生物醫用靜電紡絲膜及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種生物醫用靜電紡絲膜及其制備方法，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中，攪拌混合均勻，再將所得混合物料加入到反應釜中，在氮氣氛圍中加熱攪拌反應，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Co60輻射滅菌，即得。本發明的電紡膜在干態和濕態下均具有較高的力學強度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術操作過程及植入后對其力學性能方面的要求。
【專利說明】
生物醫用靜電紡絲膜及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于醫用高分子材料技術領域，具體涉及一種生物醫用靜電紡絲膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]纖維通常是指任何植物的、動物的、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性。常規纖維可分為天然纖維和人造纖維。常規纖維材料的直徑多為5?50μπι的范圍，在常用于紡織的纖維中，蠶絲是最細的，直徑為4?5μπι，最新開發的超細旦纖維直徑可達0.4?4μηι。
[0003]納米纖維是指直徑處在納米范圍(I?10nm)內的纖維，還可以將不同維數的納米纖維復合用常規方法成型的纖維也看成是納米纖維。當直徑從微米(如10?ΙΟΟμπι)縮小到亞微米或納米時，聚合物纖維與相應的材料相比，表現出多種驚人的特性，如非常大的比表面積(其比表面積是微米纖維的13倍)、柔性以及超強的力學行為(如:硬度和抗張強度)，這些優異的特性使納米纖維具有許多重要的用途。
[0004]生物醫用領域，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，對維持機體內環境的穩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，機體會產生一系列復雜的病理生理變化，其中包括水、電解質紊亂和酸堿失衡、感染、以及敗血癥等，甚至可能危及生命。裸露的創面需要用敷料覆蓋加以保護，以提供有利于創面愈合、促進組織修復的環境，而創面愈合又是創傷后機體功能康復的重要前提，因此，創傷敷料成為生物醫用材料領域的研究熱點。
[0005]納米生物醫用膜會表現出明顯不同于傳統敷料的一些特性〃將材料加工到納米尺寸，就出現了諸如小尺寸效應、量子效應、表面效應等不同于常規材料的特異性能。例如:傳統的銀及其他一些氧化物材料具有一定的殺菌能力，而制備成納米量級的顆粒后，殺菌活性將成倍提高。經臨床應用表明，納米銀生物醫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，且對真菌也有很強的殺菌作用，而且應用中未見局部刺激和過敏癥狀，尚未出現中毒反應。靜電紡絲纖維膜的孔徑通常在500nm到Ιμπι之間，足以阻擋細菌的侵入，比表面積為5?100m2/g，對于傷口滲液的吸收非常有效，同時可以控制水揮發，具有透氧性、提高液體流動能力、控制微生物的滋生的特點。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種生物醫用靜電紡絲膜及其制備方法，該電紡膜在干態和濕態下均具有較高的力學強度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術操作過程及植入后對其力學性能方面的要求。
[0007]—種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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]作為上述發明的進一步改進，所述生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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]作為上述發明的進一步改進，所述生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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釜中，在氮氣氛圍中加熱到65?80°C，攪拌反應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Co6t3輻射滅菌，SP得。
[00?0]作為上述發明的進一步改進，步驟I中攪拌混合均勾的攪拌速度為300?400rpm，攬摔時間為20?40min。
[0011 ]作為上述發明的進一步改進，步驟3中靜電紡絲條件為:初紡電壓為1?15kV，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加0.5?2.0kV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為10?100rpm0
[0012]作為上述發明的進一步改進，步驟4中真空干燥時間為24?72h。
[0013]本發明的生物醫用靜電紡絲膜，一方面，在干態和濕態下均具有較高的力學強度，并且具有較好的柔韌性，完全可以滿足手術操作過程及植入后對其力學性能方面的要求；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。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
一種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時間為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釜中，在氮氣氛圍中加熱到65°C，攪拌反應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，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加0.5kV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為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Co6t3福射滅菌，即得。
[0015]實施例2
一種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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中，攪拌混合均勾，攪拌速度為350rpm，攪拌時間為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釜中，在氮氣氛圍中加熱到70°C，攪拌反應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，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加1.2kV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為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Co6t3輻射滅菌，即得。 實施例3
一種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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中，攪拌混合均勾，攪拌速度為400rpm，攪拌時間為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釜中，在氮氣氛圍中加熱到80°C，攪拌反應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，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加2kV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為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Co6t3福射滅菌，即得。
[0018]實施例4
一種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時間為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釜中，在氮氣氛圍中加熱到65°C，攪拌反應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，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加1.SkV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為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Co6t3福射滅菌，即得。
[0020]實施例5
一種生物醫用靜電紡絲膜，原料以重量份計包括: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中，攪拌混合均勾，攪拌速度為300rpm，攪拌時間為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釜中，在氮氣氛圍中加熱到65°C，攪拌反應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，續紡電壓按每消耗I毫升電紡液用量相應增加1.0kV進行調節，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金屬圓盤，圓盤轉速為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Co6t3福射滅菌，即得。
[0022]試驗例I
參照GB/T16886.5-2003，采用標準Hela細胞系對實施例1至5所得靜電紡絲膜的浸提液進行體外細胞毒性檢測實驗。首先通過接種濃度梯度板的預實驗確定吸光度值與細胞增殖線性關系最好的接種濃度，結果表明當接種濃度為每孔3000?4000Hela細胞時，細胞增殖良好并且接種3天后細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，以檢測細胞毒性是否與電紡膜溶出物有關。同時設置了陰性對照組(細胞維持液+細胞組)，陽性對照組(0.64 %苯酚溶液+細胞組)和空白對照組(調零組)，每組均有6個復孔作為平行對照。將各組孔板置于恒溫37°(:及5 %⑶2濃度的孵箱內培養2天后取出，加入MTT處理后于倒置顯微鏡下觀察，結果顯示不同濃度浸提液組的孔內細胞形態未呈現較明顯的差異。通過測得的OD值計算各組細胞相對增殖率(RGR)。結果顯示，本實驗陽性對照組RGR值為0，具有明顯的細胞毒性，SP
0.64%苯酚溶液細胞毒性為5級;實施例1至5所得電紡膜RGR值介于96?114%之間，細胞毒性為O級或I級，即無細胞毒性。
[0024]試驗例2
將實施例1所得電紡膜用消毒后的手術剪刀裁成直徑為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。實驗鼠術后單籠飼養，并于術后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]將在不同時間點從大鼠體內取出的試樣先置于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行染色并在光學顯微鏡下觀察。結果顯示，實施例1所得電紡膜植入SD大鼠體內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，并且整個體內試驗的過程中SD大鼠沒有出現明顯的炎癥反應。
【主權項】
1.一種生物醫用靜電紡絲膜，其特征在于:原料以重量份計包括: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； 所述的生物醫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釜中，在氮氣氛圍中加熱到65?80°C，攪拌反應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Co6t3福射滅菌，即得。
【文檔編號】D04H1/728GK105970481SQ201610336206
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年11月7日
【發明人】不公告發明人
【申請人】蔡留鳳