專利名稱：一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法
技術領域：
本發 明涉及氧化再生纖維素類止血材料制備方法。
背景技術：
氧化再生纖維素(Oxidized regenerated cellulose,ORC),由于其良好的生物相容性和可降解性的特點，可作為止血材料被應用到醫療領域。圍繞著氧化再生纖維素，國內外大量的研究工作也在持續進行中，主要包括氧化再生纖維素的制備及其改性。目前臨床上使用較為廣泛的可吸收止血紗布為止血紗布Surgicel，又稱“速即紗”。目前使用的“速即紗”均是進口產品，價格比較昂貴，而且“速即紗”比表面積小，止血慢，需要2 8分鐘達到止血，比較適合出血量較小的創面,而對出血嚴重的部位不能有效及時地止血。Freon-113是20世紀60年初發展起來的用NO2作溶質，而CCl4為NO2的新型溶齊U，NO2對再生纖維素纖維C6位置的氧化具有非常高的選擇性，而且將其溶于惰性溶劑中構成液態氧化體系時，其反應條件溫和，且可在保持再生纖維素纖維的原有的物化特性的同時而使氧化產物具有較低的聚合度，進而滿足材料在某些領域的應用。但其對環境的影響極大，不易分解。
發明內容
本發明是要解決現有止血材料止血速度慢、對環境的影響極大及不易分解的問題，從而提供的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料及其制備方法。一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法按以下步驟實現一、將離子液體升溫至95 115°C，然后將纖維素溶解在離子液體中并保溫，每5 20min攪拌一次，當纖維素完全溶解后得到纖維素溶液，將纖維素溶液冷卻至80 90°C，并保持靜置狀態備用；其中，所述離子液體中纖維素的質量分數為2% 6% ；二、將步驟一中制備的纖維素溶液放入靜電紡絲機注射器中進行噴絲，噴絲得到的納米纖維在15 25°C去離子水中凝固10 30min，然后進行過濾取濾出物進行淋洗，將淋洗后的濾出物放入去離子水中，攪拌均勻后形成懸浮漿，將懸浮漿經成網機成網，形成納米層纖維素無紡布；其中，所述靜電紡絲機注射器的注射器溫度為80 100°C，電壓30 60kV,噴頭孔徑O. 6 O. 8mm，接受距離15 25cm，接收載體為去離子水；所述納米纖維素纖維懸浮液中濾出物的質量分數為60% 80% ；三、采用氧化劑溶液分別對黏膠短纖與步驟二中的納米層纖維素無紡布進行氧化，然后將氧化后的產物分別經環己烷、體積分數為50% 70%乙醇水溶液沖洗及無水乙醇洗滌，然后-20 _55°C真空冷凍干燥24 72小時，分別得到氧化黏膠短纖與氧化納米層纖維素無紡布，于O 4°C密封儲存；其中，所述氧化劑溶液的制備方法是將二氧化氮溶解到環己烷中，氧化劑溶液中二氧化氮的質量分數為17 23% ;所述黏膠短纖質量與氧化劑溶液的體積比為0.5 2. 5g 42. 6ml，納米層纖維素無紡布質量與氧化劑溶液的體積比為 O. 5 2. 5g 42. 6ml ；四、將步驟三中制備的氧化黏膠短纖經過開棉機開棉與梳棉機梳棉，得到疏松的微米級氧化纖維素網即微米層氧化黏膠短纖，然后將步驟三中制備的氧化納米層纖維素無紡布和微米層氧化黏膠短纖進行復合形成復合層，將復合層淋洗、10 25°C、0. 5 I. 5MPa冷壓成型后，-20 _55°C真空冷凍干燥，即完成了具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備。有益效果本發明從結構設計出發，采用濕法靜電紡絲技術制備的一種新型具有微米納米復合結構的氧化再生纖維素止血材料具有微米級纖維、納米級纖維逐層復合的特點，應用于手術中可分層使用，亦可復合使用，對環境沒有影響，同時易分解，遇血能迅速吸收血液，與現有紗布對比可知，本發明制備的具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料比普通紗布止血時間至少快60s，比速即紗至少快28s，止血時間更短止血速度更快， 因此止血效果更好，同時材料凝膠封閉毛細血管末端而達到快速止血的作用，避免了神經損傷。
