本發(fā)明涉及生物醫(yī)用分離材料領(lǐng)域,尤其涉及一種輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜及其制備方法。
背景技術(shù):
我國(guó)輸液制劑年均銷售百億瓶以上,雖然我國(guó)多地紛紛叫停三級(jí)醫(yī)院門診輸液,但每年仍有數(shù)十萬(wàn)人因輸液?jiǎn)拭?。輸液注射?dǎo)致死亡的原因眾多,但輸液成品中的雜質(zhì)成為一個(gè)重要原因。輸液過(guò)程中的雜質(zhì)主要是配藥過(guò)程中產(chǎn)生5~10微米的顆粒,切割安瓿產(chǎn)生大量5~20μm顆粒,穿刺插管,橡膠產(chǎn)生大量5~20μm顆粒,玻璃、塑料瓶大量5~20μm微粒脫落,此外還有不可控制的因素產(chǎn)生的微量細(xì)菌。不同細(xì)菌的大小不一,例如桿菌長(zhǎng)約0.5~10μm,寬約0.2~1.0μm,球菌的直徑約為0.3~1.2μm,螺形菌的長(zhǎng)約3~50μm。
為了防止雜質(zhì)對(duì)患者的不良反應(yīng),在輸液器上設(shè)置有輸液濾器。輸液濾器過(guò)濾用膜是輸液濾器的核心材料,目前臨床使用的主要有聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜、聚酯核孔膜、混合纖維素膜和尼龍膜等。
例如,公開號(hào)為CN202289067U的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種輸液過(guò)濾裝置,過(guò)濾膜采用聚四氟乙烯膜,采用雙向拉伸制成的薄膜,基層是無(wú)紡布,兩層之間粘接,基層朝向進(jìn)液口。專利采用的聚四氟乙烯雙向拉伸薄膜厚度為1.5μm~200μm。此專利采用聚四氟乙烯雙向拉伸薄膜作為過(guò)濾介質(zhì),通過(guò)聚四氟乙烯雙向拉伸薄膜上微孔大小不同的孔徑,過(guò)濾各種雜質(zhì)。公開號(hào)為CN104826197A的專利文獻(xiàn)公開了一種用于靜脈輸液的高效低阻雜質(zhì)微粒過(guò)濾系統(tǒng),采用的機(jī)織濾布與聚二甲基硅氧烷濾膜粘合而成的過(guò)濾介質(zhì)。復(fù)合濾布的孔徑為4μm,其在提高力學(xué)性能的同時(shí)也保證了過(guò)濾效果。
但是,普通濾膜的孔徑從0.2微米到十幾個(gè)微米各不相同,同時(shí)由于過(guò)濾膜的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)不同,過(guò)濾用膜的濾速和濾速的衰減相差很大(參考文獻(xiàn):李元春,一次性使用輸液器用藥液過(guò)濾器濾膜流量衰減實(shí)驗(yàn)研究,北京生物醫(yī)學(xué)工程[J],2000,19,105-107)。
目前制造輸液濾器用膜的主要技術(shù)包括相轉(zhuǎn)化、拉伸、針刺、熔噴等。但是現(xiàn)有制膜技術(shù)普遍存在制膜工藝復(fù)雜、孔徑分布不均、孔徑大小控制困難、膜的孔隙率太小、無(wú)抗菌效果等缺陷,這些缺陷限制了生物醫(yī)用分離膜的使用范圍及大規(guī)模特定孔徑膜材料制造。納米纖維膜是近幾年出現(xiàn)的新型膜材料,其最大的特點(diǎn)是孔隙率高(參考文獻(xiàn):V.Thavasi,G.Singh,S.Ramakrishna,Electrospun nanofibers in energy and environmental applications[J],Energy Environ.Sci.,2008,1:205-221.),這賦予了納米纖維膜高通量和低壓降的特點(diǎn)。除此之外,納米纖維膜還具有孔徑大小可調(diào)、設(shè)備簡(jiǎn)單、原料適應(yīng)性廣等特點(diǎn),在流體分離領(lǐng)域有巨大的潛力(Shichao Zhang,Hui Liu,Xia Yin,Jianyong Yu,Bin Ding,Anti-deformed Polyacrylonitrile/Polysulfone Composite Membrane with Binary Structures for Effective Air Filtration[J],ACS Appl.Mater.Interfaces,2016,8(12):8086-8095.)。納米銀的粒徑大多在25納米左右,對(duì)桿菌、球菌、沙眼衣原體等多種致病微生物都有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用。在輸液配藥及輸液過(guò)程中,沒(méi)有一瓶輸液藥液可以做到完全無(wú)菌,目前為止還沒(méi)有采用具有抗菌作用的靜電紡絲納米纖維膜來(lái)作為輸液濾器過(guò)濾用膜的研究和報(bào)道。因此,開發(fā)方便、高效、安全、抗菌的輸液濾器過(guò)濾用膜成為其當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜及其制備方法,該輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜由分離層和抗菌層兩層構(gòu)成,其制備方法簡(jiǎn)單方便,該膜抗菌效果好,孔隙率大,孔徑大小可調(diào),截留范圍廣,通量大,過(guò)濾過(guò)程中阻力極小,機(jī)械性能好,滿足生物醫(yī)用輸液中藥液的抗菌及過(guò)濾作用。
