本發明涉及應用于醫用敷料，生物抑菌，創面修復及組織工程支架諸多領域的塑化持久吸滲納米細菌纖維素抗菌傷口敷料，尤其涉及一種吸液性長久性好、生物相容性、通透性好，并有良好皮膚貼附性的局部吸液抑菌、降低創口感染率并通過生物相容性塑化劑的作用具備良好的機械強度塑性柔韌納米細菌纖維素多功能傷口敷料及其制備方法。

背景技術：

功能敷料是指有別于傳統敷料的一種新型敷料，它有多種作用，如提高傷口免疫活性增強傷口的抗感染能力，促進傷口愈合；抗菌作用；表現出類似抗生素的特征；促進皮膚組織愈合和修復，促進纖維細胞的遷移，對基質細胞有趨化、遷移、激活作用，并加速細胞增殖和組織重塑過程，促進皮膚組織修復等。

細菌纖維素(Bacterial Cellulose，簡稱BC)是一種天然高分子材料，有獨特的生物親和性、高持水性和結晶度、高機械強度以及良好的納米纖維網絡等優良性能，其纖維素帶的寬度約為0.1μm。是目前最細的納米級天然纖維，此外BC還是一種相對比較純的纖維素,因此在生物醫用材料領域有著廣闊的應用前景。但是，細菌纖維素本身沒有抗菌性能，對傷口愈合的促進效果不夠理想。并且本身含水量高，運輸保存成本高。

將細菌纖維素在復配液中進行復合后，使得細菌纖維素在干燥后仍然具有再吸水性與抗菌性。研究表明純細菌纖維素膜干燥后，由于內部三維網絡結構的坍塌從而使纖維素之間有很少的孔隙。復合細菌纖維素膜由于含有大量塑化劑分子和抗菌劑，特別是增塑劑分子可以滲入到納米三維網絡間，減少納米網絡間力的作用，避免干燥后內部三維網絡結構的坍塌，從而使復合細菌纖維素膜具有開放的孔隙，提升機械強度和穩定性。

塑化劑多為小分子量的多羥基化合物，常用的塑化劑從化學結構分類有脂肪族二元酸酯類、苯二甲酸酯類（包括鄰苯二甲酸酯類、對苯二甲酸酯類）、苯多酸酯類、苯甲酸酯類、多元醇酯類、氯化烴類、環氧類、檸檬酸酯類、聚酯類、多元醇類等多種。塑化劑的加入可以降低分子鏈之間的相互作用，增加分子之間的空間，從而增加膜的柔韌性、降低膜的阻隔性。目前已公開的專利文獻中，有專利利用向已制備好的纖維素懸浮液中加入交聯劑和小分子塑化劑持續攪拌至一定粘度，獲得鑄膜液，澆鑄得到柔韌的透明膜；或是采用塑化劑加入到纖維素與聚乳酸的復合溶液中，采用溶劑澆鑄的方法，將共混物澆鑄液緩慢傾倒在模板上，溶劑揮發干燥成膜。這些工藝生產出法產品均使纖維素打碎配制成懸浮液，再加入增塑劑混合，從而使膜柔韌性提高，但這種工業復雜，交聯劑的殘留對人體有毒性，而且破壞了纖維素本身的特性，并且其分散不均勻。還有專利將細菌纖維素甩干或者冷凍干燥后吸入凍干保護液，再干燥形成干態細菌纖維素膜敷料。此方法具有再吸液特性，但是不具有抗菌性，且成本高。

抗菌劑是指能夠在一定時間內，使某些微生物（細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等）的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。抗菌劑一般分為無機抗菌劑，有機抗菌劑和天然抗菌劑，其對傷口的治療與愈合至關重要。目前已公開的專利文獻中，有專利取葡糖酸醋酸桿菌進行發酵培養，得到含有細菌纖維素的發酵液，發酵液中加入產抗菌肽的細菌繼續發酵，得到具有抗菌性能的細菌纖維素。這個工藝混合多重發酵方法，工藝難以控制。還有專利利用細菌纖維素和納米氧化鋅，將納米氧化鋅通過原位反應的方式負載到細菌纖維素上，從而具有抑菌性。這種方法制的纖維素難以再吸液的特性，作為傷口敷料有一定的局限。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種塑化納米細菌纖維素功能敷料及其制備方法，所述功能輔料通過物理方法復合塑化劑，可以避免化學試劑的殘留對人體造成毒性，同時該敷料內部的納米細菌纖維素與增塑劑分子間的相互作用能夠提高細菌纖維素膜干燥后的吸水性、持水性、機械強度及透氣率。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料，所述功能敷料包括具有生物相容性的塑化劑、納米細菌纖維素和/或納米細菌纖維素衍生物、復配液；所述塑化劑與所述納米細菌纖維素和/或納米細菌纖維素衍生物物理結合；所述功能敷料具有三維孔隙結構，孔徑在100～500nm之間。