圖I為試驗I中制備的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料500倍下納米層形態圖；圖2為試驗I中制備的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料500倍下納米層形態圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法按以下步驟實現一、將離子液體升溫至95 115°C，然后將纖維素溶解在離子液體中并保溫，每5 20min攪拌一次，當纖維素完全溶解后得到纖維素溶液，將纖維素溶液冷卻至80 90°C，并保持靜置狀態備用；其中，所述離子液體中纖維素的質量分數為2% 6% ；二、將步驟一中制備的纖維素溶液放入靜電紡絲機注射器中進行噴絲，噴絲得到的納米纖維在15 25°C去離子水中凝固10 30min，然后進行過濾取濾出物進行淋洗，將淋洗后的濾出物放入去離子水中，攪拌均勻后形成懸浮漿，將懸浮漿經成網機成網，形成納米層纖維素無紡布；其中，所述靜電紡絲機注射器的注射器溫度為80 100°C，電壓30 60kV，噴頭孔徑O. 6 O. 8mm，接受距離15 25cm，接收載體為去離子水；所述納米纖維素纖維懸浮液中濾出物的質量分數為60% 80% ；三、采用氧化劑溶液分別對黏膠短纖與步驟二中的納米層纖維素無紡布進行氧化，然后將氧化后的產物分別經環己烷、體積分數為50% 70%乙醇水溶液沖洗及無水乙醇洗滌，然后-20 _55°C真空冷凍干燥24 72小時，分別得到氧化黏膠短纖與氧化納米層纖維素無紡布，于O 4°C密封儲存；其中，所述氧化劑溶液的制備方法是將二氧化氮溶解到環己烷中，氧化劑溶液中二氧化氮的質量分數為17 23% ;所述黏膠短纖質量與氧化劑溶液的體積比為0.5 2. 5g 42. 6ml，納米層纖維素無紡布質量與氧化劑溶液的體積比為 O. 5 2. 5g 42. 6ml ；四、將步驟三中制備的氧化黏膠短纖經過開棉機開棉與梳棉機梳棉，得到疏松的微米級氧化纖維素網即微米層氧化黏膠短纖，然后將步驟三中制備的氧化納米層纖維素無紡布和微米層氧化黏膠短纖進行復合形成復合層，將復合層淋洗、10 25°C、0. 5 I. 5MPa冷壓成型后，-20 _55°C真空冷凍干燥，即完成了具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備。有益效果本實施方式從結構設計出發，采用濕法靜電紡絲技術制備的一種新型具有微米納米復合結構的氧化再生纖維素止血材料具有微米級纖維、納米級纖維逐層復合的特點，應用于手術中可分層使用，亦可復合使用，對環境沒有影響，同時易分解，遇血能迅速吸收血液，與現有紗布對比可知，本發明制備的具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料比普通紗布止血時間至少快60s，比速即紗至少快28s，止血時間更短止血速度更快，因此止血效果更好，同時材料凝膠封閉毛細血管末端而達到快速止血的作用，避免了神經損傷。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中離子液體為I-烯丙基-3甲基咪唑。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。具體實施方三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中纖維素使用前需放入60 80°C真空干燥箱中烘干O. 5 I. 5小時。其它步驟及參數與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是步驟二中淋洗與步驟四中的淋洗采用醫用乙醇進行。其它步驟及參數與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟三中所述氧化反應過程溫度維持在18 19. 