一種輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的制備方法,包括:
(1)將聚合物和電解質(zhì)添加到溶劑中,恒溫加熱攪拌至溶解,得到聚合物紡絲溶液;將納米銀顆粒添加到聚合物紡絲溶液中,得到抗菌紡絲溶液;
所述的聚合物為聚醚砜、聚氨基甲酸酯、聚丙烯酸酯、多面體齊聚倍半硅氧烷、聚氨酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚丙烯腈中的至少一種;所述的聚合物紡絲溶液中,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為10~35%。
聚合物溶液濃度越高,其粘度越大,表面張力越大,而離開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件不變時(shí),隨著聚合物溶液濃度的增加纖維的直徑也增大。
作為優(yōu)選,所述的聚合物為聚醚砜、聚丙烯酸酯或聚氨酯;所述的聚合物紡絲溶液中,聚合物的質(zhì)量百分比濃度為15~30%。
與常規(guī)的溶液紡絲相似,溶劑的性質(zhì)對(duì)靜電紡絲纖維的成形與結(jié)構(gòu)和性能有很大的影響,溶劑的揮發(fā)性對(duì)纖維的形態(tài)起著重要的作用。作為優(yōu)選,所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、丙酮、乙醇、二甲基亞砜中的一種或幾種。
所述的電解質(zhì)為氯化鋰、氯化鈉或氯化鉀,所述的聚合物紡絲溶液中,電解質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為0.001~0.01%。
聚合物溶于有機(jī)溶劑中,可以形成透明的均一穩(wěn)定的溶液,加入適量電解質(zhì)的目的是增加溶液的導(dǎo)電性,使聚合物溶液在高壓電場(chǎng)中更容易噴出。
所述的納米銀顆粒的粒徑為20~50nm;所述的抗菌紡絲溶液中,納米銀顆粒的質(zhì)量為聚合物的質(zhì)量的0.1~0.5%。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述的納米銀顆粒的粒徑為20~30nm;所述的抗菌紡絲溶液中,納米銀顆粒的質(zhì)量為聚合物的質(zhì)量的0.1~0.5%。20~30nm的粒徑的納米銀顆粒摻雜效果較好,紡絲容易。如果納米銀顆粒的粒徑過(guò)大,納米纖維容易產(chǎn)生缺陷,如果納米銀顆粒的粒徑過(guò)小,納米銀容易埋在纖維里,抗菌效果不好。另外,如果納米銀顆粒的濃度太高時(shí)會(huì)影響成膜,濃度太低時(shí)抗菌效果不明顯。
納米銀的粒徑大多在25納米左右,對(duì)桿菌、球菌、沙眼衣原體等多種致病微生物都有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用。
作為優(yōu)選,向聚合物紡絲溶液中添加納米銀顆粒后超聲2~4小時(shí)。采用超聲輔助分散的方法使納米銀顆粒均勻分散與聚合物紡絲溶液中,同時(shí)還可起到消泡的作用。
(2)將聚合物紡絲溶液脫泡后靜電紡絲得到分離層;將抗菌紡絲溶液脫泡后在分離層表面靜電紡絲得到抗菌層;
所述的分離層是輸液濾器過(guò)濾用膜的主體,在輸液濾器中起過(guò)濾作用,所述的抗菌層是紡在分離層之上的一薄層,厚度為10μm左右,起抗菌作用。
作為優(yōu)選,分離層與抗菌層的靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)相同,所述的過(guò)程參數(shù):電壓為6~50kV,紡絲溶液的推進(jìn)速度為0.3~5mL/min,紡絲過(guò)程空氣的相對(duì)濕度為30~60%,環(huán)境溫度為10~35℃,靜電紡絲針頭內(nèi)徑為0.06~1.55mm,針尖到接收滾筒的距離為5~30cm,接收滾筒的轉(zhuǎn)速為4~60r/min。
