一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜及其制备方法和慢性伤口敷料与流程

1.本发明属于生物医学材料领域，具体涉及一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜及其制备方法和慢性伤口敷料。


背景技术：

2.对于皮肤创伤，通常在其表面覆盖医用敷料来进行止血，消炎并促进创面愈合。目前临床上最常用的医用敷料是传统的干性纱布辅料，虽然原料来源广泛、成本低廉、能有效吸收渗出液保持伤口干燥，但同时会破坏人体分泌的一些促进伤口愈合的生长因子，而且其止血时间过长，渗出液管理能力有限，不能有效阻挡外界病原菌的入侵。而且容易粘连伤口，去除敷料时会对新生上皮组织造成二次伤害，导致出血，因此在临床中应用范围有限。
3.水凝胶因其优异的物理和化学性质被认为是治疗慢性伤口的理想敷料。水凝胶具有较高含水率，可以为干燥结痂口提供额外的水分，介导伤口的水合作用，有利于清创。与此同时，水凝胶还可以吸收伤口处过多的渗出液并保持伤口湿润环境，因此具有优异的渗出液管理能力。水凝胶的高含水率还可以缓解疼痛的作用。此外，水凝胶的网状结构不影响气体交换和组织呼吸作用。壳聚糖水凝胶因其具有较好的抑菌性，止血性，促愈合，防粘连等优异性能而成为创伤敷料的研究热点。
4.目前，壳聚糖水凝胶的制备方法主要有物理方法和化学方法。化学方法需引入化学交联剂戊二醛，但此类交联剂具有细胞毒性，而不被推荐用来制备壳聚糖水凝胶。物理方法制备壳聚糖水凝胶具有操作简便，不引入细胞毒性的交联剂等优点而被广泛应用。目前，壳聚糖水凝胶膜的制备主要是利用碱性条件下将壳聚糖凝胶沉淀成膜，但是该方法制备得到的膜极易出现表面不平滑，易卷曲，不利于实际应用。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜及其制备方法和慢性伤口敷料。本发明提供的制备方法得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜抗卷曲性能良好。
6.为了实现以上目的，本发明提供了一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的制备方法，包括以下步骤：
7.将壳聚糖溶液在碱性环境中进行沉析，得到壳聚糖絮凝沉淀；
8.将所述壳聚糖絮凝沉淀分散于水中，调节所得分散体系的ph值至5.5～6.5，得到壳聚糖水凝胶；
9.将所述壳聚糖水凝胶和增塑剂混合，所得混合体系成膜，得到所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
10.优选地，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.5～5wt％。
11.优选地，所述碱性环境的ph值为7.5～13.5，所述碱性环境由无机碱提供。
12.优选地，所述ph值调节用的ph调节剂包括醋酸、乳酸和盐酸中的一种或几种。
13.优选地，所述增塑剂包括甘油、甘露醇和山梨醇的一种或几种。
14.优选地，所述壳聚糖水凝胶和增塑剂的质量比为1：0.002～0.1。
15.优选地，所述成膜的方式为真空铺膜，所述真空铺膜的条件的温度为37～60℃，时间为12～72h。
16.本发明还提供了上述所述制备方法制备得到的的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的厚度为0.02～0.1mm。
17.本发明提供了一种慢性伤口敷料，包括医用纱布和粘合于所述医用纱布表面的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜；所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜为上述所述的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
18.优选地，所述粘合用的粘合剂包括纤维蛋白粘合剂、天然粘蛋白和α-氰基丙烯酸酯中的一种或多种。
19.本发明提供了一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶液在碱性环境中进行沉析，得到壳聚糖絮凝沉淀；将所述壳聚糖絮凝沉淀分散于水中，调节所得分散体系的ph值至5.5～6.5，得到壳聚糖水凝胶；将所述壳聚糖水凝胶和增塑剂混合，所得混合体系成膜，得到所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。本发明将壳聚糖溶液在碱性环境下进行沉析，得到壳聚糖絮凝沉淀；然后，本发明通过调控壳聚糖絮凝沉淀的ph至5.5～6.5，使壳聚糖分子链排列规整，从而实现壳聚糖水凝胶的三维网络结构受力均匀，实现壳聚糖水凝胶膜抗卷曲性，同时，增塑剂可以降低壳聚糖水凝胶分子间的作用力，使得制备得到的壳聚糖水凝胶膜更具柔软性，进而提高了壳聚糖水凝胶膜抗卷曲性。同时，本发明在制备壳聚糖水凝胶时，将壳聚糖絮凝沉淀的分散体系的ph调节至5.5～6.5，在此ph值下，本发明制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜具有良好的抑菌性。另外，抗卷曲壳聚糖水凝胶膜还具有止血性，促愈性和，防粘连性，更加促进了慢性伤口的愈合。
20.本发明还提供了一种慢性伤口敷料，包括医用纱布和粘合于医用纱布表面的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜；所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜为上述技术方案所述的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。本发明通过将上述制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜粘合到医用纱布上制备得到具有双层结构的伤口敷料，本发明提供的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜在应用过程中不易发生卷曲，能够和医用纱布良好地结合。同时，抗卷曲壳聚糖水凝胶膜具有良好的抑菌性，而医用纱布具有良好的吸液性能，可以达到渗液管理的目的，两者配合使用，可以加快慢性伤口的愈合。另外，抗卷曲壳聚糖水凝胶膜还具有止血性，促愈性和，防粘连性，更加促进了慢性伤口的愈合。因此，本发明制备得到的慢性伤口敷料为慢性伤口的治疗及护理提供新的选择。
