一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法技术

一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法，它涉及一种壳聚糖基纳米纤维膜的制备方法。本发明专利技术解决现有医用伤口敷料药物释放持续性差及药物释放率低的问题。制备方法：一、配制纺丝前驱液；二、制备载药纳米纤维膜，得到可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜。本发明专利技术用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的其制备。

A preparation method of chitosan-based drug-loaded nanofiber membrane for medical wound dressing

【技术实现步骤摘要】
一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法
本专利技术涉及一种壳聚糖基纳米纤维膜的制备方法。
技术介绍
静电纺丝技术是通过纺丝液与收集板之间电场力的作用制备纳米尺度纤维的一种常用的方法，其主要优势在于操作工艺的简易、成本的低廉和成品纤维应用领域的广泛。利用静电纺丝技术制备的纳米纤维具有极高的比表面积和孔隙率，具有广泛的应用前景和应用价值。而这种高比表面、高孔隙率的特性正是伤口敷料所需要的，满足了其透气以及能够搭载药物的结构。壳聚糖，由甲壳素的部分脱乙酰化得到，具有特殊的理化性质和优异的生物性能，如生物相容性、可生物降解性、无毒性和抑菌活性等。壳聚糖在生物医用领域包括组织工程支架、药物递送以及伤口敷料等方面具有潜在的应用价值。将壳聚糖作为原料制备伤口敷料材料时，除了具有电纺纳米纤维独特的高比表面积、高孔隙率以外，其自身优异的生物性能能够增加伤口敷料对伤口处滋生细菌的抑制，促进伤口的愈合，且对组织细胞没有毒副作用。然而，由于分子链上存在大量的氨基基团，壳聚糖分子本身的可纺性能很差。为了解决这个问题，通常将壳聚糖与其它可纺性能较好的聚合物如聚乙烯醇、聚乳酸等共混，从而提升壳聚糖的可纺性能。聚乙烯醇具有优异的水溶性，并且和壳聚糖分子的相容性很好，所以可以将聚乙烯醇与壳聚糖共混进行纺丝，制备壳聚糖/聚乙烯醇复合电纺纳米纤维。同时，由于聚乙烯醇具有良好的生物相容性和无毒性，以聚乙烯醇为原料制备得到的纳米纤维同样可以广泛应用于医用领域。常用的应用于医用伤口敷料的壳聚糖基纳米纤维膜通常由壳聚糖和聚乙烯醇两种成分组成。然而壳聚糖基纳米纤维膜的透气性好，成本较低，制备工艺简单，对组织细胞无毒副作用。但由于纳米纤维膜并没有搭载抗菌性药物，其具有的抑制伤口处滋生细菌的活性较弱，且现有医用伤口敷料药物释放持续性差及药物释放率低。
技术实现思路
本专利技术要解决现有医用伤口敷料药物释放持续性差及药物释放率低的问题，而提供一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法。一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法，它是按以下步骤进行的：一、配制纺丝前驱液：①、将壳聚糖加入到蒸馏水中，然后加入冰醋酸，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液；所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分数为2％～5％；所述的冰醋酸的体积与壳聚糖的质量比为(0.5～1)mL:1g；②、将聚乙烯醇加入到蒸馏水中，浸泡4h～8h，然后置于水浴锅中，在温度为70℃～90℃的条件下，恒温搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，静置冷却，得到聚乙烯醇溶液；所述的聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分数为5％～10％；③、以速度为0.5g/min～1g/min，将干燥的石墨颗粒及硝酸钠加入到质量百分数为98％的浓硫酸中，然后以速度为0.5g/min～1g/min，加入高锰酸钾，得到混合体系，在温度为12℃～14℃的条件下，搅拌2h～5h，然后升温至30℃～40℃，并在温度为30℃～40℃的条件下，反应25min～35min，得到反应液，以速度为30mL/min～40mL/min，将蒸馏水A加入到反应液中，并保持反应液温度为45℃～55℃，然后将温度升至80℃～90℃，并在温度为80℃～90℃条件下，反应25min～35min，最后加入蒸馏水B和质量百分数为30％的过氧化氢，反应直至颜色由深色变为黄色，得到产物，然后对产物进行洗涤，过滤，直到洗涤液的pH达到6～7，最后将产物进行离心处理，加入蒸馏水C并超声处理，到氧化石墨烯水分散液；所述的干燥的石墨颗粒与硝酸钠的质量比为1:(0.5～2)；所述的干燥的石墨颗粒的质量与质量百分数为98％的浓硫酸的体积比为1g:(10～50)mL；所述的干燥的石墨颗粒与高锰酸钾的质量比为1:(1～5)；所述的反应液与蒸馏水A的体积比为1:(1～2)；所述的反应液与蒸馏水B的体积比为1:(3～5)；所述的反应液与质量百分数为30％的过氧化氢的体积比为1:(3～5)；所述的氧化石墨烯水分散液中氧化石墨烯的质量百分数为1％～2％；④、将药物加入到蒸馏水中，搅拌均匀，得到药物水分散液；所述的药物水分散液中药物的质量百分数为1％～10％；⑤、按重量份数将10份～30份壳聚糖溶液、70份～90份聚乙烯醇溶液、1份～5份氧化石墨烯水分散液及1份～5份药物水分散液混合，搅拌10min～15min，得到纺丝前驱液；二、制备载药纳米纤维膜：对注射器的针头进行磨平处理，然后将纺丝前驱液加入到磨平针头的注射器中，在高压电源电压为23kV～27kV、针头距收集板的距离为15cm～20cm、针头内径为0.7mm～0.9mm、温度为25℃～35℃及相对湿度小于45％的条件下，利用静电纺丝设备进行纺丝，纺丝12h～15h，得到可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜。