一種基于醫(yī)用高分子材料的生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于醫(yī)用高分子材料的生物醫(yī)用靜電紡絲膜，所述靜電紡絲膜原料包括聚乳酸?羥基乙酸共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚氨酯、殼聚糖、對氯鄰硝基苯胺、亞磷酸二乙酯、戊二醛、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丙酯、二丁基二月桂酸錫和N，N?二甲基甲酰胺。其制備方法為先將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，再將所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜釘嚢璺磻?yīng)，然后將所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，制得電紡膜，最后將電紡膜恒溫真空干燥后，經(jīng)Co⁶⁰輻射滅菌，即得。本發(fā)明的電紡膜在干態(tài)和濕態(tài)下均具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術(shù)操作過程及植入后對其力學(xué)性能方面的要求。
【專利說明】
一種基于醫(yī)用高分子材料的生物醫(yī)用靜電紡絲膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維通常是指任何植物的、動(dòng)物的、再生的、合成的或礦物的短纖維和長絲。一般將長徑比大于1000的連續(xù)的絲成為纖維。纖維一般具有柔軟性，組成纖維的材料均有一定的彈性回復(fù)性。常規(guī)纖維可分為天然纖維和人造纖維。常規(guī)纖維材料的直徑多為5?50μπι的范圍，在常用于紡織的纖維中，蠶絲是最細(xì)的，直徑為4?5μπι，最新開發(fā)的超細(xì)旦纖維直徑可達(dá)0.4?4μηι。
[0003]納米纖維是指直徑處在納米范圍(I?10nm)內(nèi)的纖維，還可以將不同維數(shù)的納米纖維復(fù)合用常規(guī)方法成型的纖維也看成是納米纖維。當(dāng)直徑從微米(如10?ΙΟΟμπι)縮小到亞微米或納米時(shí)，聚合物纖維與相應(yīng)的材料相比，表現(xiàn)出多種驚人的特性，如非常大的比表面積(其比表面積是微米纖維的13倍)、柔性以及超強(qiáng)的力學(xué)行為(如:硬度和抗張強(qiáng)度)，這些優(yōu)異的特性使納米纖維具有許多重要的用途。
[0004]生物醫(yī)用領(lǐng)域，最常見的膜材料是外傷敷料、過濾阻隔材料和藥物控釋材料。皮膚是人體的天然屏障，對維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和阻止微生物的入侵起著重要作用。失去皮膚的屏障作用，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生一系列復(fù)雜的病理生理變化，其中包括水、電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡、感染、以及敗血癥等，甚至可能危及生命。裸露的創(chuàng)面需要用敷料覆蓋加以保護(hù)，以提供有利于創(chuàng)面愈合、促進(jìn)組織修復(fù)的環(huán)境，而創(chuàng)面愈合又是創(chuàng)傷后機(jī)體功能康復(fù)的重要前提，因此，創(chuàng)傷敷料成為生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0005]納米生物醫(yī)用膜會(huì)表現(xiàn)出明顯不同于傳統(tǒng)敷料的一些特性〃將材料加工到納米尺寸，就出現(xiàn)了諸如小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)等不同于常規(guī)材料的特異性能。例如:傳統(tǒng)的銀及其他一些氧化物材料具有一定的殺菌能力，而制備成納米量級(jí)的顆粒后，殺菌活性將成倍提高。經(jīng)臨床應(yīng)用表明，納米銀生物醫(yī)用膜對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、芽袍桿菌等均具有抑菌或殺菌作用，且對真菌也有很強(qiáng)的殺菌作用，而且應(yīng)用中未見局部刺激和過敏癥狀，尚未出現(xiàn)中毒反應(yīng)。靜電紡絲纖維膜的孔徑通常在500nm到Ιμπι之間，足以阻擋細(xì)菌的侵入，比表面積為5?100m2/g，對于傷口滲液的吸收非常有效，同時(shí)可以控制水揮發(fā)，具有透氧性、提高液體流動(dòng)能力、控制微生物的滋生的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜及其制備方法，該電紡膜在干態(tài)和濕態(tài)下均具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術(shù)操作過程及植入后對其力學(xué)性能方面的要求。
[0007]—種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物2?9份，聚丁二酸丁二醇酯I?7份，聚氨酯2?10份，殼聚糖3?12份，對氯鄰硝基苯胺I?9份，亞磷酸二乙酯3?9份，戊二醛4?10份，乙烯基三甲氧基硅烷2?7份，甲基丙烯酸丙酯I?6份，二丁基二月桂酸錫3?10份，N，N-二甲基甲酰胺2?9份。
[0008]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物3?7份，聚丁二酸丁二醇酯2?6份，聚氨酯4?9份，殼聚糖5?10份，對氯鄰硝基苯胺4?8份，亞磷酸二乙酯5?8份，戊二醛6?9份，乙烯基三甲氧基硅烷3?6份，甲基丙烯酸丙酯2?5份，二丁基二月桂酸錫5?9份，N，N-二甲基甲酰胺4?7份。
[0009]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物5份，聚丁二酸丁二醇酯3份，聚氨酯7份，殼聚糖8份，對氯鄰硝基苯胺6份，亞磷酸二乙酯6份，戊二醛7份，乙烯基三甲氧基硅烷5份，甲基丙烯酸丙酯3份，二丁基二月桂酸錫8份，N，N-二甲基甲酰胺5份。
上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?5?80°C，攪拌反應(yīng)30?40min，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，制得厚度為ΙΟΟμπι?2mm的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在20?45°C條件下恒溫真空干燥后，經(jīng)Co6t3輻射滅菌，SP得。