附图说明
21.图1为实施例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的实物图；
22.图2为实施例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜在水中浸泡24h后的实物图；
23.图3为对比例1制备得到的壳聚糖水凝胶膜的实物图；
24.图4为对比例2制备得到的壳聚糖水凝胶膜的实物图；
25.图5为对比例3制备得到的壳聚糖水凝胶膜的实物图。
具体实施方式
26.本发明提供了一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的制备方法，包括以下步骤：
27.将壳聚糖溶液在碱性环境中进行沉析，得到壳聚糖絮凝沉淀；
28.将所述壳聚糖絮凝沉淀分散于水中，调节所得分散体系的ph值至5.5～6.5，得到壳聚糖水凝胶；
29.将所述壳聚糖水凝胶和增塑剂混合，所得混合体系成膜，得到所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
30.在本发明中，如无特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品。
31.本发明将所述壳聚糖溶液在碱性环境下进行沉析，得到壳聚糖絮凝沉淀。
32.本发明中，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.5～5wt％，进一步优选为1～5wt％。
33.本发明中，所述壳聚糖溶液的获取优选将壳聚糖溶解，得到壳聚糖溶液。
34.本发明中，所述壳聚糖的脱乙酰度为50～80％，进一步优选为60～80％；所述壳聚糖的重均分子量优选为100000～400000，进一步优选为200000～400000。
35.本发明中，所述壳聚糖溶解的溶剂优选包括酸性水溶液；所述酸性水溶液包括醋酸水溶液和/或盐酸水溶液；本发明中，所述酸性水溶液的质量分数优选为0.5～3wt％。
36.本发明中，所述溶解的方式优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为300～500rpm，进一步优选为300～400rpm；所述搅拌的温度优选为室温；所述搅拌的时间优选为0.5～8h，进一步优选为0.5～4h。
37.本发明中，所述碱性环境的ph值为7.5～13.5，进一步优选为7.5～12.5，所述碱性环境优选由无机碱提供；所述无机碱优选包括氢氧化钠、氨水和碳酸氢钠的一种或几种。本发明中，所述无机碱优选以水溶液的形式使用。本发明中，所述无机碱水溶液的质量分数优选4％。
38.本发明中，所述壳聚糖与无机碱的用量比优选为1g：8.5～50ml，进一步优选为1g：9～34ml。
39.本发明中，所述混合优选为将无机碱水溶液滴加至壳聚糖酸溶液，并进行搅拌。本发明中，所述滴加的速度优选为40～50滴/min；所述搅拌的转速优选为600～1000rpm，进一步优选为700～800rpm。所述搅拌的时间优选为1～3h，进一步优选为1～2h。
40.所述混合后，本发明优选还包括将所述混合体系进行离心，所述离心的转速优选为2000～5000rpm，进一步优选为2500～4000rpm；所述离心的时间优选为5～30min，进一步优选为15～20min。
41.得到壳聚糖絮凝沉淀后，本发明将所述壳聚糖絮凝沉淀分散于水中，调节所得分散体系的ph值至5.5～6.5，得到壳聚糖水凝胶。
42.本发明中，所述ph值调节用的ph调节剂优选包括醋酸、乳酸和盐酸中的一种或几种，进一步优选为醋酸。
43.本发明中，所述ph调节优选为将ph调节剂滴加至壳聚糖絮凝沉淀和水的分散体系中。本发明中，所述ph调节剂的滴加速度优选为10～20滴/min。
44.本发明中，所述壳聚糖水凝胶的质量分数优选为0.5～10wt％。
45.得到壳聚糖水凝胶后，本发明将所述壳聚糖水凝胶和增塑剂混合，所得混合体系成膜，得到所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
46.本发明中，所述增塑剂包括甘油、甘露醇和山梨醇的一种或几种，进一步优选为甘油。本发明中，所述壳聚糖水凝胶和增塑剂的质量比优选为1:0.002～0.1。
47.本发明中，所述混合的方式优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为300～500rpm，进一步优选为400～500rpm；所述搅拌的时间优选为30～120min。
48.本发明中，所述成膜的方式优选为真空铺膜，所述真空铺膜的温度为37～60℃，所述真空铺膜的时间为12～72h。
49.本发明还提供了上述所述制备方法制备得到的的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，所述抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的厚度为0.02～0.1mm。
50.本发明还提供了一种慢性伤口敷料，包括医用纱布和粘合于医用纱布表面的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
51.在本发明中，所述粘合的粘合剂优选包括纤维蛋白粘合剂，天然粘蛋白和α-氰基丙烯酸酯中的一种或多种，进一步优选为α-氰基丙烯酸酯、天然粘蛋白或纤维蛋白。
52.本发明中，所述医用纱布优选为脱脂棉纱布。
53.在本发明中，所述慢性伤口敷料的制备方法，优选包括以下步骤：将抗卷曲壳聚糖水凝胶膜粘合在医用纱布，得到所述慢性伤口敷料。
54.下面结合实施例对本发明提供的一种抗卷曲壳聚糖水凝胶膜及其制备方法和慢性伤口敷料进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
55.实施例1
56.(1)将2g壳聚糖溶解于质量分数为2wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)30min使其溶解完全，再以45滴/分滴加4wt％的68ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为700rpm)60min，然后在2500rpm的转速下离心15min，得到壳聚糖絮凝沉淀。