隨著對(duì)聚合物溶液施加的電壓增大,體系的靜電力增大,液滴的分裂能力相應(yīng)增強(qiáng),所得纖維的直徑趨于減少;聚合物液滴經(jīng)噴嘴噴出后,在空氣中伴隨著溶劑揮發(fā)細(xì)流中的同時(shí),聚合物濃縮固化成纖維,最后被接收滾筒接收。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述的過(guò)程參數(shù):電壓為20~30kV,紡絲溶液的推進(jìn)速度為0.8~1.2mL/min,紡絲過(guò)程空氣的相對(duì)濕度為40~50%,環(huán)境溫度為30~35℃,靜電紡絲針頭內(nèi)徑為0.1~0.5mm,針尖到接收滾筒的距離為15~20cm,接收滾筒的轉(zhuǎn)速為30~60r/min。
在該過(guò)程參數(shù)下進(jìn)行靜電紡絲,得到的納米纖維膜的纖維直徑、孔徑、孔隙率滿足生物醫(yī)藥輸液濾器的需求。
作為優(yōu)選,分離層的靜電紡絲時(shí)間為4~8小時(shí),抗菌層的靜電紡絲時(shí)間為0.2~1小時(shí)。
靜電紡絲時(shí)間越長(zhǎng),所得的膜的厚度越大,在該靜電紡絲時(shí)間下得到的納米纖維膜,其分離層和抗菌層的厚度使得其具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗菌效果。
(3)將步驟(2)中得到的含有分離層和抗菌層的靜電紡絲膜干燥、熱壓和殺菌消毒,得到具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜。
作為優(yōu)選,熱壓時(shí)間為1~4h,熱壓溫度為60~250℃,熱壓壓力為0.1~5Mpa。
所述的殺菌消毒的方法可以采用干熱滅菌法、濕熱滅菌法、輻射滅菌法、紫外線滅菌法、環(huán)氧乙烷滅菌法、臭氧滅菌法等。
熱壓是為了讓靜電紡絲形成的自由狀態(tài)的納米纖維結(jié)合成一張膜,熱壓溫度的選擇要根據(jù)聚合物的性質(zhì)來(lái)選擇,一般略低于聚合物的熔點(diǎn)即可。
本發(fā)明還提供了一種采用上述制備方法制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜。
作為優(yōu)選,所述的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜中纖維的直徑為0.1~5μm,平均孔徑為0.1~5μm,孔隙率為70~90%,膜厚為70~200μm,水接觸角為10°~70°。
該納米纖維膜孔隙率大,截留范圍廣,通量大,過(guò)濾過(guò)程中阻力極小,機(jī)械性能好,滿足生物醫(yī)用輸液中藥液的抗菌及過(guò)濾作用。
作為優(yōu)選,一種輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的制備方法,包括:
(1)將聚醚砜和電解質(zhì)添加到N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中,N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1∶5~6.5,恒溫加熱攪拌至溶解,得到聚醚砜的質(zhì)量百分比濃度為15~30%的聚合物紡絲溶液;
將納米銀顆粒添加到聚合物紡絲溶液中,得到抗菌紡絲溶液,納米銀顆粒的質(zhì)量為聚醚砜的質(zhì)量的0.1~0.5%;
(2)將聚合物紡絲溶液脫泡后靜電紡絲得到分離層;將抗菌紡絲溶液脫泡后在分離層表面靜電紡絲得到抗菌層;
分離層與抗菌層的靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)相同,所述的過(guò)程參數(shù):電壓為20~30kV,紡絲溶液的推進(jìn)速度為0.8~1.2mL/min,紡絲過(guò)程空氣的相對(duì)濕度為40~50%,環(huán)境溫度為30~35℃,靜電紡絲針頭內(nèi)徑為0.1~0.5mm,針尖到接收滾筒的距離為15~20cm,接收滾筒的轉(zhuǎn)速為30~60r/min;
分離層的靜電紡絲時(shí)間為4~8小時(shí),抗菌層的靜電紡絲時(shí)間為0.2~1小時(shí);
(3)將步驟(2)中得到的含有分離層和抗菌層的靜電紡絲膜干燥、熱壓和殺菌消毒,得到具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜;
熱壓時(shí)間為1~2h,熱壓溫度為200~250℃,熱壓壓力為4~5Mpa。
采用該制備方法可制得的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的分離層厚度為90~100μm,抗菌層厚度為8~10μm,平均孔徑為5μm,孔徑分布為4.6~5.2μm,孔隙率為85~90%。可用于成人輸液藥液的過(guò)濾。