5°C，反應過程中持續攪拌反應40h。其它步驟及參數與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟四中的復合層形成方式為氧化納米層纖維素無紡布和微米層氧化黏膠短纖復合的規律為氧化納米層纖維素無紡布-微米層氧化黏膠短纖-微米層氧化黏膠短纖-氧化納米層纖維素無紡布的方式復合在一起。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟四中真空冷凍干燥的時間為48 72小時。其它步驟及參數與具體實施方式
一至六之一相同。通過以下試驗驗證本發明有益效果試驗I :一、將O. 3g經真空干燥箱中80°C烘干I小時，干燥活化的纖維素放于9g 90°C離子液體I-烯丙基-3甲基咪唑中，經攪拌后，按照3°C/min的速率將溫度逐步上升到105°C，保溫Ih后再緩慢加入5g離子液體，攪拌均勻后在105°C保溫2h，保溫期間每隔20min手動攪拌一次，將纖維素溶液以O. 5°C /min的速率緩慢冷卻至90°C，并保持靜置狀態備用；二、將纖維素溶液放于靜電紡絲機注射器中，注射器溫度范圍為80°C，電壓30kV，噴頭孔徑O. 6mm，接受距離15cm，接收載體為去離子水，噴絲得到的納米纖維在20°C去離子水中凝固lOmin，過濾取濾出物經夠全醫用酒精多次淋洗，將濾出物放入去離子水中制成質量分數為80%的納米纖維素纖維懸浮液，攪拌均勻后，懸浮漿輸送到成網機構，纖維在濕態下成網再加固成納米層纖維素無紡布，此時的納米層纖維素無紡布克重30克/m2 ；三、將二氧化氮溶解到環己烷中配制成二氧化氮質量分為20%的氧化劑溶液，然后將納米層纖維素無紡布和黏膠短纖，分別加入到含有上述氧化劑溶液的圓底燒瓶中，其中納米纖維素無紡布和黏膠短纖質量分別與氧化劑溶液的體積配比為I : 42.6(g/ml)，反應溫度維持在19. 5°C，持續攪拌反應40h，反應結束后，氧化產物先用環己烷洗滌5次，再用50%的乙醇水溶液沖洗2-3次，最后用無水乙醇沖洗3次，分別得到氧化納米層纖維素無紡布與氧化黏膠短纖，將氧化納米纖維素無紡布和氧化黏膠短纖真空冷凍干燥24小時后，于(TC密封儲存；四、將氧化黏膠短纖經過開棉機開松后，放入全醫用不銹鋼梳棉機，得到不同面密度的疏松的微米級氧化纖維素網，此時微米級氧化纖維素網克重60克/m2，將氧化納米纖維素無紡布(納米層)和氧化黏膠短纖(微米層)以交叉方式分別送入鋪網機，使得它們按照納米層-微米層-納米層十層疊加的方式復合在一起，將復合層經過醫用酒精二次淋洗、20°C、IMPa冷壓成型后，_55°C真空冷凍干燥后48小時后得到具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料；本試驗步驟四中所用的開棉機是在開棉機型號為JWF1107(購買自青島宏大紡織機械有限公司)基礎上將開棉機開棉打手部分采用二氧化鋯耐磨耐酸堿陶瓷；·
本試驗步驟四中所用的全醫用不銹鋼梳棉機是在型號為JWF1207(購買自青島宏大紡織機械有限公司)基礎上將梳棉機錫林部分采用二氧化鋯耐磨耐酸堿陶瓷；由于二氧化鋯具有極強的硬度，耐酸堿腐蝕、耐磨損的特性，可以減少在梳棉成型過程中錫林的損耗，減少產品中雜質含量；本試驗步驟四中所用全醫用不銹鋼鋪網機型號為XHPW(購買自青島旭宏機械有限公司)；本試驗步驟二中所用成網機構型號為Hydroformer GV2購買自福伊特公司；本試驗步驟二中所用靜電紡絲機注射器型號為XJJ-06型購買自北京富馬友科技有限公司；本試驗得到的氧化再生纖維素類止血材料其顯微結構如圖I所示，由圖可知，納米層形態為空心的短纖維，纖維薄壁尺寸在幾十納米至幾百納米之間；本試驗制備的具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料與現有止血材料進行止血效果及止血時間的對比，結果如表I、表2所示由表I可知，與現有紗布對比可知，本試驗制備的具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料即自制產品I比普通紗布止血時間至少快60s，比速即紗至少快46s，因此止血效果更好,止血時間更短止血速度更快；試驗2一、將O. 9g經真空干燥箱中80°C烘干I小時，干燥活化的纖維素放于9g 90°C離子液體中，經攪拌后，按照3°C /min的速率將溫度逐步上升到105°C，保溫Ih后再緩慢加入5g離子液體，攪拌均勻后在105°C保溫2h，保溫期間每隔5min手動攪拌一次，將纖維素溶液以O. 