CN113599564B - 一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法和应用，该伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成；其中，以质量份数计，改性聚酯纤维20‑40份、改性壳聚糖纤维10‑20份和改性藻酸钙纤维10‑40份；以重量百分含量计，改性聚酯纤维含有5‑10wt%的纳米银，改性壳聚糖纤维含有0.1‑1wt%的铜离子，改性藻酸钙纤维含有0.1‑2wt%的锌离子；及上述新型无纺布伤口敷料在皮肤创面覆盖敷料中的应用；本发明伤口敷料不仅可以使得抗菌效果贯穿伤口愈合的整个过程，而且还能兼具促进血管生成、促进再上皮化等功效，从而在伤口愈合过程中起到有效地促进或辅助加速作用。
Description
技术领域
本发明涉及伤口敷料技术领域，具体涉及一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤是人体最大的器官，人们在生产生活中难免会遇到各种各样的伤口，而使用敷料覆盖暴露的创面是临床上常用的一种伤口护理的方法，目前应用较为广泛的敷料即为传统的棉纱布；但随着科技的发展，生活水平的提高，人们对医用敷料提出了更高的要求，传统的棉纱布已经难以满足实际需求，其越来越多的被新型医用敷料所取代，例如使常规的医用敷料上包含银离子，从而获得抗菌功效的新型医用敷料，中国发明CN109453409A，该专利公开了一种抗菌医用敷料，其通过如下方法制备：将医用无菌敷料、盐酸多巴胺混合在三羟甲基氨基甲烷溶液中，加入AgNO3水溶液，在搅拌条件下常温避光制得载银的抗菌医用敷料，该专利的新型医用敷料虽然能够获得较好的抗菌效果，但是其所采用原料较贵，不易规模性生产。同时，理想的创面敷料应该是既可以起到皮肤的部分功能，提供一个有利于创面愈合的潮湿环境，甚至起到保护阻止细菌入侵的作用，又可以加速或者辅助创面上皮化或过渡到重建永久性皮肤屏障，而目前的医用敷料功能单一，难以有效实现抗菌的同时对伤口的血管生成、创面上皮化等方面发生作用，无法对伤口的愈合做出明显且有效地促进作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的能够有效促进或辅助加速伤口愈合的无纺布伤口敷料，该伤口敷料不仅可以使得抗菌效果贯穿伤口愈合的整个过程，而且还能兼具促进血管生成、促进再上皮化等功效，从而在伤口愈合过程中起到有效地促进或辅助加速作用。
本发明同时还提供了一种上述无纺布伤口敷料的制备方法。
本发明同时还提供了一种上述无纺布伤口敷料在皮肤创面覆盖敷料中的应用。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种新型无纺布伤口敷料，所述伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成；其中，以质量份数计，改性聚酯纤维20-40份、改性壳聚糖纤维10-20份和改性藻酸钙纤维10-40份；以重量百分含量计，所述改性聚酯纤维含有5-10wt%的纳米银，所述改性壳聚糖纤维含有0.1-1wt%的铜离子，所述改性藻酸钙纤维含有0.1-2wt%的锌离子。
根据本发明的一些优选方面，所述纳米银的粒径为80-120nm。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述改性聚酯纤维的长度为35-150mm，纤度为0.3-10dtex。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述改性壳聚糖纤维的纤维长度为35-150mm，纤度为0.5-5dtex，其中的壳聚糖脱乙酰度大于95%。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述改性藻酸钙纤维的纤维长度为35-150mm，纤度为0.5-5dtex。
根据本发明的一些优选方面，所述改性聚酯纤维采用纳米银与聚酯混合后熔融纺丝制成，纳米银颗粒与聚酯熔融纺丝，颗粒在纤维基体中，在使用时不易脱落，延长了抗菌的持久性与有效性。
根据本发明的一些优选方面，所述改性壳聚糖纤维采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜或醋酸铜溶于1-6wt%的酸醋溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.1-0.5mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在1-6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为3-10wt%，壳聚糖脱乙酰度大于95%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝溶液的混合比例为1：3-10。
根据本发明的一些优选方面，所述改性藻酸钙纤维通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，制成纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成；其中，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.1-0.5mol/L，锌离子的浓度为0.05-0.2mol/L。在海藻酸纺丝的过程中，由于海藻酸钠能够迅速与钙离子、锌离子发生离子交换反应；当海藻酸钠水溶液在压力的作用下，经过计量泵从喷丝孔被挤到凝固浴中，海藻酸钠液流就被迅速凝固并最终转化为含有锌离子的海藻酸钙纤维。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的新型无纺布伤口敷料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备改性聚酯纤维：采用纳米银与聚酯切片混合后熔融纺丝制成；