57.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在200ml去离子水中，以10滴/分滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为5.8，然后加入1wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)30min，然后将所得的成膜液在40℃的条件下后真空铺膜900min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，厚度为0.05mm。
58.图1为实施例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜的实物图，从图1可知，制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜表面平整、平滑。
59.本发明还对实施例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜进行了卷曲度测试，测试方法为将制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜在水中浸泡24h，测试结果见图2，从图2可知，制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜在水中浸泡24h后，表面仍平整不卷曲。
60.实施例2
61.(1)将4g壳聚糖溶解于质量分数为1wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)30min使其溶解完全，再以42滴/分滴加4wt％的40ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为700rpm)120min，然后在3500rpm的转速下离心20min，得到壳聚糖絮凝沉淀。
62.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在200ml去离子水中，以15滴/分滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为6.1，然后加入1wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)30min，然后将所得的成膜液在50℃的条件下后真空铺膜720min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，厚度为0.1mm。
63.实施例3
64.(1)将6g壳聚糖溶解于质量分数为2wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)60min使其溶解完全，再以44滴/分滴加4wt％的75ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为
700rpm)90min，然后在3500rpm的转速下离心15min，得到壳聚糖絮凝沉淀。
65.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在200ml去离子水中，以18滴/分n滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为6.4，然后加入0.5wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)40min，然后将所得的成膜液在37℃温度下真空铺膜1440min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜。
66.实施例4
67.(1)将2g壳聚糖溶解于质量分数为0.5wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)40min使其溶解完全，再以46滴/分滴加4wt％的18ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为700rpm)60min，然后在2500rpm的转速下离心20min，得到壳聚糖絮凝沉淀。
68.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在100ml去离子水中，以12滴/分滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为5.8，然后加入5wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)120min，然后将所得的成膜液在60℃的条件下后真空铺膜720min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，厚度为0.1mm。
69.实施例5
70.(1)将10g壳聚糖溶解于质量分数为2wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)120min使其溶解完全，再以50滴/分滴加4wt％的100ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为700rpm)60min，然后在4500rpm的转速下离心30min，得到壳聚糖絮凝沉淀。
71.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在200ml去离子水中，以15滴/分滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为6.1，然后加入2wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)30min，然后将所得的成膜液在45℃的条件下后真空铺膜900min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，厚度为0.05mm。
72.实施例6