作為優(yōu)選,一種輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的制備方法,包括:
(1)將聚甲基丙烯酸2-羥乙酯和電解質(zhì)添加到乙醇中,或?qū)⒕蹃啺蝉ズ碗娊赓|(zhì)添加到N,N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃中,N,N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃的質(zhì)量比為1∶1~2,恒溫加熱攪拌至溶解,得到聚甲基丙烯酸2-羥乙酯或聚亞安酯的質(zhì)量百分比濃度為15~25%的聚合物紡絲溶液;
將納米銀顆粒添加到聚合物紡絲溶液中,得到抗菌紡絲溶液,納米銀顆粒的質(zhì)量為聚醚砜的質(zhì)量的0.1~0.5%;
(2)將聚合物紡絲溶液脫泡后靜電紡絲得到分離層;將抗菌紡絲溶液脫泡后在分離層表面靜電紡絲得到抗菌層;
分離層與抗菌層的靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)相同,所述的過(guò)程參數(shù):電壓為20~30kV,紡絲溶液的推進(jìn)速度為0.8~1.2mL/min,紡絲過(guò)程空氣的相對(duì)濕度為40~50%,環(huán)境溫度為30~35℃,靜電紡絲針頭內(nèi)徑為0.1~0.5mm,針尖到接收滾筒的距離為15~20cm,接收滾筒的轉(zhuǎn)速為30~60r/min;
分離層的靜電紡絲時(shí)間為4~8小時(shí),抗菌層的靜電紡絲時(shí)間為0.2~1小時(shí);
(3)將步驟(2)中得到的含有分離層和抗菌層的靜電紡絲膜干燥、熱壓和殺菌消毒,得到具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜;
熱壓時(shí)間為1~2h,熱壓溫度為80~120℃,熱壓壓力為3~5Mpa。
采用該制備方法可制得的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的分離層厚度為100~110μm,抗菌層厚度為8~10μm,平均孔徑為1.2μm,孔徑分布為1.0~1.4μm,孔隙率為80~85%。可用于兒童輸液藥液的過(guò)濾。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
(1)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)便易行,能夠方便而且精確的控制膜的孔徑,滿足不同情況下輸液藥液的過(guò)濾,同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn);
(2)本發(fā)明制備的納米纖維膜表面覆蓋一層抗菌膜,可以有效的殺滅輸液藥液中殘存的不同大小的細(xì)菌;
(3)本發(fā)明制備的納米纖維膜能顯著改善傳統(tǒng)輸液濾器用膜通量小和阻力大的缺陷,使輸液濾器過(guò)濾用膜可以在不增加額外設(shè)備的情況下使用。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例1制備的納米纖維膜中分離層的掃描電鏡圖;
圖2為實(shí)施例1制備的納米纖維膜中抗菌層的掃描電鏡圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例制備了一種孔徑為5μm的具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜,可用于成人輸液藥液的過(guò)濾,具體制備方法包含如下步驟:
(1)將聚醚砜30份和氯化鈉0.004份溶于10份N-甲基吡咯烷酮和60份N,N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中,在50℃水浴下恒溫?cái)嚢?小時(shí),獲得均一穩(wěn)定的聚合物紡絲溶液,將該溶液靜置過(guò)夜以脫除氣泡;
向聚合物紡絲溶液中加入相當(dāng)于聚醚砜質(zhì)量的0.3%的納米銀顆粒,納米銀顆粒的直徑為30nm,將混合液在超聲水池中超聲2小時(shí),使其中的納米銀顆粒完全分散在溶液中得到抗菌紡絲溶液;