[00?0]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟I中攪拌混合均勾的攪拌速度為300?400rpm，攬摔時(shí)間為20?40min。
[0011 ]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3中靜電紡絲條件為:初紡電壓為1?15kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加0.5?2.0kV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為5?50cm，出液速率為5?25mL/h，接收器為直徑10?300cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為10?100rpm0
[0012]作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟4中真空干燥時(shí)間為24?72h。
[0013]本發(fā)明的生物醫(yī)用靜電紡絲膜，一方面，在干態(tài)和濕態(tài)下均具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術(shù)操作過程及植入后對其力學(xué)性能方面的要求；另一方面，所采用的靜電紡絲工藝制備得到的纖維直徑在納米至亞微米級(jí)且表面光滑，大小均一的電紡纖維，所得到的電紡膜表面光潔平整且厚度均一。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物2份，聚丁二酸丁二醇酯I份，聚氨酯2份，殼聚糖3份，對氯鄰硝基苯胺I份，亞磷酸二乙酯3份，戊二醛4份，乙烯基三甲氧基硅烷2份，甲基丙烯酸丙酯I份，二丁基二月桂酸錫3份，N，N-二甲基甲酰胺2份。
上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為40m in，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?5°C，攪拌反應(yīng)40m in，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，靜電紡絲條件為:初紡電壓為10kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加0.5kV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為5cm，出液速率為5mL/h，接收器為直徑1cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為lOrpm，制得厚度為ΙΟΟμπι的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在20°C條件下恒溫真空干燥72h后，經(jīng)Co6t3福射滅菌，即得。
[0015]實(shí)施例2
一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物3份，聚丁二酸丁二醇酯2份，聚氨酯4份，殼聚糖5份，對氯鄰硝基苯胺4份，亞磷酸二乙酯5份，戊二醛6份，乙烯基三甲氧基硅烷3份，甲基丙烯酸丙酯2份，二丁基二月桂酸錫5份，N，N-二甲基甲酰胺4份。
[0016]上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勾，攪拌速度為350rpm，攪拌時(shí)間為30min，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?0°C，攪拌反應(yīng)35min，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，靜電紡絲條件為:初紡電壓為12kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加1.2kV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為30cm，出液速率為15mL/h，接收器為直徑80cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為200rpm，制得厚度為1.2mm的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在45°C條件下恒溫真空干燥24h后，經(jīng)Co6t3輻射滅菌，即得。 實(shí)施例3
一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物5份，聚丁二酸丁二醇酯3份，聚氨酯7份，殼聚糖8份，對氯鄰硝基苯胺6份，亞磷酸二乙酯6份，戊二醛7份，乙烯基三甲氧基硅烷5份，甲基丙烯酸丙酯3份，二丁基二月桂酸錫8份，N，N-二甲基甲酰胺5份。
[0017]上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勾，攪拌速度為400rpm，攪拌時(shí)間為20min，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?0°C，攪拌反應(yīng)30min，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，靜電紡絲條件為:初紡電壓為15kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加2kV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為50cm，出液速率為25mL/h，接收器為直徑300cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為100rpm，制得厚度為2mm的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在35°C條件下恒溫真空干燥48h后，經(jīng)Co6t3福射滅菌，即得。
[0018]實(shí)施例4
一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物7份，聚丁二酸丁二醇酯6份，聚氨酯9份，殼聚糖10份，對氯鄰硝基苯胺8份，亞磷酸二乙酯8份，戊二醛9份，乙烯基三甲氧基硅烷6份，甲基丙烯酸丙酯5份，二丁基二月桂酸錫9份，N，N-二甲基甲酰胺7份。
