殼聚糖納米纖維止血材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種殼聚糖納米纖維止血材料及其制備方法，其中所述殼聚糖納米纖維止血材料為核-殼型納米纖維，其中殼聚糖形成納米纖維的殼，聚乙烯醇形成納米纖維的核，核-殼型納米纖維的直徑在100nm-20μm。在本發明中，采用同軸靜電紡絲技術制備了具有高殼聚糖含量、高比表面的殼聚糖-聚乙烯醇（CS-PVP）核殼結構的納米材料，用于生物體的止血。實驗證明，本發明的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維具有良好的生物相容性和優異的止血性能，既保留的PVP材料良好的吸水性和成纖維性，又結合的CS材料的優異的抗菌止血性，可在臨床上用于創面的止血。且其制備方法簡單快捷，效率高。
【專利說明】殼聚糖納米纖維止血材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用止血輔料【技術領域】，具體而言涉及一種殼聚糖納米纖維止血材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]止血是醫療救治的一個重要步驟，病人肝、脾等組織器官的損傷和手術都需要充分止血、日常生活中出現突發性創傷時，也需進行快速止血，在惡劣的戰爭環境和復雜突發事件中的創傷急救治療，實現快速有效的止血尤為重要。目前市場上的止血材料主要有纖維蛋白膠、膠原蛋白(如明膠海綿)、多微孔類無機材料等。但這些材料也具有一些缺點，如:成本高，組織粘附性差，止血效果有限；而多孔材料在吸收血液水分后會釋放大量熱能，進而導致傷口炎癥。此外，絕大多數的止血材料無法在創面降解，拆除時易產生二次創傷或瘢痕。
[0003]殼聚糖(CS)是從蝦/蟹等甲殼類動物的外殼中提取的幾丁質(chitin)經脫乙酰基后而成殼聚糖已被證實具有無毒性、無刺激性、無免疫源性、無熱源反應、不溶血、無致突變效應、可自然降解及良好的組織相容性等特點，故廣泛用于制造人工皮膚、可吸收縫合線、防粘連劑和藥物載體等。1983年Malette WG等發表了關于殼聚糖止血功能的研究，國內外學者開始嘗試用殼聚糖開發研制止血敷料。2002年11月，HemCon止血繃帶獲美國FDA(Foodand Drug Administration)認可。以殼聚糖為主要成分的止血繃帶具有良好的生物相容性和生物可降解性，具有抗菌、消炎、止血、減少創面滲出和促進創傷組織再生、修復、愈合的作用。近年來，國內也陸續報道對殼聚糖止血敷料的研究，例如有幾丁糖/海藻酸敷料、幾丁糖膜、殼聚糖無紡布敷料等，在動物的皮膚切割傷止血實驗中表現出一定的止血效果。如，崔永紅等制備了一種明膠-聚乙烯醇-殼聚糖凍干膜，發現這種材料對動物的創傷滲血具有很好的止血效果，膜止血時間短，出血量少，止血效果可靠(牙體牙髓牙周病學雜志，2005,15 (3):148 — 151)。但是殼聚糖材料的親水性比較差，溶解性也比較差，因此在止血材料中用量不能太高，從而影響了其止血效果。

【發明內容】

[0004]針對現有技術中的不足 ，本發明旨在提供一種殼聚糖納米纖維止血材料及其制備方法，采用這種方法，既保留的聚乙烯醇材料良好的吸水性和成纖維性，又結合的殼聚糖材料的優異的抗菌止血性，可在臨床上用于創面的止血，制備方法簡單快捷，效率高。
[0005]為達成上述目的，本發明提出一種殼聚糖納米纖維止血材料，為核-殼型納米纖維，其中殼聚糖形成納米纖維的殼，聚乙烯醇形成納米纖維的核，核-殼型納米纖維的直徑在 100nm-20 μ m。
[0006]進一步，所述殼聚糖納米纖維止血材料由以下原料按照重量份數比制成:30-100份的殼聚糖，0-70份的聚乙烯醇。
[0007]進一步，殼聚糖的分子量為50000-1500000，脫乙酰度為50%_100%，聚乙烯醇的分子量為 5000-200000。
[0008]為達上述目的，本發明另提出一種殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，包括下列步驟:
[0009]I)將殼聚糖溶解到酸溶液中，得到殼溶液，其質量體積濃度為1%_5% (fft/V)，將聚乙烯醇溶解到水中，得到核溶液，其質量體積濃度為l%_20%(Wt/V)；
[0010]2)搭接好靜電紡絲裝置，分別把殼溶液和核溶液裝在相應的注射器內，通過同軸噴射針進行電紡，用搜集裝置搜集產品；
[0011]3)將步驟2)得到的產品并真空干燥4-5小時后，消毒。
[0012]進一步，其中步驟I)中的酸溶液是醋酸水溶液、鹽酸水溶液或三氟乙酸，質量體積濃度為1%-10%。
[0013]進一步，其中步驟I)中殼聚糖是通過磁力攪拌或超聲溶解到酸溶液中。
[0014]進一步，其中步驟2)利用靜電紡絲裝置對殼溶液和核溶液進行電噴的電壓為5KV-35KV ;靜電紡絲裝置的針頭到搜集裝置之間的距離為5cm-50cm。
[0015]進一步，其中步驟2)中的搜集裝置是旋轉鋁箔。
[0016]進一步，其中步驟2)中靜電紡絲裝置的注射器內外推速比為1:2~3:1。