(2)將聚合物紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間4.5小時(shí),制得納米纖維分離層,將抗菌紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間0.5小時(shí)制得納米纖維抗菌層;其中注射器針頭為平口針頭,針頭接高壓電源正極,靜電紡絲液由醫(yī)用注射泵中擠出。靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)為:針頭內(nèi)徑0.41mm,高壓電源電壓30kV,靜電紡絲擠出速度0.8mL/h,針尖到接收滾筒的距離為15cm,接收滾筒轉(zhuǎn)速10r/min,滾筒直徑10cm,環(huán)境溫度30℃,環(huán)境相對(duì)濕度40~50%,此過(guò)程制得的含有抗菌層的聚醚砜納米纖維膜的厚度總共為100μm,其中分離層的厚度為90μm,抗菌層的厚度為10μm,平均流動(dòng)孔徑大小為5μm,孔徑分布范圍為4.6~5.2μm,孔隙率為90%;
(3)將步驟(2)制得的聚醚砜納米纖維膜在80℃下干燥12小時(shí),使其中的溶劑完全揮發(fā)出來(lái)后,將聚醚砜納米纖維膜置于兩平滑不銹鋼板中間,加壓至5Mpa,在220℃下熱壓2小時(shí)取出,經(jīng)殺菌消毒,即得輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜。
將加有實(shí)施例1制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器A與不加輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器B做輸液對(duì)比測(cè)試,在相同輸液高度下,與輸液濾器B相比,輸液濾器A的流量降低率小于10%,對(duì)其中大于5μm的雜質(zhì)截留率為100%;
對(duì)實(shí)施例1制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做耐受性實(shí)驗(yàn),連續(xù)過(guò)濾10次后,其通量和截留性能下降程度均小于1%;
對(duì)實(shí)施例1制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做抗菌性測(cè)試,在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜表面的細(xì)菌數(shù)量很少,而且出現(xiàn)的細(xì)菌形態(tài)與正常細(xì)菌形態(tài)相比發(fā)生了變化,表示細(xì)菌已經(jīng)被殺死。
本實(shí)施例制備的納米纖維膜中,分離層的掃描電鏡圖如圖1所示,抗菌層的掃描電鏡圖如圖2所示。
實(shí)施例2
本實(shí)施例制備了一種孔徑為1.2μm的具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜,可用于兒童輸液藥液的過(guò)濾,具體制備方法包含如下步驟:
(1)將聚甲基丙烯酸2-羥乙酯25份和氯化鋰0.002份溶于75份乙醇中,在40℃水浴下恒溫?cái)嚢?小時(shí),獲得均一穩(wěn)定的聚合物紡絲溶液,將該溶液靜置過(guò)夜以脫除氣泡;
向聚合物紡絲溶液中加入相當(dāng)于聚甲基丙烯酸2-羥乙酯質(zhì)量的0.5%的納米銀顆粒,納米銀顆粒的直徑為30nm,將混合液在超聲水池中超聲2小時(shí),使其中的納米銀顆粒完全分散在溶液中得到抗菌紡絲溶液;
(2)將聚合物紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間5小時(shí)制得納米纖維分離層,將抗菌紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間0.5小時(shí)制得納米纖維抗菌層;其中注射器針頭為平口針頭,針頭接高壓電源正極,靜電紡絲液由醫(yī)用注射泵中擠出。靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)為:針頭內(nèi)徑0.41mm,高壓電源電壓20kV,靜電紡絲擠出速度0.8mL/h,針尖到接收滾筒的距離為15cm,接收滾筒轉(zhuǎn)速30r/min,滾筒直徑20cm,環(huán)境溫度30℃,環(huán)境相對(duì)濕度40~50%,此過(guò)程制得的含有抗菌層的聚甲基丙烯酸2-羥乙酯納米纖維膜的厚度總共為110μm,其中分離層的厚度為100μm,抗菌層的厚度為10μm,平均流動(dòng)孔徑大小為1.2μm,孔徑分布范圍為1.0~1.4μm,孔隙率為80%;
(3)將步驟(2)制得的聚甲基丙烯酸2-羥乙酯納米纖維膜在80℃下干燥12小時(shí),使其中的溶劑完全揮發(fā)出來(lái)后,將聚甲基丙烯酸2-羥乙酯納米纖維膜置于兩平滑不銹鋼板中間,加壓至3Mpa,在120℃下熱壓2小時(shí)取出,經(jīng)殺菌消毒,即得輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜。