50C /min的速率緩慢冷卻至90°C，并保持靜置狀態備用；二、將纖維素溶液放于靜電紡絲機注射器中，注射器溫度范圍為100°C，電壓60kV，噴頭孔徑O. 8mm,接受距離25cm，接收載體為去離子水，噴絲得到的納米纖維在去離子水中凝固30min，過濾取濾出物經醫用酒精多次淋洗，將濾出物放入去離子水中制成質量分數為60%的納米纖維素纖維懸浮液，攪拌均勻后，懸浮漿輸送到成網機構，纖維在濕態下成網再加固成無紡布；此時的納米層纖維素無紡布克重50克/m2 ；三、將一定量的二氧化氮溶解到環己烷中配制成二氧化氮質量分為20%的氧化劑溶液，然后將納米纖維素無紡布和黏膠短纖，分別加入到含有上述氧化劑溶液的圓底燒瓶中，其中納米纖維素無紡布和黏膠短纖質量分別與氧化劑溶液的體積配比為I : 42.6(g/ml)，反應溫度維持在19. 50C，持續攪拌反應40h，反應結束后，氧化產物先用環己烷洗滌5次，再用50%的乙醇水溶液沖洗2-3次，最后用無水乙醇沖洗3次，將氧化納米纖維素無紡布和氧化黏膠短纖真空冷凍干燥24小時后，分別得到氧化納米層纖維素無紡布與氧化黏膠短纖，于0°C密封儲存；四、將氧化黏膠短纖經過開棉機開松后，放入全醫用不修鋼梳棉機，得到不同面密度的疏松的微米級氧化纖維素網，此時微米級氧化纖維素網克重100克/m2，將氧化納米纖 維素無紡布(納米層)和氧化黏膠短纖(微米層)以交叉方式分別送入鋪網機，使得它們按照納米層-微米層-微米層-納米層的方式復合在一起，稱其為復合層(也可將復合層再次復合得到新的結構)，將復合層經過醫用酒精二次淋洗、20°C、IMPa冷壓成型后，-550C真空冷凍干燥后48小時后得到具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料；本試驗步驟四中所用的開棉機是在開棉機型號為JWF1107(購買自青島宏大紡織機械有限公司)基礎上將開棉機開棉打手部分采用二氧化鋯耐磨耐酸堿陶瓷；本試驗步驟四中所用的全醫用不銹鋼梳棉機是在型號為JWF1207(購買自青島宏大紡織機械有限公司)基礎上將梳棉機錫林部分采用二氧化鋯耐磨耐酸堿陶瓷；由于二氧化鋯具有極強的硬度，耐酸堿腐蝕、耐磨損的特性，可以減少在梳棉成型過程中錫林的損耗，減少產品中雜質含量；本試驗步驟四中所用全醫用不銹鋼鋪網機型號為XHPW(購買自青島旭宏機械有限公司)；本試驗步驟二中所用成網機構型號為Hydroformer GV2購買自福伊特公司；本試驗步驟二中所用靜電紡絲機注射器型號為XJJ-06型購買自北京富馬友科技有限公司；本試驗得到的氧化再生纖維素類止血材料其顯微結構如圖2所示，由圖可知，納米層形態為空心的短纖維，纖維薄壁尺寸在幾十納米至幾百納米之間；本試驗制備的具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料與現有止血材料進行止血效果及止血時間的對比，結果如表I、表2所示，由表可知，本試驗制備的氧化再生纖維素類止血材料即自制產品2比普通紗布止血時間至少快69s，比速即紗至少快28s，因此止血效果更好,止血時間更短止血速度更快；表I不同止血紗布兔耳動脈出血止血效果比較
權利要求