[0019]上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為40m in，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?5°C，攪拌反應(yīng)40m in，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，靜電紡絲條件為:初紡電壓為10kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加1.SkV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為35cm，出液速率為20mL/h，接收器為直徑240cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為600rpm，制得厚度為1.5mm的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在35°C條件下恒溫真空干燥36h后，經(jīng)Co6t3福射滅菌，即得。
[0020]實(shí)施例5
一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物9份，聚丁二酸丁二醇酯7份，聚氨酯10份，殼聚糖12份，對氯鄰硝基苯胺9份，亞磷酸二乙酯9份，戊二醛10份，乙烯基三甲氧基硅烷7份，甲基丙烯酸丙酯6份，二丁基二月桂酸錫10份，N，N-二甲基甲酰胺9份。
[0021]上述生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為40m in，得到混合物料；
步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?5°C，攪拌反應(yīng)40m in，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，靜電紡絲條件為:初紡電壓為10kV，續(xù)紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應(yīng)增加1.0kV進(jìn)行調(diào)節(jié)，接收距離為40cm，出液速率為10mL/h，接收器為直徑10cm的表面附有錫紙的旋轉(zhuǎn)金屬圓盤，圓盤轉(zhuǎn)速為800rpm，制得厚度為500μπι的電紡膜；
步驟4，將步驟3所得電紡膜在20°C條件下恒溫真空干燥72h后，經(jīng)Co6t3福射滅菌，即得。
[0022]試驗(yàn)例I
參照GB/T16886.5-2003，采用標(biāo)準(zhǔn)Hela細(xì)胞系對實(shí)施例1至5所得靜電紡絲膜的浸提液進(jìn)行體外細(xì)胞毒性檢測實(shí)驗(yàn)。首先通過接種濃度梯度板的預(yù)實(shí)驗(yàn)確定吸光度值與細(xì)胞增殖線性關(guān)系最好的接種濃度，結(jié)果表明當(dāng)接種濃度為每孔3000?4000Hela細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞增殖良好并且接種3天后細(xì)胞未見明顯接觸抑制。
[0023]分別制備100%、50%、10%和5%四種不同濃度的浸提液，以檢測細(xì)胞毒性是否與電紡膜溶出物有關(guān)。同時(shí)設(shè)置了陰性對照組(細(xì)胞維持液+細(xì)胞組)，陽性對照組(0.64 %苯酚溶液+細(xì)胞組)和空白對照組(調(diào)零組)，每組均有6個(gè)復(fù)孔作為平行對照。將各組孔板置于恒溫37°(:及5 %⑶2濃度的孵箱內(nèi)培養(yǎng)2天后取出，加入MTT處理后于倒置顯微鏡下觀察，結(jié)果顯示不同濃度浸提液組的孔內(nèi)細(xì)胞形態(tài)未呈現(xiàn)較明顯的差異。通過測得的OD值計(jì)算各組細(xì)胞相對增殖率(RGR)。結(jié)果顯示，本實(shí)驗(yàn)陽性對照組RGR值為0，具有明顯的細(xì)胞毒性，SP
0.64%苯酚溶液細(xì)胞毒性為5級(jí);實(shí)施例1至5所得電紡膜RGR值介于96?114%之間，細(xì)胞毒性為O級(jí)或I級(jí)，即無細(xì)胞毒性。
[0024]試驗(yàn)例2
將實(shí)施例1所得電紡膜用消毒后的手術(shù)剪刀裁成直徑為7mm的試樣，用75%的乙醇浸泡Ih后再用pH7.4的PBS緩沖液沖洗三次。取體重180?200克的健康SD大鼠18只，用3%戊巴比妥鈉按50mg/Kg濃度進(jìn)行腹腔麻醉，背部剃毛后用碘伏消毒，然后切開皮膚至深筋膜，向兩側(cè)分離皮下組織，植入電紡膜，用3-0縫合線將其固定于肌層，然后將皮膚縫合，用無菌敷料覆蓋包扎并定期換藥。實(shí)驗(yàn)鼠術(shù)后單籠飼養(yǎng)，并于術(shù)后I周、4周及13周任選3只SD大鼠切開皮膚取出植入試樣。
[0025]將在不同時(shí)間點(diǎn)從大鼠體內(nèi)取出的試樣先置于4 %的中性甲醛溶液中固定24h，再用30%的蔗糖溶液浸泡12h脫水，然后用包埋劑包埋并放入液氮中速凍后在-80°C條件下冷凍1h，之后米用冷凍切片機(jī)制備厚度為7μηι的冷凍切片，最后米用蘇木素-伊紅染色法對切片進(jìn)行染色并在光學(xué)顯微鏡下觀察。結(jié)果顯示，實(shí)施例1所得電紡膜植入SD大鼠體內(nèi)I周、4周及13周后均起到了較好的屏蔽纖維組織長入的作用，并且整個(gè)體內(nèi)試驗(yàn)的過程中SD大鼠沒有出現(xiàn)明顯的炎癥反應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物醫(yī)用靜電紡絲膜，其特征在于:原料以重量份計(jì)包括:聚乳酸-羥基乙酸共聚物2份，聚丁二酸丁二醇酯I份，聚氨酯2份，殼聚糖3份，對氯鄰硝基苯胺I份，亞磷酸二乙酯3份，戊二醛4份，乙烯基三甲氧基硅烷2份，甲基丙烯酸丙酯I份，二丁基二月桂酸錫3份，N，N-二甲基甲酰胺2份； 所述的生物醫(yī)用靜電紡絲膜的制備方法，包括以下步驟: 步驟I，將各組分加至混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，得到混合物料； 步驟2，將步驟I所得混合物料加入到反應(yīng)釜中，在氮?dú)夥諊屑訜岬?5?80°C，攪拌反應(yīng)30?40min，得到紡絲液； 步驟3，將步驟2所得紡絲液送入靜電紡絲裝置，制得厚度為ΙΟΟμπι?2mm的電紡膜； 步驟4，將步驟3所得電紡膜在20?45°C條件下恒溫真空干燥后，經(jīng)Co6t3福射滅菌，即得。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK105839292SQ201610336209
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年11月7日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】蔡留鳳