本發(fā)明屬于醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有快速止血功能的氧化纖維素納米纖維膜片的制備方法。

背景技術(shù)：

氧化纖維素也稱C-6羧基纖維素，是纖維素C-6位伯羥基被選擇性氧化的衍生物。氧化纖維素具有優(yōu)良的生物相容性、生物安全性和生物可降解性，在醫(yī)療行業(yè)中可作為止血紗布、手術(shù)縫合線等使用，目前臨床上最廣泛應(yīng)用的此類產(chǎn)品是由美國(guó)強(qiáng)生公司生產(chǎn)的速即紗系列可吸收止血產(chǎn)品。

纖維素的氧化體系主要有兩種：NO₂氧化體系和TEMPO氧化體系。NO₂氧化體系最早可追溯至1942年，該體系對(duì)纖維素伯羥基的選擇性氧化程度較高。經(jīng)過(guò)幾十年的優(yōu)化和改進(jìn)，NO₂氧化體系現(xiàn)在已具有較高的可控性、均一性和選擇性。但作為一種傳統(tǒng)的氧化體系，該方法存在廢氣回收困難、NO₂價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧化物）氧化體系是一種新型的纖維素氧化體系，該體系對(duì)伯羥基的選擇性高，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，近年來(lái)用含TEMPO的共氧化體系對(duì)多糖類高分子進(jìn)行選擇性氧化已成為研究熱點(diǎn)。

目前的氧化纖維素類止血產(chǎn)品大多為傳統(tǒng)工藝紡制而成的紗布，但隨著近年來(lái)靜電紡絲技術(shù)的發(fā)展，納米纖維表現(xiàn)出了傳統(tǒng)纖維不具有的優(yōu)異性能，如高比表面積、高孔隙率、小孔徑等。然而由于纖維素分子內(nèi)和分子間強(qiáng)烈的氫鍵作用導(dǎo)致纖維素難以被常規(guī)溶劑溶解，因此很難用常規(guī)方法直接用纖維素進(jìn)行靜電紡絲。本發(fā)明以纖維素衍生物為原料進(jìn)行靜電紡絲，具有原料易得、溶解方便、紡絲過(guò)程簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

在目前已有的相關(guān)文獻(xiàn)專利中，通常是將纖維素用TEMPO氧化體系氧化之后用膠原蛋白（CN103333356A）、海藻酸鹽（CN104013991A）等進(jìn)行改性，以提高材料的生物相容性或加快止血速率，但其所用的原料一般為傳統(tǒng)的再生纖維素紗布，其網(wǎng)孔較大，對(duì)血小板的聚集效果有限。專利CN103520763A將材料加工成了納米纖維氈，但其氧化方法仍為傳統(tǒng)的NO₂氧化體系，具有原料昂貴、廢氣回收困難等不足。本發(fā)明結(jié)合了靜電紡納米纖維技術(shù)以及新型的TEMPO共氧化體系，目前尚未有以該技術(shù)路線制備氧化纖維素納米纖維止血材料的相關(guān)研究報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的氧化纖維素止血材料存在的止血速率慢的問(wèn)題，而提供一種具有快速止血功能的氧化纖維素納米纖維膜片的制備方法。

本發(fā)明提出的一種具有快速止血功能的氧化纖維素納米纖維膜片的制備方法，具體步驟如下：

（1）將纖維素衍生物溶于易揮發(fā)極性溶劑中，配制成紡絲溶液，通過(guò)靜電紡絲方法，制得纖維素衍生物的納米纖維薄膜；

（2）將所得纖維素衍生物的納米纖維薄膜浸入到堿性溶液中進(jìn)行水解，得到纖維素納米纖維薄膜；

（3）將所得纖維素納米纖維薄膜用TEMPO氧化體系進(jìn)行氧化反應(yīng)，再經(jīng)酸處理、清洗、干燥后，即得到氧化纖維素納米纖維膜片；其中：所述氧化體系為TEMPO/溴化鈉（NaBr）/次氯酸鈉（NaClO）共氧化體系或TEMPO/次氯酸鈉（NaClO）/亞氯酸鈉（NaClO₂）共氧化體系；氧化反應(yīng)中控制纖維素納米纖維薄膜與TEMPO/溴化鈉（NaBr）/次氯酸鈉（NaClO）共氧化體系組成的溶液中pH值為10-11，反應(yīng)溫度為0-25℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)；氧化反應(yīng)中控制纖維素納米纖維薄膜與TEMPO/次氯酸鈉（NaClO）/亞氯酸鈉（NaClO₂）共氧化體系組成的溶液中pH值為6-7，反應(yīng)溫度為25-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)。