制备改性壳聚糖纤维：采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜或醋酸铜溶于1-6wt%的酸醋溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.1-0.5mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在1-6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为3-10wt%，壳聚糖脱乙酰度大于95%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝溶液的混合比例为1：3-10；
制备改性藻酸钙纤维：通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，制成纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成；其中，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.1-0.5mol/L，锌离子的浓度为0.05-0.2mol/L；
（2）按照重量配比，将改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成所述伤口敷料。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的新型无纺布伤口敷料在皮肤创面覆盖敷料中的应用，具有良好的抗菌性能，在7-10天内对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌的杀菌率均在98%以上。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明基于目前的医用敷料功能单一，难以有效实现抗菌的同时对伤口的血管生成、创面上皮化等方面发生作用，无法对伤口的愈合做出明显且有效地促进作用的问题，创新地提供了一种由含有不同微量元素的改性聚酯纤维、改性藻酸钙纤维、改性壳聚糖纤维混合制成的无纺布伤口敷料，其中采用的可降解藻酸钙纤维、壳聚糖纤维，壳聚糖纤维含有铜离子，藻酸钙纤维含有钙离子和锌离子，进而可利用该两种可降解的材料快速释放上述铜离子、钙离子和锌离子，进而可诱导血管内皮生长因子的表达，促进血管生成，维持胶原的稳定性；同时还可在伤口愈合的早期阶段，促进再上皮化，在增殖和成熟过程阶段，维持蛋白质结构完整性和调节基因表达，参与免疫、细胞生长和迁移的调节，在伤口愈合中发挥关键作用；其中，采用了较难以降解的聚酯纤维搭配上述可降解纤维，一方面利用该聚酯纤维承载银离子，另一方面，由于该材料不易降解，这样避免了与生物降解材料混合时，纳米银快速释放的问题，研究证明，本发明的伤口敷料具有7天以上的有效抗菌性能，对于常见的伤口细菌，抗菌率均大于95%以上，同时还促进了伤口的血管生成、创面上皮化，有效地加速感染伤口的愈合。
附图说明
图1为本发明实施例1中制成的新型无纺布伤口敷料的结构示意图；
图2为本发明实施例伤口愈合情况动物实验中伤口面积随时间的变化曲线图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述中，如无特殊说明，所有的原料可以来自商购或者按照本领域常规方法制成。
实施例1
本例提供一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法，所述伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成，其结构示意图如图1所示；其中，以质量份数计，改性聚酯纤维40份、改性壳聚糖纤维10份和改性藻酸钙纤维10份。
其制备方法包括如下步骤：
（1）制备改性聚酯纤维：采用纳米银与聚酯切片均匀混合，熔融纺丝，制成；所述熔融纺丝的工艺参数为：控制含水率在50～100ppm(质量含量)，纺丝温度为275～285℃，制成的改性聚酯纤维的长度为150mm，纤度为：0.3 dtex；纳米银的粒径为80nm，其加量占纳米银与聚酯切片总重量的10wt%；
制备改性壳聚糖纤维：采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成，制成的改性壳聚糖纤维的长度为150mm，纤度为：0.5dtex；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜溶于6wt%的酸醋水溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.5mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为10wt%，壳聚糖脱乙酰度为97%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝溶液的混合体积比例为1：3；测得制成的改性壳聚糖纤维中含有1wt%的铜离子；