[0017]本發明的有益效果是:采用同軸靜電紡絲的技術，制備具有高殼聚糖含量、高比表面的殼聚糖-聚乙烯醇(CS-PVP)核殼結構的納米纖維止血材料，用于生物體的止血，PVP核具有好的吸水性和成纖維性，外層的CS殼能在創面表面快速形成一層保護膜，起到快速止血的效果，制備方法簡單快捷 ，效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本發明實施例中的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維的結構示意圖。
[0019]圖2本發明實施例中應用同軸靜電紡絲裝置的結構示意圖。
[0020]圖3為圖1中殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0021]為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0022]圖1本發明實施例中的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維的結構示意圖。所述殼聚糖納米纖維止血材料為核-殼型納米纖維，其中殼聚糖形成納米纖維的殼10，聚乙烯醇形成納米纖維的核20，且核-殼型納米纖維由以下原料按照重量份數比制成:30-100份的殼聚糖，0-70份的聚乙烯醇。上述殼聚糖的分子量為50000-1500000，脫乙酰度為50%_100%，聚乙烯醇的分子量為5000-200000。
[0023]圖2為制備殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維所用的同軸靜電紡絲裝置的結構示意圖。同軸靜電紡絲裝置包括高壓直流電源31、注射器32、內針頭33、外針頭34、搜集裝置35和馬達36。將配制好的殼溶液置于注射器的外管中，內管中加入核溶液，調節內外噴嘴的間隙以保證外液順利地流出。高壓直流電源首先加入殼溶液，再經外針頭傳導給核溶液。當電源強度超過某個臨界值后，內外溶液分別從各自的針頭噴出，形成極細噴霧并迅速固化(霧中的溶劑迅速揮發)，轉變成直徑達到納米級的超細纖維，由搜集裝置收集。
[0024]本發明利用同軸靜電 紡絲裝置制備殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維止血的具體步驟如下:
[0025]I)將殼聚糖溶解到酸溶液中，得到殼溶液，其質量體積濃度為1%_5% (fft/V)，將聚乙烯醇溶解到水中，得到核溶液，其質量體積濃度為l%_20%(Wt/V)；
[0026]2)搭接好靜電紡絲裝置，分別把殼溶液和核溶液裝在相應的注射器內，通過同軸噴射針進行電紡，用搜集裝置搜集產品；
[0027]3)將步驟2)得到的產品并真空干燥4-5小時后，消毒。
[0028]下面舉各個實施例對本發明的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維的成分和制備方法進行說明。
[0029]實施例1
[0030]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0031]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓10KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為1520納米。
[0032]實施例2
[0033]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0034]將上述殼聚糖溶液 和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓15KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為1040納米。
[0035]實施例3
[0036]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0037]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓20KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為830納米。
[0038]實施例4
[0039]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于25mL蒸餾水中。
[0040]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓10KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為540納米。
[0041]實施例5
[0042]將0.2克殼聚糖加入10mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0043]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓15KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為1360納米。
[0044]實施例6