73.(1)将8g壳聚糖溶解于质量分数为3wt％的200ml的醋酸溶液中，搅拌(转速为300rpm)240min使其溶解完全，再以49滴/分滴加4wt％的220ml的氢氧化钠，继续搅拌(转速为700rpm)150min，然后在4000rpm，15min的条件下离心，得到壳聚糖絮凝沉淀。
74.(2)将所得壳聚糖絮凝沉淀分散在100ml去离子水中，以17滴/分滴加醋酸使分散体系澄清透明，调节ph值为6.3，然后加入5wt％的甘油，搅拌(转速为500rpm)90min，然后将所得的成膜液在55℃的条件下后真空铺膜720min，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜，厚度为0.1mm。
75.对比例1
76.与实施例1的区别仅仅在于将“调节ph值为5.8”修改为“调节ph值为4.5”，得到的壳聚糖水凝胶膜见图3，从图3可知，当调节ph值为4.5时，制备得到的壳聚糖水凝胶膜发生严重卷曲。
77.对比例2
78.与实施例1的区别仅仅在于将“调节ph值为5.8”修改为“调节ph值为7.4”，得到的壳聚糖水凝胶膜见图4，当调节ph值为7.4时，制备得到的壳聚糖水凝胶膜发生卷曲。
79.对比例3
80.与实施例1的区别仅仅在于将“调节ph值为5.8”修改为“调节ph值为8.5”，得到的壳聚糖水凝胶膜见图5，从图5可知，当调节ph值为8.5时，制备得到的壳聚糖水凝胶膜发生卷曲。
81.应用例1
82.将α-氰基丙烯酸酯涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有α-氰基丙烯酸酯的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
83.应用例2
84.将α-氰基丙烯酸酯涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例2制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有α-氰基丙烯酸酯的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
85.应用例3
86.将纤维蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例3制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有纤维蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
87.应用例4
88.将天然粘蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例4制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有天然粘蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
89.应用例5
90.将天然粘蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例5制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有天然粘蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
91.应用例6
92.将α-氰基丙烯酸酯涂覆到脱脂纱布上，然后将实施例6制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有α-氰基丙烯酸酯的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
93.对比应用例1
94.将天然粘蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将对比例1制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有天然粘蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
95.对比应用例2
96.将天然粘蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将对比例2制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有天然粘蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
97.对比应用例3
98.将天然粘蛋白涂覆到脱脂纱布上，然后将对比例3制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜贴合到附着有天然粘蛋白的脱脂纱布上，得到抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料。
99.本发明还对应用例1～6和对比应用例1～3制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料的吸液性能进行了测试，测试方法为：
100.按照yy/t 0471.1-2004《接触性创面敷料试验方法第一部分：液体吸收性》方法进行，将已知质量的5*5cm产品或0.2g产品置于培养皿内，加入预热至37
±
1℃的去离子水，其
质量为产品材料的40倍，
±
0.5g；移入干燥箱内，在37
±
1℃下保持30min；用镊子夹持产品一角或一端，悬垂30s，称量。吸液倍数为壳聚糖膜吸液后的质量与吸液前的质量比。
101.测试结果见表1，从表1可知：应用例1～6制备得到的抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料的吸液倍数远高于对比应用例1～3，为抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料的应用提供了基础。
102.表1抗卷曲壳聚糖水凝胶膜/纱布慢性伤口敷料的吸液性能测试结果
103.编号吸液倍数应用例19.2应用例29.7应用例310.4应用例49.6应用例59.0应用例612.5对比应用例14.3对比应用例27.8对比应用例35.2
104.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。