將加有實(shí)施例2制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器A與不加輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器B做輸液對(duì)比測(cè)試,在相同輸液高度下,與輸液濾器B相比,輸液濾器A的流量降低率小于10%,對(duì)其中大于1.2μm的雜質(zhì)截留率為100%;
對(duì)實(shí)施例2制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做耐受性實(shí)驗(yàn),連續(xù)過(guò)濾10次后,其通量和截留性能下降程度均小于1%;
對(duì)實(shí)施例2制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做抗菌性測(cè)試,在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜表面的細(xì)菌數(shù)量很少,而且出現(xiàn)的細(xì)菌形態(tài)與正常細(xì)菌形態(tài)相比發(fā)生了變化,表示細(xì)菌已經(jīng)被殺死。
實(shí)施例3
本實(shí)施例制備了一種孔徑為1.2μm的具有抗菌作用的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜,可用于兒童輸液藥液的過(guò)濾,具體制備方法包含如下步驟:
(1)將聚亞安酯19份和氯化鋰0.004份溶于27份N,N-二甲基甲酰胺和54份四氫呋喃中,在45℃水浴下恒溫?cái)嚢?小時(shí),獲得均一穩(wěn)定的聚合物紡絲溶液,將該溶液靜置過(guò)夜以脫除氣泡;
向聚合物紡絲溶液中加入相當(dāng)于聚亞安酯質(zhì)量的0.4%的納米銀顆粒,納米銀顆粒的直徑為25nm,將混合液在超聲水池中超聲2小時(shí),使其中的納米銀顆粒完全分散在溶液中得到抗菌紡絲溶液;
(2)將聚合物紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間5小時(shí)制得納米纖維分離層,將抗菌紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲時(shí)間0.5小時(shí)制得納米纖維抗菌層;其中注射器針頭為平口針頭,針頭接高壓電源正極,靜電紡絲液由醫(yī)用注射泵中擠出。靜電紡絲的過(guò)程參數(shù)為:針頭內(nèi)徑0.41mm,高壓電源電壓20kV,靜電紡絲擠出速度1.2mL/h,針尖到接收滾筒的距離為20cm,接收滾筒轉(zhuǎn)速60r/min,滾筒直徑10cm,環(huán)境溫度30℃,環(huán)境相對(duì)濕度40~50%,此過(guò)程制得的含有抗菌層的聚亞安酯納米纖維膜的厚度總共為110μm,其中分離層的厚度為100μm,抗菌層的厚度為10μm,平均流動(dòng)孔徑大小為1.2μm,孔徑分布范圍為1.0~1.3μm,孔隙率為85%;
(3)將步驟(2)制得的聚亞安酯納米纖維膜在60℃下干燥12小時(shí),使其中的溶劑完全揮發(fā)出來(lái)后,將聚甲基丙烯酸2-羥乙酯納米纖維膜置于兩平滑不銹鋼板中間,加壓至5Mpa,在80℃下熱壓2小時(shí)取出,經(jīng)殺菌消毒,即得輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜。
將加有實(shí)施例3制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器A與不加輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜的輸液濾器B做輸液對(duì)比測(cè)試,在相同輸液高度下,與輸液濾器B相比,輸液濾器A的流量降低率小于10%,對(duì)其中大于1.2μm的雜質(zhì)截留率為100%;
對(duì)實(shí)施例3制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做耐受性實(shí)驗(yàn),連續(xù)過(guò)濾10次后,其通量和截留性能下降程度均小于1%;
對(duì)實(shí)施例3制備的輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜做抗菌性測(cè)試,在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)輸液濾器過(guò)濾用納米纖維膜表面的細(xì)菌數(shù)量很少,而且出現(xiàn)的細(xì)菌形態(tài)與正常細(xì)菌形態(tài)相比發(fā)生了變化,表示細(xì)菌已經(jīng)被殺死。