[0045]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的醋酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0046]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓15KV，接收距離20cm，內外推速比4ml/h: 4ml/h,電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為1260納米。
[0047]實施例7[0048]將0.2克殼聚糖加入20mL2%的鹽酸中，將0.2克聚乙烯醇溶于IOmL蒸餾水中。
[0049]將上述殼聚糖溶液和聚乙烯醇溶液進行電噴，電噴條件如下:電噴電壓15KV，接收距離20cm，內外推速比2ml/h:4ml/h，電噴Ih后收集得到的產品，真空干燥24h，稱重密封保存，纖維直徑為960納米。
[0050]實驗數據
[0051]本實驗用于驗證殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維止血材料的止血性能及理化性能。所用動物為200-250克大白鼠，將所得CS-PVP納米纖維薄膜經Co60.輻射滅菌后使用。在無菌條件下，20%烏拉坦將大白鼠麻醉后，在其兩側的腹股溝部分別形成致死性創傷。將I小塊本發明的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維薄膜止血材料置于傷口上并壓迫2分鐘。記錄止血時間，并觀察止血材料和創面的結合情況。
[0052]采用上述方法進行止血效果的研究，發現大白鼠的傷口經2分鐘的壓迫后，已經完全止血。且所用的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維止血材料在傷口部位形成以半透明薄膜，覆蓋在傷口上。將止血材料輕輕撕去，創面依然保持一層纖維膜，傷口無出血現象。
[0053]從上述止血實驗可以看出，所制備的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維止血材料具有較好的吸濕性，和血液接觸后能快速形成一層纖維薄膜，覆蓋在傷口上，阻止傷口的進一步出血，表現出優異的止血性能。
[0054]綜上所述，在本發明中，采用同軸靜電紡絲技術制備了具有高殼聚糖含量、高比表面的殼聚糖-聚乙烯醇(CS-PVP)核殼結構的納米材料，用于生物體的止血。實驗證明，本發明的殼聚糖-聚乙烯醇納米纖維具有良好的生物相容性和優異的止血性能，既保留的PVP材料良好的吸水性和成纖維性，又結合的CS材料的優異的抗菌止血性，可在臨床上用于創面的止血。且其制備方法簡單快捷，效率高。`
[0055]綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.一種殼聚糖納米纖維止血材料，其特征在于，所述殼聚糖納米纖維止血材料為核-殼型納米纖維，其中殼聚糖形成納米纖維的殼，聚乙烯醇形成納米纖維的核，核-殼型納米纖維的直徑在100nm-20 μ m。
2.根據權利要求1所述的殼聚糖納米纖維止血材料，其特征在于，由以下原料按照重量份數比制成:30-100份的殼聚糖，0-70份的聚乙烯醇。
3.根據權利要求1所述的殼聚糖納米纖維止血材料，其特征在于，殼聚糖的分子量為50000-1500000，脫乙酰度為50%_100%，聚乙烯醇的分子量為5000-200000。
4.權利要求1中所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，包括下列步驟: 1)將殼聚糖溶解到酸溶液中，得到殼聚糖的殼溶液，其質量體積濃度為1%_5%，將聚乙烯醇溶解到水中，得到核溶液，其質量體積濃度為1%_20% ； 2)搭接好靜電紡絲裝置，分別把殼溶液和核溶液裝在相應的注射器內，通過同軸噴射針進行電紡，用搜集裝置搜集產品，獲得CS-PVP纖維薄膜； 3)將步驟2)得到的產品并真空干燥4-5小時后，消毒。
5.根據權利要求4所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，步驟I)中的酸溶液是醋酸水溶液、鹽酸水溶液或三氟乙酸，質量體積濃度為1%-10%。
6.根據權利要求4所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，步驟I)中殼聚糖是通過磁力攪拌或超聲溶解到酸溶液中。
7.根據權利要求4所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，步驟2)利用靜電紡絲裝置對殼溶液和核溶`液進行電噴的電壓為5KV-35KV ;靜電紡絲裝置的針頭到搜集裝置之間的距離為5cm-50cm。
8.根據權利要求4所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中的搜集裝置是旋轉鋁箔。
9.根據權利要求4所述的殼聚糖納米纖維止血材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中靜電紡絲裝置的注射器內外推速比為1:2~3:1。
【文檔編號】D01F8/18GK103505758SQ201310424666
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】胡勇 申請人:南通南京大學材料工程技術研究院