本發(fā)明中，所述纖維素衍生物為醋酸纖維素（CA）或醋酸丁酸纖維素（CAB）等纖維素酯，或者甲基纖維素（MC）、羧甲基纖維素（CMC）或乙基纖維素（EC）等纖維素醚中的一種或幾種。

本發(fā)明中，步驟（1）中所述易揮發(fā)極性溶劑為N,N-二甲基甲酰胺（DMF），N,N-二甲基乙酰胺（DMAc），二甲基亞砜（DMSO），丙酮，二氯甲烷（DCM），三氯甲烷（TCM），甲醇，乙醇或水中的一種或幾種的混合溶劑。

本發(fā)明中，步驟（1）中所述紡絲溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-20%。

本發(fā)明中，步驟（1）中所述靜電紡絲方法中施加的直流高壓為5-60kV，基材與電極間的接收距離為50-300mm。

本發(fā)明中，步驟（2）中所述堿性溶液的溶質(zhì)為氫氧化鈉或氫氧化鉀，溶劑為甲醇、乙醇或水中的一種或幾種的混合溶劑。

本發(fā)明中，步驟（2）中所述水解反應(yīng)溫度為15-40℃，反應(yīng)時(shí)間為8-48小時(shí)。

本發(fā)明中，步驟（3）中所述酸處理過(guò)程是將氧化后的纖維素納米纖維膜片在室溫條件下浸入pH值為2-3的鹽酸溶液中，處理時(shí)間為15-30分鐘。

本發(fā)明中，TEMPO/溴化鈉（NaBr）/次氯酸鈉（NaClO）共氧化體系中，控制纖維素納米纖維薄膜與TEMPO的質(zhì)量比為1:0.01-1:0.05，纖維素納米纖維薄膜與NaBr的質(zhì)量比為1:0.1-1:0.5，纖維素納米纖維薄膜與NaClO的質(zhì)量比為1:0.5-1:1.5。

本發(fā)明中，TEMPO/次氯酸鈉（NaClO）/亞氯酸鈉（NaClO₂）共氧化體系中，控制纖維素納米纖維膜與TEMPO的質(zhì)量比為1:0.01-1:0.05，纖維素納米纖維薄膜與NaClO的質(zhì)量比為1:0.1-1:0.5，纖維素納米纖維薄膜與NaClO₂的質(zhì)量比為1:1-1:5。

本發(fā)明的有益效果在于：該氧化纖維素納米纖維膜片以纖維素衍生物為原料，與纖維素相比具有溶解簡(jiǎn)便、加工方便的特點(diǎn)；膜片由納米纖維構(gòu)成，其比表面積遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)紗布，能顯著促進(jìn)血小板的聚集，控制大面積出血；氧化過(guò)程利用了TEMPO共氧化體系，具有選擇性高、反應(yīng)溫和、安全環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1.實(shí)施例1中醋酸纖維素納米纖維的掃描電鏡圖片。其中：(a)為放大倍數(shù)5000倍的電鏡圖片，(b)為放大倍數(shù)40000倍的電鏡圖片。

圖2.實(shí)施例1中水解后的纖維素納米纖維的掃描電鏡圖片。其中：(a)為放大倍數(shù)5000倍的電鏡圖片，(b)為放大倍數(shù)40000倍的電鏡圖片。

圖3.實(shí)施例1中氧化纖維素納米纖維的掃描電鏡圖片。其中：(a)為放大倍數(shù)5000倍的電鏡圖片，(b)為放大倍數(shù)40000倍的電鏡圖片。

圖4.實(shí)施例4中幾種材料的凝血實(shí)驗(yàn)對(duì)比。其中：(a)為醋酸纖維素納米纖維，(b)為纖維素納米纖維，(c)為氧化纖維素納米纖維，(d)為明膠止血海綿，(e)為普通醫(yī)用紗布。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，所舉的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品或方法作概括性例示，有助于更好地理解本發(fā)明，但并不會(huì)限制本發(fā)明范圍