進一步地，所述功能敷料還包括抗菌劑；所述抗菌劑為無機抗菌劑、光催化抗菌劑、有機抗菌劑和銀系抗菌劑中的任意一種或任意兩種及以上的組合。

進一步地，所述復配液中包括生物黏合劑，所述生物黏合劑為纖維蛋白原、天然粘蛋白、多巴胺和貽族粘性蛋白中的任意一種或任意兩種及以上的組合。

進一步地，在所述功能敷料中，各組分的質量百分數為：塑化劑1%～10%，納米細菌纖維素和/或納米細菌纖維素衍生物10%～30%，復配液：20%～50%，余量為水；復配液中包括生物黏合劑，所述生物黏合劑在所述復配液中所占的質量百分比為0.2%~2%。

進一步地，在所述功能敷料中，各組分的質量百分數為：塑化劑1%～10%，納米細菌纖維素和/或納米細菌纖維素衍生物10%～30%，復配液：20%～50%，抗菌劑1%～5%，余量為水；復配液中包括生物黏合劑，所述生物黏合劑在所述復配液中所占的質量百分比為0.2%~2%。

進一步地，所述塑化劑為鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、葡萄糖、丙三醇、山梨醇中的任意一種或任意兩種及以上的組合。

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的制備方法，所述制備方法用于制備所述功能敷料，所述方法首先對納米細菌纖維素進行去雜、殺菌、pH調節預處理，然后進行脫水處理，通過一步法或者兩步法將脫水處理后的納米細菌纖維素與塑化劑、復配液、抗菌劑進行復合反應，進行干燥處理后，得到塑化納米細菌纖維素功能敷料。

所述方法具體為：

步驟一、納米細菌纖維素的預處理:

取納米細菌纖維素用清水多次沖洗，除去膜表面培養基及雜質；再將納米細菌纖維素浸泡于NaOH溶液中，進行純化；然后用蒸餾水多次沖洗，通過紫外線消毒；將消毒后的納米細菌纖維素用蒸餾水浸泡2～4次，用pH試紙輕壓膜測pH值，控制納米細菌纖維素pH值為7.2；

步驟二、 納米細菌纖維素脫水:

將預處理后的納米細菌纖維素裁剪成合適的形狀和尺寸，放入模具中，去除一定量的水分，采用冷凍干燥、自然干燥、真空干燥中的一種或者幾種得到半干態的納米細菌纖維素，而后取出備用；

步驟三、復配液的配制：

配制Tris緩沖液，取0.1mol/L的鹽酸溶液14～15ml與50～60ml 的Tris溶液混合，稀釋到100ml，密閉避光保存，得到反應所需的Tris緩沖液，而后加入生物黏合劑，使其質量分數在0.2%~2%區間內，得到復配液；

步驟四、復合溶液、及含有抗菌劑溶液的配置：

以去離子水為溶劑，配制質量分數濃度為0.5%～12%的塑化劑溶液，低速攪拌均勻；靜置一定時間后，加入所述復配液，調節反應所需的環境pH值，使pH處于7~8之間；將溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至溶液溶解均勻，獲得含有塑化劑和復配液的復合溶液；

配制質量濃度為0.01%～3%的抗菌劑溶液，放在磁力攪拌機上高速攪拌，均勻靜置備用；

步驟四、塑化膜的制備

將抗菌劑溶液加入到將所述復合溶液中，將備用的所述半干態的納米細菌纖維素迅速放入所述復合溶液中，在磁力攪拌機上高速攪拌，控制反應時的溫度為20℃-60℃、復合時間為12-48h，待復合完畢后，從溶液中取出納米細菌纖維素膜，放置在特定的晾曬裝置上，選擇需要的自然、真空、恒溫、冷凍干燥等方式，進行干燥；得到樣品后，根據模具及需要裁剪成不同的形狀；