制备改性藻酸钙纤维：通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，得到纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成，制成的改性藻酸钙纤维的纤维长度为120 mm，纤度为0.5dtex；其中，纺丝速率为20m/s，拉伸倍数为5倍，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.1mol/L，锌离子的浓度为0.05 mol/L；测得制成的改性藻酸钙纤维中含有0.1wt%的锌离子；
（2）按照重量配比，将改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺非织造加工工序制成所述伤口敷料。
实施例2
本例提供一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法，所述伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成；其中，以质量份数计，改性聚酯纤维30份、改性壳聚糖纤维20份和改性藻酸钙纤维20份。
其制备方法包括如下步骤：
（1）制备改性聚酯纤维：采用纳米银与聚酯切片均匀混合，熔融纺丝，制成；所述熔融纺丝的工艺参数为：控制含水率在50～100ppm(质量含量)，纺丝温度为255～275℃，制成的改性聚酯纤维的长度为65mm，纤度为：3.0dtex；纳米银的粒径为100nm，其添加量占纳米银与聚酯切片总重量的8wt%；
制备改性壳聚糖纤维：采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成，制成的改性壳聚糖纤维的长度为65 mm，纤度为：2 dtex；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜溶于6wt%的酸醋水溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.2mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为8wt%，壳聚糖脱乙酰度为99%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝溶液的混合体积比例为1：5；测得制成的改性壳聚糖纤维中含有0.5wt%的铜离子；
制备改性藻酸钙纤维：通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，得到纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成，制成的改性藻酸钙纤维的纤维长度为60 mm，纤度为3 dtex；其中，纺丝速率为20m/s，拉伸倍数为4倍，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.3mol/L，锌离子的浓度为0.1mol/L；测得制成的改性藻酸钙纤维中含有1wt%的锌离子；
（2）按照重量配比，将改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺非织造加工工序制成所述伤口敷料。
实施例3
本例提供一种新型无纺布伤口敷料及其制备方法，所述伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成；其中，以质量份数计，改性聚酯纤维40份、改性壳聚糖纤维10份和改性藻酸钙纤维30份。
其制备方法包括如下步骤：
（1）制备改性聚酯纤维：采用纳米银与聚酯切片均匀混合，熔融纺丝，制成；所述熔融纺丝的工艺参数为：控制含水率在50～100ppm(质量含量)，纺丝温度为235～245℃，制成的改性聚酯纤维的长度为38mm，纤度为：10 dtex；纳米银的粒径为120nm，其添加量占纳米银与聚酯切片总重量的5wt%；
制备改性壳聚糖纤维：采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成，制成的改性壳聚糖纤维的长度为35 mm，纤度为：5 dtex；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜溶于6wt%的酸醋水溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.1mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为10wt%，壳聚糖脱乙酰度为98%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝溶液的混合体积比例为1：10；测得制成的改性壳聚糖纤维中含有0.1wt%的铜离子；
制备改性藻酸钙纤维：通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，得到纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成，制成的改性藻酸钙纤维的纤维长度为38mm，纤度为5 dtex；其中，纺丝速率为20m/s，拉伸倍数为2倍，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.5mol/L，锌离子的浓度为0.2 mol/L；测得制成的改性藻酸钙纤维中含有2wt%的锌离子；
（2）按照重量配比，将改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺非织造加工工序制成所述伤口敷料。
应用试验：系列实验包括了本专利制备的新型无纺布伤口敷料安全性与有效性评价。其中安全性评价按照GB/T 16886医疗器械的生物学评价的要求进行。有效性评价包括抗菌性能、水蒸气透过性能与动物学评价。
生物相容性测试：