1.一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法按以下步驟實現 一、將離子液體升溫至95 115°C，然后將纖維素溶解在離子液體中并保溫，每5 20min攪拌一次，當纖維素完全溶解后得到纖維素溶液，將纖維素溶液冷卻至80 90°C,并保持靜置狀態備用；其中，所述離子液體中纖維素的質量分數為2% 6% ； 二、將步驟一中制備的纖維素溶液放入靜電紡絲機注射器中進行噴絲，噴絲得到的納米纖維在15 25°C去離子水中凝固10 30min，然后進行過濾取濾出物進行淋洗，將淋洗后的濾出物放入去離子水中，攪拌均勻后形成懸浮漿，將懸浮漿經成網機成網，形成納米層纖維素無紡布；其中，所述靜電紡絲機注射器的注射器溫度為80 100°C，電壓30 60kV，噴頭孔徑O. 6 O. 8mm,接受距離15 25cm，接收載體為去離子水；所述納米纖維素纖維懸浮液中濾出物的質量分數為60% 80% ; 三、采用氧化劑溶液分別對黏膠短纖與步驟二中的納米層纖維素無紡布進行氧化，然后將氧化后的產物分別經環己烷、體積分數為50% 70%乙醇水溶液沖洗及無水乙醇洗滌，然后-20 _55°C真空冷凍干燥24 72小時，分別得到氧化黏膠短纖與氧化納米層纖維素無紡布，于O 4°C密封儲存；其中，所述氧化劑溶液的制備方法是將二氧化氮溶解到環己烷中，氧化劑溶液中二氧化氮的質量分數為17 23% ;所述黏膠短纖質量與氧化劑溶液的體積比為0.5 2. 5g 42. 6ml，納米層纖維素無紡布質量與氧化劑溶液的體積比為O.5 2. 5g : 42. 6ml ； 四、將步驟三中制備的氧化黏膠短纖經過開棉機開棉與梳棉機梳棉，得到疏松的微米級氧化纖維素網即微米層氧化黏膠短纖，然后將步驟三中制備的氧化納米層纖維素無紡布和微米層氧化黏膠短纖進行復合形成復合層，將復合層淋洗、10 25°c、0. 5 I. 5MPa冷壓成型后，-20 _55°C真空冷凍干燥，即完成了具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備。
2.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟一中離子液體為I-烯丙基-3甲基咪唑。
3.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟一中纖維素使用前需放入60 80°C真空干燥箱中烘干O. 5 I. 5小時。
4.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟二中淋洗與步驟四中的淋洗采用醫用乙醇進行。
5.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟三中所述氧化反應過程溫度維持在18 19. 5°C，反應過程中持續攪拌反應40h。
6.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟四中的復合層復合方式為氧化納米層纖維素無紡布-微米層氧化黏膠短纖-微米層氧化黏膠短纖-氧化納米層纖維素無紡布的方式復合在一起。
7.根據權利要求I所述的一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，其特征在于步驟四中真空冷凍干燥的時間為48 72小時。
全文摘要
一種具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料的制備方法，本發明涉及氧化再生纖維素類止血材料制備方法。本發明是要解決現有止血材料止血速度慢、對環境的影響極大及不易分解的問題。方法一、配制纖維素溶液；二、纖維在濕態下成網再加固成納米層纖維素無紡布；三、制備氧化產物氧化納米纖維素無紡布和氧化黏膠短纖；四、將步驟三中制備的氧化黏膠短纖經過開棉與梳棉，進行復合得到具有微納復合結構的氧化再生纖維素類止血材料。本發明應用于氧化再生纖維素類止血材料的制備領域。
文檔編號D01D5/06GK102908651SQ20121042457
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者黃玉東, 程瑋璐, 賀金梅, 李大龍, 高山, 李永剛 申請人:威高集團有限公司, 哈爾濱工業大學