使实验易于观察少量红色钢笔水并充分搅拌溶解。在试验过程中缓慢滴入A溶液到样品上，以液体穿透试样所需的液体量以及液体渗透过试样时的最短时间作为试样防止液体扩散浸透的性能指标。敷料液体吸收量及浸透时间的测试结果见图7。

2.3舒适性的测试：采用敷料的可伸展性和永久变形来评价敷料的舒适性。测试采用的标准为YY/T 0471.4《接触性创面敷料实验方法第四部分：舒适性》，测试温度为21℃，相对湿度为65％。具体测试方法为：裁取3个长150mm、宽25mm的试样，试样的两端用超音波花边缝合机黏结住，在距样品两端25mm处做两个平行标记，然后将样品标记以外夹于instron3369的两拉伸夹头中，以300mm/min的拉伸速度使样品伸长20mm，记录最大载荷(ML)，将样品在此位置保持60s后取下样品松弛300s，并测量两标间的距离(L

E＝ML/2.5；

PS＝[(L

敷料的可伸展性及永久变形的测试结果见图8。

由图6、图7、图8可以看出，实施例1制备的敷料的可伸展性明显大于实施例2、实施例3、实施例4，永久变形明显低于实施例2、实施例3、实施例4，实施例1制备的敷料的液体吸收率、液体吸收量、浸透时间与实施例2、实施例3、实施例4相比无明显不同，实施例5制备的敷料的可伸展性明显大于实施例6，永久变形明显低于实施例6，实施例5制备的敷料的液体吸收率、液体吸收量、浸透时间与实施例6相比无明显不同，这说明，以5-氨基戊酸改性的海藻酸钠制得的海藻酸钙纤维用于制备敷料时能够提高敷料的舒适性，同时具有较好的吸湿性，能较好的防止液体扩散和浸透。

由图6、图7、图8可以看出，实施例5、实施例8制备的敷料的液体吸收率、液体吸收量、浸透时间明显大于实施例1，实施例7制备的敷料的液体吸收率、液体吸收量、浸透时间、可伸展性和永久变形与实施例1无明显差别，实施例5可伸展性和永久变形与实施例1无明显差别，实施例8制备的敷料的可伸展性显著低于实施例1、永久变形显著高于实施例1；实施例6制备的敷料的液体吸收率、液体吸收量、浸透时间明显大于实施例4，且可伸展性和永久变形与实施例4无明显差别。这说明，利用湿法纺丝制备海藻酸钙纤维时，当加入的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的量在三羟甲基氨基甲烷盐酸盐：CaCl

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。