步驟五、塑化膜材料

將干燥的塑化膜從晾曬裝置上慢慢取下，裁剪邊角，得到塑化膜材料，即所述塑化納米細菌纖維素功能敷料。

進一步地，其中步驟四塑化膜的制備能夠替換為：

將備用的所述半干態的納米細菌纖維素放入到含有塑化劑和復配液的所述復合溶液中，室溫下低速攪拌1～2小時，而后轉入振蕩器中，以160～180r/min振蕩12～48小時，完成初步復合；

待初步復合完成后，從復合溶液中取出納米細菌纖維素膜進行二次復合，所述二次復合過程具體為：將納米細菌纖維素膜放置在脫水裝置上，選擇需要的脫水方式，進行干燥；將干燥后的納米細菌纖維素膜取出，放入模具中，在一定壓力作用下復合上述抗菌劑溶液，迅速放入60℃恒溫箱中，放置半小時后取出，待表面溶液被納米細菌纖維素膜基本吸收后再次在壓力作用下復合抗菌溶液；

重復所述二次復合的過程2～3次，而后在模具上晾曬干燥。

進一步地，在所述脫水處理和復合反應之間，還包括納米細菌纖維素衍生化反應步驟，所述納米細菌纖維素衍生化反應包括納米細菌纖維素的醛基化。

本發明的有益技術效果：

1.本發明所獲得的多功能納米細菌纖維素多功能敷料，通過物理方法復合，不但可以避免化學試劑的殘留對人體造成毒性，敷料內部的納米細菌纖維素與增塑劑分子間相互作用提高細菌纖維素膜干燥后的吸水性、持水性、機械強度及透氣率。

2.本發明能夠利用控制塑化劑的含量和種類，調控塑化膜的斷裂強度和斷裂延伸率及吸水率，滿足不同傷口的需求。

3.本發明所獲得的塑化納米細菌纖維素功能敷料，采用天然生物大分子，對環境無危害。具有優異的生物相容性和細胞親和性，與皮膚具有良好的粘附性，并具有長久的吸液性、抗粘連的特性。

4.本發明所獲得的塑化納米細菌纖維素功能敷料，具有優異的抑菌能力，與多種抗菌劑復合，可以實現對多種細菌的顯著抑菌效果，提高了作為抗菌敷料的應用范圍。

附圖說明

圖1為一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的電鏡圖；

圖2為一種塑化納米細菌纖維素功能敷料（所選用的抗菌劑為二氧化鈦抗菌劑）的電鏡圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。

實施例1

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的制備方法，所述方法具體為：

步驟一、納米細菌纖維素的預處理:

取納米細菌纖維素用清水多次沖洗，除去納米細菌纖維素膜表面培養基及雜質再將納米細菌纖維素浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，100℃下煮沸60min，再將細菌纖維素膜浸泡于0.05mol/L的NaOH溶液中，80～100℃煮沸30 min，然后用蒸餾水多次沖洗，通過紫外線消毒；將消毒后的納米細菌纖維素用蒸餾水浸泡2～4次，用pH試紙輕壓膜測pH值，控制納米細菌纖維素pH值為7.2；

步驟二、 納米細菌纖維素脫水:

將預處理后的納米細菌纖維素裁剪成合適的形狀和尺寸，放入模具中，去除一定量的水分，采用冷凍干燥、自然干燥、真空干燥中的一種或者幾種方法得到含水量為30%~40%的半干態納米細菌纖維素，而后取出備用；

步驟三、復配液的配制：

配制Tris緩沖液，取0.1mol/L的鹽酸溶液16ml與60ml 的Tris溶液混合，稀釋到100ml，密閉避光保存，得到反應所需的Tris緩沖液，而后加入0.3g生物黏合劑，在本實施例中生物黏合劑為質量分數為0.3%的多巴胺，得到復配液；

步驟四、復合溶液、及含有抗菌劑溶液的配置：

以水為溶劑，配制質量分數濃度為5%的塑化劑溶液，在本實施例中，塑化劑選用PEG200，低速攪拌均勻；靜置一定時間后，加入所述復配液；將溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至溶液溶解均勻，獲得含有塑化劑和復配液的復合溶液；

配制抗菌劑溶液，在本實施例中，抗菌劑溶液為質量分數2%的納米銀懸浮液，放在磁力攪拌機上高速攪拌，均勻靜置備用；

步驟四、塑化膜的制備

將抗菌劑溶液加入到將所述復合溶液中，將備用的所述半干態的納米細菌纖維素迅速放入所述復合溶液中，在磁力攪拌機上高速攪拌，攪拌1～2小時，而后放入到振蕩器中，以160～180r/min振蕩復合12～24小時、控制復合時的溫度為20℃-60℃，待復合完畢后，將復合好的細菌纖維素膜放入晾曬模具中，自然、冷凍或者恒溫干燥，得到樣品，可以裁剪成不同形狀。

