本发明专利技术涉及聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜及其制备方法，属于医疗器械领域。制备方法：首先通过调节聚乙烯醇与胶原蛋白的质量比和浓度，评价纺丝纤维的形貌，确定聚乙烯醇与胶原蛋白的最佳比例80:20，最佳浓度8％；然后，添加季铵化壳聚糖浓度为5％时，通过静电纺丝技术制得聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜。本发明专利技术的复合纤维膜制备简便，具有良好的柔韧性和力学性能，能够快速止血，并且能在伤口表面形成一层保护性的纤维毡，促进伤口修复，阻止细菌感染，从而治愈皮肤损伤，兼备止血、抗菌抗炎、创伤修复等功能，很适合作为止血、创伤修复、医用器械材料，具有很好的应用前景。
A polyvinyl alcohol / collagen / quaternary ammonium chitosan electrospun composite fiber membrane and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜及其制备方法
本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种具有抗菌抗炎、创伤修复、止血功能的复合纤维膜及其制备方法。
技术介绍
各种创伤、烧伤、手术等原因导致的人体损伤是临床常见现象。目前医用创伤修复材料根据其发展主要有三大类：传统敷料，合成修复材料和生物修复材料。当前，生物修复材料是一类比较先进的医用材料，特别是通过创伤局部补充外源性的细胞因子可达到愈合的效果。但这类材料普遍存在一些缺陷：材料来源少，价格高，性能单一、创面愈合速度慢且有瘢痕的问题。功能单一的传统敷料已不能满足伤口愈合的要求，与传统的纱布敷料相比，抗菌敷料除了具有传统敷料的功能外，不仅可以满足“湿润伤口愈合”，还可缩短创面愈合的时间，降低感染率。目前，基于壳聚糖开发出多种类型的创伤敷料，如静电纺法制备出的纳米纤维膜、水凝胶和海绵等类型的敷料，已经取得了良好的效果。随着研究和应用的发现，其力学、吸湿、抗菌、止血等性能有时不能满足创伤愈合的需要，要求我们必须与其它材料共混、复合或负载抗菌剂提高促愈效果。壳聚糖(Chitosan，CS)是由甲壳素脱乙酰化得到的天然聚阳离子多糖，具有凝血、抑菌、促伤口愈合、抑制瘢痕等多种作用，生物相容性好、无免疫原性和无刺激性。壳聚糖的止血机理至今尚未完全阐明，可能引起红细胞的聚集、血小板的激活、凝血系统的激活和降低纤维蛋白溶解等。促伤口愈合时四种凝血机制同时启动达到快速止血。现已开发成止血材料敷料、止血海绵(壳聚糖-类人胶原蛋白海绵等)、止血粉、止血膜(壳聚糖/海藻酸钠-云南白药复合膜、介孔生物活性玻璃/壳聚糖复合膜)等。前期本课题组研制出低分子量O-季铵化壳聚糖，壳聚糖季铵化发生在OH上，链中-NH2基团保留，与市场上的壳聚糖材料(季铵化壳聚糖生物胶体液，复可邦)比较，合成和提纯简便、成本低、水溶性好，具有广谱抗菌性及无毒性。胶原蛋白(Collagen，COL)具有很好的生物学性能，如可生物降解性、低抗原性、细胞适应性、生物相容性和促进细胞增殖作用及加速血小板凝聚等。胶原具有极强的亲水性，能吸附创面聚集渗血形成血痂，阻塞断裂的血管，同时，胶原也可刺激血小板加速释放凝血因子，加速内源性凝血机制，达到快速止血。本专利技术选用自制的海洋鱼皮胶原蛋白为原料，该原料具有天然三股螺旋结构，止血性能及生物相容性与血液来源的胶原蛋白基本相同，与人血液、陆生动物来源的胶原蛋白相比，可大大降低传播人畜共患疾病的风险。目前，现有的胶原蛋白止血材料多为胶原蛋白海绵、明胶海绵，该类材料在止血过程中能够迅速吸收血液而变成红色，且被血液所浸透，但吸收血液后材料松软易散部分溶解，很难与出血点紧密贴合，止血效果有限。如果将胶原蛋白和季铵化壳聚糖通过静电纺丝制成静电纺丝复合纤维膜，接触到出血点时，可以与创面紧密粘附，在膜材料周围形成止血痂，完成止血过程。与止血海绵相比，静电纺丝复合纤维膜能够通过快速止血和紧密贴合，减少血液流出量，达到高效、快速止血的效果。