参照GB/T 16886医疗器械的生物学评价，分别对本专利制备的新型无纺布伤口敷料（按实施例1）进行细胞毒性、豚鼠迟发接触性致敏、皮肤刺激等评价。
细胞内毒性试验按照GB/T 16886-5《医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验》进行测试；豚鼠迟发型接触致敏试验按照GB/T 16886-10《医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验》进行测试，采用最大限度试验Magnusson和Kligman法。皮肤刺激试验按照GB/T 16886-10《医疗器械生物学评价第10部分：刺激与迟发型超敏反应试验》进行测试。
结果表明：本发明上述实施例1制备获得的新型无纺布伤口敷料细胞毒性小于2级，无皮肤致敏反应，无皮内刺激反应，具有良好的生物安全性。
抗菌性能测试
将实施例1的新型无纺布伤口敷料样品，采用AATCC-100对抗菌性能进行测试，抗菌率为99%；连续使用7天后，采用AATCC-100对抗菌性能进行测试，抗菌率为95%。
水蒸气透过率实验
按照YY/T 0471.2-2004《接触性创面敷料试验方法第 2 部分：透气膜敷料水蒸气透过率》对实施例1的新型无纺布伤口敷料样品的水蒸气透过率进行测试，水蒸气透过率(MVTR)为1800克每平方米每24小时(g•m-2•24h-1)。
伤口愈合情况动物实验：
以新西兰大白兔背部两侧建立全层皮肤创面，并于创面种植金黄色葡萄球菌，建立兔子感染伤口模型。两侧创面分别以本专利实施例1的新型无纺布伤口敷料（实验组）、临床常见敷料（对照组：抗菌医用敷料；具体材质为：由含纳米银抗菌医用非织造布及网状PE膜制成，适用于：各类大面积溃疡、皮损创面、供皮区创面、植皮区创面的抗感染促愈治疗）、不治疗的空白组进行治疗。在第2天、第7天、第10天、第14天和第17天，对伤口大小进行成像，并根据照片计算伤口面积。
结果表明实验组愈合速率要明显高于对照组与空白组：在第17天时，实验组伤口面积为5.2%，说明已经基本愈合；对照组伤口面积为34.3%；空白组伤口面积为52.5%，具体参见图2所示。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种无纺布伤口敷料，其特征在于，所述伤口敷料由改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成；
其中，以质量份数计，改性聚酯纤维30-40份、改性壳聚糖纤维10-20份和改性藻酸钙纤维10-30份；
所述改性聚酯纤维的长度为35-150mm，纤度为0.3-10dtex；
所述改性壳聚糖纤维的纤维长度为35-150mm，纤度为0.5-5dtex；
所述改性藻酸钙纤维的纤维长度为35-150mm，纤度为0.5-5dtex；
以重量百分含量计，所述改性聚酯纤维含有5-10wt%的纳米银，所述改性聚酯纤维采用纳米银与聚酯混合后熔融纺丝制成；
所述改性壳聚糖纤维含有0.1-1wt%的铜离子，所述改性壳聚糖纤维采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜或醋酸铜溶于1-6wt%的酸醋溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.1-0.5mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在1-6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为3-10wt%，壳聚糖脱乙酰度大于95%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝液的混合体积比例为1：3-10；
所述改性藻酸钙纤维含有0.1-2wt%的锌离子，所述改性藻酸钙纤维通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，制成纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成；其中，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.1-0.5mol/L，锌离子的浓度为0.05-0.2mol/L。
2.根据权利要求1所述的无纺布伤口敷料，其特征在于，所述纳米银的粒径为80-120nm。
3.一种权利要求1-2中任一项所述的无纺布伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备改性聚酯纤维：采用纳米银与聚酯切片混合后熔融纺丝制成；
制备改性壳聚糖纤维：采用含有铜离子的母液与壳聚糖纺丝液混合后纺丝、凝固、拉伸后制成；其中，所述含有铜离子的母液通过将硫酸铜或醋酸铜溶于1-6wt%的酸醋溶液中得到，所述含有铜离子的母液中的铜离子含量为0.1-0.5mol/L；所述壳聚糖纺丝液通过将用于纺丝的壳聚糖溶解在1-6wt%的酸醋水溶液中得到，壳聚糖的含量为3-10wt%，壳聚糖脱乙酰度大于95%；所述含有铜离子的母液与所述壳聚糖纺丝液的混合体积比例为1：3-10；
制备改性藻酸钙纤维：通过将海藻酸钠水溶液过滤、脱泡，制成纺丝液，而后喷丝，进入凝固浴，水洗、拉伸，制成；其中，所述凝固浴为钙离子与锌离子的混合水溶液，钙离子浓度为0.1-0.5mol/L，锌离子的浓度为0.05-0.2mol/L；
（2）按照重量配比，将改性聚酯纤维、改性壳聚糖纤维和改性藻酸钙纤维经水刺或针刺非织造加工工序制成所述伤口敷料。
4.一种权利要求1-2中任一项所述的无纺布伤口敷料在皮肤创面覆盖敷料中的应用。
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