實施例2

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的制備方法，所述方法具體為：

步驟一、納米細菌纖維素的預處理:

取納米細菌纖維素用清水多次沖洗，除去納米細菌纖維素膜表面培養基及雜質再將納米細菌纖維素浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，100℃下煮沸60min，再將細菌纖維素膜浸泡于0.05mol/L的NaOH溶液中，80～100℃煮沸30 min，然后用蒸餾水多次沖洗，通過紫外線消毒；將消毒后的納米細菌纖維素用蒸餾水浸泡2～4次，用pH試紙輕壓膜測pH值，控制納米細菌纖維素pH值為7.2；

步驟二、 納米細菌纖維素脫水:

將預處理后的納米細菌纖維素裁剪成合適的形狀和尺寸，放入模具中，去除一定量的水分，采用冷凍干燥、自然干燥、真空干燥中的一種或者幾種方法得到含水量為30%~40%的半干態納米細菌纖維素，而后取出備用；

步驟三、復配液的配制：

配制Tris緩沖液，取0.1mol/L的鹽酸溶液14.7ml與50ml 的Tris溶液混合，稀釋到100ml，密閉避光保存，得到反應所需的Tris緩沖液，而后加入0.2g生物黏合劑，在本實施例中生物黏合劑為質量分數為0.2%的纖維蛋白，得到復配液；

步驟四、復合溶液、及含有抗菌劑溶液的配置：

以水為溶劑，配制質量分數濃度為6%的塑化劑溶液，在本實施例中，塑化劑選用丙三醇，低速攪拌均勻；靜置一定時間后，加入所述復配液；將溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至溶液溶解均勻，獲得含有塑化劑和復配液的復合溶液；

配制抗菌劑溶液，在本實施例中，抗菌劑溶液選用質量分數3%的納米二氧化鈦粉，放在磁力攪拌機上高速攪拌，均勻靜置備用；

步驟四、塑化膜的制備

將抗菌劑溶液加入到將所述復合溶液中，將備用的所述半干態的納米細菌纖維素迅速放入所述復合溶液中，在磁力攪拌機上高速攪拌，攪拌1～2小時，而后放入到振蕩器中，以160～180r/min振蕩復合12～24小時、控制復合時的溫度為20℃-60℃，待復合完畢后，將復合好的細菌纖維素膜放入晾曬模具中，自然、冷凍或者恒溫干燥，得到樣品，可以裁剪成不同形狀。

制備獲得的塑化納米細菌纖維素功能敷料如圖2所示，從圖中可以明顯的看出納米二氧化鈦顆粒均勻的固定在納米纖維表面上。

實施例3

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的制備方法，所述方法具體為：

步驟一：塑化劑溶液配制：取一定量丙三醇配制成體積質量分數為2%的溶液；將溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至溶解均勻，靜置。

步驟二、納米細菌纖維素的預處理:取細菌纖維素用清水多次沖洗，除去膜表面培養基及雜質。再將納米細菌纖維素浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，100℃下煮沸60min，再將細菌纖維素膜浸泡于0.05mol/L的NaOH溶液中，80～100℃煮沸30 min，然后用蒸餾水多次沖洗，通過紫外線消毒；將消毒后的納米細菌纖維素用蒸餾水浸泡2～4次，用pH試紙輕壓膜測PH值，控制納米細菌纖維素pH值為7.2；

步驟三、納米細菌纖維素脫水:將處理好的細菌纖維素裁剪成合適的形狀和尺寸，放入模具中，去除一定量的水分，采用冷凍干燥、自然干燥、真空干燥中的一種或者幾種得到半干態的細菌纖維素，而后取出備用。

步驟四、配制Tris緩沖液，取0.1mol/L的鹽酸溶液15ml與60ml的Tris溶液混合，稀釋到100ml，得到反應所需的緩沖液。將緩沖液加入到步驟一所配塑化劑溶液中，隨后加入質量分數為0.2%的纖維蛋白（復配液），放在磁力攪拌機上高速攪拌，使其分散均勻。