實(shí)施例1

采用醋酸纖維素為原料，溶解于DCM/DMF混合溶劑中制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的溶液，其中DCM與DMF質(zhì)量比為2:1。將此溶液加入到靜電紡絲設(shè)備的液槽中，設(shè)定直流高壓發(fā)生器的電壓為45kV，電極與基材間接收距離為200mm，可以獲得由醋酸纖維素納米纖維堆積而成的薄膜（結(jié)構(gòu)如圖1所示），將此薄膜用去離子水洗滌多次后真空干燥待用。將醋酸纖維素納米纖維薄膜浸入濃度為0.1mol/L的NaOH/乙醇-水溶液中進(jìn)行水解，其中乙醇與水的質(zhì)量比為1:4，反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到纖維素納米纖維薄膜（結(jié)構(gòu)如圖2所示）。稱取0.1gNaBr、0.02gTEMPO，溶于100mL去離子水中，將此溶液置于冰水浴中，保持溶液溫度在5℃以下。稱取1g纖維素納米纖維薄膜加入溶液中，在不斷攪拌下一次性加入10mLNaClO溶液（有效含量約7.5%），用0.1mol/L NaOH溶液調(diào)控溶液pH值在10左右，反應(yīng)約30分鐘后，將膜片取出后放入pH值為2的鹽酸中浸泡30分鐘，然后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到氧化纖維素納米纖維膜（結(jié)構(gòu)如圖3所示）。

由圖1-圖3中各材料的掃描電鏡圖片可以看出，醋酸纖維素納米纖維表面光滑，纖維直徑約800nm；經(jīng)水解反應(yīng)后得到的纖維素納米纖維表面變得粗糙，纖維直徑略有減小，約500nm，且纖維之間發(fā)生了不同程度的卷曲和粘連；氧化后的纖維素納米纖維與氧化前在形貌和直徑上都沒(méi)有太大變化。

實(shí)施例2

采用醋酸纖維素為原料，溶解于丙酮/DMAc混合溶劑中制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的溶液，其中丙酮與DMAc質(zhì)量比為2:1。將此溶液加入到靜電紡絲設(shè)備的液槽中，設(shè)定直流高壓發(fā)生器的電壓為45kV，電極與基材間接收距離為200mm，可以獲得由醋酸纖維素納米纖維堆積而成的薄膜，將此薄膜用去離子水洗滌多次后真空干燥待用。將醋酸纖維素納米纖維薄膜浸入濃度為0.1mol/L的NaOH/乙醇-水溶液中進(jìn)行水解，其中乙醇與水的質(zhì)量比為1:4，反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到纖維素納米纖維薄膜。稱取0.03g TEMPO、2g NaClO₂溶于pH為6.8的磷酸鹽緩沖液中，將溶液加熱至80℃，然后加入1g 纖維素納米纖維膜和10mL NaClO溶液（有效含量約7.5%），反應(yīng)30分鐘后取出，放入pH為2的鹽酸中浸泡30分鐘，然后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到氧化纖維素納米纖維膜。

實(shí)施例3

采用乙基纖維素為原料，溶解于乙醇中制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的溶液。將此溶液加入到靜電紡絲設(shè)備的液槽中，設(shè)定直流高壓發(fā)生器的電壓為45kV，電極與基材間接收距離為200mm，可以獲得由乙基纖維素納米纖維堆積而成的薄膜，將此薄膜用去離子水洗滌多次后真空干燥待用。將乙基纖維素納米纖維薄膜浸入濃度為0.1mol/L的KOH/乙醇-水溶液中進(jìn)行水解，其中乙醇與水的質(zhì)量比為1:4，在50℃反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到纖維素納米纖維薄膜。稱取0.1g NaBr、0.02g TEMPO，溶于100mL去離子水中，將此溶液置于冰水浴中，保持溶液溫度在5℃以下。稱取1g纖維素納米纖維薄膜加入溶液中，在不斷攪拌下一次性加入10mL NaClO溶液（有效含量約7.5%），用0.1mol/L NaOH溶液調(diào)控溶液pH值在10左右，反應(yīng)約30分鐘后，將膜片取出后放入pH為2的鹽酸中浸泡30分鐘，然后用去離子水洗滌多次后真空烘干，得到氧化纖維素納米纖維膜。

實(shí)施例4

分別取(a)醋酸纖維素納米纖維、(b)纖維素納米纖維、(c)氧化纖維素納米纖維、(d)明膠止血海綿、(e)醫(yī)用紗布樣品進(jìn)行凝血實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)方法：將各種材料剪成約1cm×1cm大小平放在表面皿中，取0.1mL檸檬酸鹽全血（血液為新鮮兔血，每毫升血液中加入5mg檸檬酸鈉）分別滴在每個(gè)樣品表面，然后再分別滴加10μL 0.2mol/L 氯化鈣溶液開始凝血，并在37℃培養(yǎng)箱中放置15分鐘。隨后將各樣品分別放入離心管中，逐滴加入10mL蒸餾水，對(duì)比凝血效果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：氧化纖維素納米纖維在與血液接觸后能迅速形成黑色凝膠狀物質(zhì)，使血液凝固，醋酸纖維素納米纖維和纖維素納米纖維均無(wú)此效果；與臨床上常用的止血材料（明膠止血海綿、醫(yī)用紗布）相比，氧化纖維素納米纖維的凝血效果更加明顯。