一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用。本发明专利技术的共混膜，由铸膜液成型得到，包含缓冲溶液、碱土金属或过渡金属的碳酸盐、介孔二氧化硅和纤维素溶剂，所述缓冲溶液的pH值范围是4.0～10.1。本发明专利技术的方法，包括如下步骤：（1）将介孔二氧化硅粒子分散于含碱土金属或过渡金属的碳酸盐的悬浮液；（2）步骤（1）的悬浮液加入缓冲溶液再与预冷的纤维素溶液混合得铸膜液；（3）步骤（2）制得的铸膜液采用压延法得共混膜。本发明专利技术以纤维素溶液，然后与被碳酸盐包裹的介孔二氧化硅共混，且缓冲溶液与低温对介孔二氧化硅的内外表面都有保护作用，最后压延法制得该类敷料，涉及的制备方法简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及功能高分子材料
，尤其涉及一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用。
技术介绍
医用敷料作为伤口处的覆盖物，在伤口愈合过程中，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合的环境。随着糖尿病患者和慢性溃疡性伤口的増多，医用敷料的市场价値也变得越来越重要。19世纪下半叶，外科医生Gamgee专利技术了具有吸水性和抗菌性的Gamgee敷料，即棉垫。自1962年英国科学家GeorgeWinter博士发现潮湿环境有利于伤口愈合，提出“湿性伤口愈合理论”以来，使得人们对伤口愈合过程的认识有了突破性的进展，各种新式敷料得到了广泛发展，出现了薄膜、泡沫、水凝胶敷料等一系列新型敷料。而目前在我国，外科伤口仍然普遍使用纱布等传统单一敷料。随着人们生活质量的提高，外科患者对伤口愈合、舒适度等要求也相应提高，因此获得一种有利于伤口愈合和疾病康复的敷料己经成为当今科学工作者关注的问题之一。伤口愈合过程是一个复杂的过程，不同的伤口和同一个伤口不同的阶段对敷料有不同的要求，目前没有一种材料能完全满足伤口愈合过程的复杂需要。纤维素及其衍生物作为膜材料己有相当长的历史，在膜工业中起着举足轻重的作用。纤维素是自然界中最丰富一种生物质资源，它们来源广泛，具有可再生性、可生物降解性及生物相容性等优点，天然纤维素分子及其衍生物，医药上广泛用于增稠、赋形、缓释、控释、成膜等目的。由于其原料广泛，与人体、环境的相容性好，得到人们极大的关注。因伤口渗液以及敷料里药物的流失导致的频繁更换敷料容易损伤伤口新生肉芽并造成二次伤害，而纤维素膜具有疏松多孔的微观形貌，它不但能吸收伤口渗液，同时它的多重联通的孔道结构也能对装载于膜中的药物起到缓释作用，可以减少更换敷料的频率。如果选取适当的药物载体装载药物之后再填充于该膜的微米纳米孔道中，即可得到一种能长效释药的抗菌纤维素敷料，进一步减少更换敷料的频率。药物缓释，就是将药物通过物化等方法负载于载体中，进入体内，通过血液或体液的循环扩散，持续而稳定的将其释放，充分发挥药效，从而达到减少服药次数而治疗病患的目的。1992年，Mobil公司首次报道合成了有序介孔材料，有序介孔材料MCM41的应用研究就引起了人们的重视，它作为一种新型的纳米结构材料，其孔道六方有序排列、大小均匀，孔径可调，具有大比表面积和吸附量等特点，特别适于作为药物载体，近年来备受瞩目。近年来被开发出介孔二氧化硅包括M41S系列（含MCM–41、MCM–48、MCM–50），SBA-n系列（含SBA-1、SBA-2、SBA-3、SBA-6、SBA-8、SBA-12、SBA-15、SBA-16），FDU系列（FDU-1、FDU-2、FDU-5、FDU-12），KIT-5，KIT-6，AMS-8，AMS-10，FSM-16，HMS，它们都被广泛用于药物可控释放体系、基因载体、生物传感系统、细胞内标记以及和其它生物分子如蛋白质的可控缓释载体，其中应用最广泛的就是把介孔二氧化硅作为药物载体。虽然介孔二氧化硅具有上述多重优点，并且制备相对容易，部分已经成功工业化生产，但是由于他们是酸性氧化物，在已知的成本最为低廉、环境最为友好、制备最为简单的纤维素的强碱/尿素溶剂体系下，会被强碱破坏它们的高比表面积的表面和孔道结构，使它们丧失作为药物载体的能力，因此想在此溶剂条件下使介孔二氧化硅与纤维素多孔薄膜结合并载药，形成药物双重控释作用，进行药物长效释放，必须使用一些方法对介孔二氧化硅的表面和孔道进行保护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种吸附性能以及缓释性能好的用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜及其制备方法和应用。本专利技术的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜，由铸膜液成型得到，所述铸膜液包含缓冲溶液、碱土金属或过渡金属的碳酸盐、介孔二氧化硅和纤维素溶剂，所述缓冲溶液的pH值范围是2.2～10.1。