但是，如果直接将胶原蛋白与季铵化壳聚糖进行静电纺丝成纤维膜，膜的力学性能较差，因此，需要将胶原蛋白、季铵化壳聚糖与其它材料(如聚乙烯醇)共纺，以增加静电纺丝纤维膜的拉伸强度，改善其机械性能，且可调控降解时间。聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物。医药级聚乙烯醇，对人体无毒，无副作用，具有良好的生物相容性，尤其在医疗中的如其水性凝胶在眼科、伤口敷料和人工关节方面的有广泛应用，是一种极安全的高分子有机物。静电纺丝技术是一种利用静电力将聚合物溶液或熔体进行喷拉伸，从而获得纳米级纤维膜的方法，成本低廉，适用于比较广泛的原料，是制备纳米纤维膜最简单、高效的方法之一。与传统敷料相比，静电纺丝制备的纳米纤维伤口敷料具有较大的比表面积、可调控的孔隙率和较好的延展性等优势。在生物
，纳米纤维膜以无纺布超细纤维的形式存在，纤维直径从几微米到几纳米，其依靠纤维随机排列的特性，能够模仿天然细胞外基质的结构，可以为细胞的粘附，增殖和分化提供理想的微环境，同时为细胞生长提供一个良好的支架。静电纺丝纳米敷料的多孔结构使之具有很好的透气性，既有益于细胞呼吸，又可抑制细菌感染伤口，并能促进细胞增殖和加速创面愈合，是一种高科技的功能性创伤敷料，具有良好的发展前景。此外，电纺丝制品具有很高的比表面积，可以大量携载包括抗菌药物在内的多种药物，能促进受损皮肤的恢复。本专利技术选用自制海洋鱼皮胶原蛋白和自制季铵化壳聚糖为止血和抗菌抗炎材料，通过静电纺丝技术与聚乙烯醇共纺制成聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜，系统研究该材料的物理化学性能，并通过兔耳动脉创伤模型及兔肝脏创伤模型评价其止血、抗菌、创伤修复功能。该复合纤维膜有良好的柔韧性和力学性能，能够快速止血，并且能在伤口表面形成一层保护性的纤维毡，促进伤口修复，阻止细菌感染，从而治愈皮肤损伤，具备抗菌抗炎、创伤修复、止血等功能。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种利用静电纺丝方法制备具有抗菌抗炎、创伤修复、止血功能的聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜。该复合纤维膜有良好的柔韧性和力学性能，能够快速止血，并且能在伤口表面形成一层保护性的纤维毡，促进伤口修复，阻止细菌感染，从而治愈皮肤损伤；本专利技术目的之二在于提供聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜的制备方法。本专利技术聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜是通过以下技术方案实现的：该复合纤维膜为聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜，即PCQC；其中，所用聚乙烯醇为PVA-1788型；所用胶原蛋白来自于自制的海洋鱼皮胶原蛋白，具有天然三股螺旋结构，具有典型的α1、α2、β和γ肽链，属于Ⅰ型胶原；该复合纤维膜所用的季铵化壳聚糖为O-(N-甲基-N-(5-苯基-1,3,4-恶二唑-2-硫代辛烷基)-N-羟乙基-N-乙基)-壳聚糖溴化铵，即QAS-CS，如下：本专利技术的制备方法是首先通过调节聚乙烯醇与胶原蛋白的质量比，评价纺丝纤维的形貌，确定聚乙烯醇与胶原蛋白的最佳比例；其次，调节聚乙烯醇与胶原蛋白混合溶液的浓度，根据静电纺丝纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳浓度；最后，在最佳比例和浓度下，调节季铵化壳聚糖的含量，根据静电纺丝纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜的最佳制备工艺，具体制备方法如下：(1)聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳比例的确定称取一定质量比例的聚乙烯醇和胶原蛋白溶于一定溶剂中，配成一定质量浓度的溶液，固定电压、流速、接收距离等纺丝参数进行纺丝得到聚乙烯醇/胶原蛋白纤维，根据纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳比例。