步驟四、塑化膜的制備：將半干狀態的細菌纖維素放入步驟四所配溶液中，攪拌1～2小時，而后放入到振蕩器中，以160～180r/min振蕩復合12～24小時。而后取出，放在特定的模具上，選擇需要的干燥方式進行晾曬，得到塑化膜。

步驟五、向去離子水中加入一定量的聚賴氨酸，配制成質量分數為0.1%聚賴氨酸的溶液（抗菌劑溶液），將該0.1%聚賴氨酸的溶液放在磁力攪拌機上高速攪拌，使其分散均勻，靜置。

步驟六、將干燥好的膜取出，放入自制的特定模具中，加壓使步驟五所配制的聚賴氨酸溶液與步驟四所述塑化膜復合，而后迅速放入60℃恒溫箱中，放置半小時左右后取出，待表面溶液被膜基本吸收復合聚賴氨酸溶液，如此反復2～3次，晾曬干燥。

制備獲得的塑化納米細菌纖維素功能敷料如圖1所示，從圖中可以明顯的看出丙三醇分子將細菌纖維表面覆蓋，同時滲進了纖維孔隙之間，形成相互連通的多孔網絡結構。

實施例4

一種塑化納米細菌纖維素功能敷料的制備方法，所述方法具體為：

步驟一、取一定量的殼聚糖溶解于質量分數為1%的醋酸溶液中，配成殼聚糖質量分數為2%的殼聚糖溶液。將溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至殼聚糖溶解均勻，超聲波分散30min后，取一定量的PEG400溶解此溶液，獲得質量分數為4%的PEG400溶液（塑化劑溶液）。將該PEG400溶液置于磁力攪拌機上，低速攪拌至溶解均勻，置于恒溫恒濕箱中靜置消泡。

步驟二、納米細菌纖維素的預處理:

取納米細菌纖維素用清水多次沖洗，除去納米細菌纖維素膜表面培養基及雜質再將納米細菌纖維素浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，100℃下煮沸60min，再將細菌纖維素膜浸泡于0.05mol/L的NaOH溶液中，80～100℃煮沸30 min，然后用蒸餾水多次沖洗，通過紫外線消毒；將消毒后的納米細菌纖維素用蒸餾水浸泡2～4次，用pH試紙輕壓膜測pH值，控制納米細菌纖維素pH值為7.2；

步驟三、 納米細菌纖維素脫水:

將預處理后的納米細菌纖維素裁剪成合適的形狀和尺寸，放入模具中，去除一定量的水分，采用冷凍干燥、自然干燥、真空干燥中的一種或者幾種方法得到含水量為30%~40%的半干態納米細菌纖維素，而后取出備用；

步驟四、 納米細菌纖維素衍生化反應:

將步驟二處理后的納米細菌纖維素浸泡于濃度為0.02～0.10mol/L高碘酸鈉溶液中，溶液溫度控制在20～30℃。將混合液迅速置于避光處自然反應。納米細菌纖維素經氧化后形成醛基，將醛基化的納米細菌纖維素用蒸餾水清洗2～4次；

步驟五、將上述醛基化的細菌纖維素立即放入步驟一獲得的溶液中，同時加入含0.5%多巴胺的復配液，調節pH值至7.4，攪拌1～2小時，而后放入到振蕩器中以160～180r/min振蕩復合12～24小時，進行復合。

步驟六、將復合好的細菌纖維素膜放入晾曬模具中，自然、冷凍或者恒溫干燥，得到樣品，可以裁剪成不同形狀。

本發明所述敷料具有制備工藝簡單、制備周期短、生產成本低廉的特點，同時具有良好三維多孔結構、良好吸水性和透氣性、生物相容性，并具有抗菌與促進傷口愈合的作用。此敷料的材料質地柔軟，具備一定抗拉強度，適合做創面修復材料，起到抗菌、促進愈合的作用。

本發明所述方法將復配液與納米細菌纖維素混合，使塑化劑和抗菌劑滲入到納米網絡結構中，避免納米纖維素內部三維網絡結構的坍塌，增強了復合塑化膜的韌性、通透性及再吸液性。另外，本發明可采用多種類型塑化劑和抗菌劑與細菌纖維素及其衍生物復合，使其針對不同環境具有優異的長效穩定抗菌性能。本發明可在較寬范圍調節內塑化膜孔隙大小、強度、吸液等物理性能指標，滿足不同應用領域對產品性能的不同要求。此外，塑化膜具有良好地透明性，便于觀察傷口愈合狀況。