本专利技术的如上述的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜的制备方法，包括如下步骤：（1）将介孔二氧化硅粒子分散于碱土金属或过渡金属的氯化物的水溶液中或者碱土金属或过渡金属的硝酸盐的水溶液中，再与碱金属的碳酸盐溶液混合得含碱土金属或过渡金属的碳酸盐的悬浮液；（2）将含碱土金属或过渡金属的碳酸盐的悬浮液分离干燥后加入缓冲溶液形成分散液，再与预冷的纤维素溶液混合得铸膜液；（3）步骤（2）制得的铸膜液倾倒于制膜模板中，采用压延法并在固化液中固化并脱除碱土金属或过渡金属的碳酸盐，得介孔二氧化硅与纤维素共混膜。优选的，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、巴比妥酸缓冲溶液或Tris缓冲溶液，缓冲溶液的摩尔浓度为0.01mol/L～0.5mol/L。优选的，所述分散液的介孔二氧化硅质量浓度为0.01%～20%；所述碱土金属或过渡金属的碳酸盐与介孔二氧化硅的质量比例范围为0.5～10；所述铸膜液中介孔二氧化硅质量浓度为0.05wt%～20wt%。优选的，所述碱土金属为铍、镁、钙、锶或钡；过渡金属为铁、铜、锌、铬、钴或钒；碱金属为锂、钠、钾、铷或铯。优选的，所述碱土金属或过渡金属的氯化物的水溶液中或者碱土金属或过渡金属的硝酸盐的水溶液的浓度为0.01wt%～30wt%，碱金属碳酸盐溶液质量浓度为0.01wt%～30wt%。优选的，所述纤维素溶液中的溶剂为碱/尿素溶液或碱/硫脲溶液，所述的碱的质量浓度为6wt%～10wt%，尿素或硫脲的质量浓度为2wt%～20wt%；所述纤维素溶液中纤维素的质量浓度为0.5wt%～15wt%。纤维素可以为天然高分子纤维素。优选的，所述纤维素溶液预冷至-12℃～0℃。优选的，所述固化液为酸的水溶液。本专利技术的一种敷料，以上述的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜为载体吸附药液。本专利技术的核心材料纤维素，介孔二氧化硅来源易得，介孔二氧化硅外包裹保护碳酸盐种类繁多、碳酸盐种类繁多、复合量可控、药物选择容易，大大提高了其应用范围。本专利技术以纤维素溶液，然后与被碱土金属或过渡金属的碳酸盐包裹的介孔二氧化硅共混，且缓冲溶液与低温对介孔二氧化硅的内外表面都有保护作用，最后压延法制得共混膜，碱土金属或过渡金属的碳酸盐就是一种在强碱环境下能稳定存在的理想外衣，介孔二氧化硅孔道内表面附着的、孔道中填充的以及介孔二氧化硅外表面包裹的该碳酸盐外衣在共混时能阻碍强碱对它内外表面的腐蚀。将被碱土金属或过渡金属碳酸盐保护的介孔二氧化硅分散于缓冲溶液中，缓冲溶液可以渗入到未被该碳酸盐包裹完全的空隙中，在共混时，利用孔隙与外界的碱性纤维素溶液形成的界面以及它本身的缓冲能力，进一步保护介孔二氧化硅的内外表面。本专利技术的制备方法简单易行，无毒无污染，重复性好，且不需要添加任何化学胶粘剂、引发剂和致孔剂，反应产物温和无污染，环境友好。本方法制备的敷料具有良好的生物相容性及生物学活性，并具备较高的拉伸强度，具有多孔结构，透气性、保湿性良好，能有效吸收伤口渗液，不会粘连伤口，可加速上皮细胞生长，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜，其特征在于：由铸膜液成型得到，所述铸膜液包含缓冲溶液、碱土金属或过渡金属的碳酸盐、介孔二氧化硅和纤维素溶剂，所述缓冲溶液的pH值范围是4.0～10.1。

【技术特征摘要】
1.一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜，其特征在于：由铸膜液成型得到，所述铸膜液包含缓冲溶液、碱土金属或过渡金属的碳酸盐、介孔二氧化硅和纤维素溶剂，所述缓冲溶液的pH值范围是4.0～10.1。2.如权利要求1所述的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将介孔二氧化硅粒子分散于碱土金属或过渡金属的氯化物的水溶液中或者碱土金属或过渡金属的硝酸盐的水溶液中，再与碱金属的碳酸盐溶液混合得含碱土金属或过渡金属的碳酸盐的悬浮液；（2）将含碱土金属或过渡金属的碳酸盐的悬浮液分离干燥后加入缓冲溶液形成分散液，再与预冷的纤维素溶液混合得铸膜液；（3）步骤（2）制得的铸膜液倾倒于制膜模板中，采用压延法并在固化液中固化得介孔二氧化硅与纤维素共混膜。3.如权利要求2所述的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、巴比妥酸缓冲溶液或Tris缓冲溶液，缓冲溶液的摩尔浓度为0.01mol/L～0.5mol/L。4.如权利要求2所述的一种用碳酸盐和缓冲溶液双重保护的介孔二氧化硅与纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述分散液的介孔二氧化硅质量浓度为0.01%～20%；所述碱土金属或过渡金属的碳酸盐与介孔二氧化硅的质量比例范围为0.5～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻发全，沈陟，薛亚楠，王建芝，蔡宁，谌伟明，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42