所述一定质量比例是指聚乙烯醇和胶原蛋白的质量比90:10、80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80、10:90；所述一定质量浓度是指聚乙烯醇和胶原蛋白的溶液浓度为1％～20％之间的浓度；所述一定溶剂是指六氟异丙醇、乙酸、水、三氟乙酸中的一种；所述电压、流速、接收距离等纺丝参数是指电压18KV，流速0.2mL/h，接收距离15cm；(2)聚乙烯醇/胶原蛋白的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术复合纤维膜为聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜，即PCQC；其中，所用聚乙烯醇为PVA‑1788型；所用胶原蛋白来自于自制的海洋鱼皮胶原蛋白，具有天然三股螺旋结构，具有典型的α1、α2、β和γ肽链，属于Ⅰ型胶原；该复合纤维膜所用的季铵化壳聚糖为O‑(N‑甲基‑N‑(5‑苯基‑1,3,4‑恶二唑‑2‑硫代辛烷基)‑N‑羟乙基‑N‑乙基)‑壳聚糖溴化铵，即QAS‑CS，如下：
【技术特征摘要】
1.本发明复合纤维膜为聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜，即PCQC；其中，所用聚乙烯醇为PVA-1788型；所用胶原蛋白来自于自制的海洋鱼皮胶原蛋白，具有天然三股螺旋结构，具有典型的α1、α2、β和γ肽链，属于Ⅰ型胶原；该复合纤维膜所用的季铵化壳聚糖为O-(N-甲基-N-(5-苯基-1,3,4-恶二唑-2-硫代辛烷基)-N-羟乙基-N-乙基)-壳聚糖溴化铵，即QAS-CS，如下：2.本发明复合纤维膜的制备方法是首先通过调节聚乙烯醇与胶原蛋白的质量比，评价纺丝纤维的形貌，确定聚乙烯醇与胶原蛋白的最佳比例；其次，调节聚乙烯醇与胶原蛋白混合溶液的浓度，根据静电纺丝纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳浓度；最后，在最佳比例和浓度下，调节季铵化壳聚糖的含量，根据静电纺丝纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜的最佳制备工艺。3.本发明复合纤维膜的制备方法，特征在于：(1)聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳比例的确定称取一定质量比例的聚乙烯醇颗粒和胶原蛋白溶于一定溶剂中，配成一定质量浓度的溶液，固定电压、流速、接收距离等纺丝参数进行纺丝得到聚乙烯醇/胶原蛋白纤维，根据纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳比例；(2)聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳浓度的确定利用(1)中聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳比例，调节聚乙烯醇和胶原蛋白混合溶液浓度，溶于一定溶剂中，固定电压、流速、接收距离等纺丝参数进行纺丝得到聚乙烯醇/胶原蛋白纤维，根据纤维的形貌确定聚乙烯醇/胶原蛋白的最佳浓度；(3)聚乙烯醇/胶原蛋白/季铵化壳聚糖静电纺丝复合纤维膜的制备根据(1)和(2)的最佳比...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春华，侯桂革，谢宪瑞，丛蔚，
申请(专利权)人：滨州医学院，
类型：发明
国别省市：山东,37
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