本专利技术的有益效果是：以具有优异的生物性能的壳聚糖作为原料，利用改性Hummers法制备的氧化石墨烯作为高附加值的纳米填料，利用静电纺丝技术制备了搭载抗菌类药物。整个制备工艺流程简易、成本较低、工艺周期短。制备得到的载药纳米纤维膜体外药物释放率高，当负载环丙沙星时，168h药物释放率可达到96.5％，药物的缓释行为得以调节，避免了在缓释开始时的“突然”释放，实现了药物的持续释放。载药纳米纤维膜的抑菌活性强，细胞毒性小，与组织上皮细胞的相容性好。相较于未搭载抗菌类药物的纳米纤维膜，这种载药纳米纤维膜的抑菌活性较强；相较于现在普遍的伤口敷料，这种载药纳米纤维敷料的细胞毒性小，与组织上皮细胞的相容性好。本专利技术用于一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法。附图说明图1为药物缓释曲线，1为对比实验一制备的CS/PVA/Cip膜，2为实施例二制备的CS/PVA/GO/CipHcl膜，3为对比实验二制备的CS/PVA/CipHcl膜，4为实施例一制备的CS/PVA/GO/Cip膜；图2为图1的局部放大图，1为对比实验一制备的CS/PVA/Cip膜，2为实施例二制备的CS/PVA/GO/CipHcl膜，3为对比实验二制备的CS/PVA/CipHcl膜，4为实施例一制备的CS/PVA/GO/Cip膜；图3为大肠杆菌的抑菌活性测试实物图，a为对比实验四制备的CS/PVA膜，b为对比实验三制备的CS/PVA/GO膜，c为对比实验二制备的CS/PVA/CipHcl膜，d为实施例二制备的CS/PVA/GO/CipHcl膜，e为对比实验一制备的CS/PVA/Cip膜，f为实施例一制备的CS/PVA/GO/Cip膜；图4为金黄色葡萄球菌的抑菌活性测试实物图，a为对比实验四制备的CS/PVA膜，b为对比实验三制备的CS/PVA/GO膜，c为对比实验二制备的CS/PVA/CipHcl膜，d为实施例二制备的CS/PVA/GO/CipHcl膜，e为对比实验一制备的CS/PVA/Cip膜，f为实施例一制备的CS/PVA/GO/Cip膜；图5为枯草芽孢杆菌的抑菌活性测试实物图，a为对比实验四制备的CS/PVA膜，b为对比实验三制备的CS/PVA/GO膜，c为对比实验二制备的CS/PVA/CipHcl膜，d为实施例二制备的CS/PVA/GO/CipHcl膜，e为对比实验一制备的CS/PVA/Cip膜，f为实施例一制备的CS/PV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、配制纺丝前驱液：①、将壳聚糖加入到蒸馏水中，然后加入冰醋酸，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液；所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分数为2％～5％；所述的冰醋酸的体积与壳聚糖的质量比为(0.5～1)mL:1g；②、将聚乙烯醇加入到蒸馏水中，浸泡4h～8h，然后置于水浴锅中，在温度为70℃～90℃的条件下，恒温搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，静置冷却，得到聚乙烯醇溶液；所述的聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分数为5％～10％；③、以速度为0.5g/min～1g/min，将干燥的石墨颗粒及硝酸钠加入到质量百分数为98％的浓硫酸中，然后以速度为0.5g/min～1g/min，加入高锰酸钾，得到混合体系，在温度为12℃～14℃的条件下，搅拌2h～5h，然后升温至30℃～40℃，并在温度为30℃～40℃的条件下，反应25min～35min，得到反应液，以速度为30mL/min～40mL/min，将蒸馏水A加入到反应液中，并保持反应液温度为45℃～55℃，然后将温度升至80℃～90℃，并在温度为80℃～90℃条件下，反应25min～35min，最后加入蒸馏水B和质量百分数为30％的过氧化氢，反应直至颜色由深色变为黄色，得到产物，然后对产物进行洗涤，过滤，直到洗涤液的pH达到6～7，最后将产物进行离心处理，加入蒸馏水C并超声处理，到氧化石墨烯水分散液；所述的干燥的石墨颗粒与硝酸钠的质量比为1:(0.5～2)；所述的干燥的石墨颗粒的质量与质量百分数为98％的浓硫酸的体积比为1g:(10～50)mL；所述的干燥的石墨颗粒与高锰酸钾的质量比为1:(1～5)；所述的反应液与蒸馏水A的体积比为1:(1～2)；所述的反应液与蒸馏水B的体积比为1:(3～5)；所述的反应液与质量百分数为30％的过氧化氢的体积比为1:(3～5)；所述的氧化石墨烯水分散液中氧化石墨烯的质量百分数为1％～2％；④、将药物加入到蒸馏水中，搅拌均匀，得到药物水分散液；所述的药物水分散液中药物的质量百分数为1％～10％；⑤、按重量份数将10份～30份壳聚糖溶液、70份～90份聚乙烯醇溶液、1份～5份氧化石墨烯水分散液及1份～5份药物水分散液混合，搅拌10min～15min，得到纺丝前驱液；二、制备载药纳米纤维膜：对注射器的针头进行磨平处理，然后将纺丝前驱液加入到磨平针头的注射器中，在高压电源电压为23kV～27kV、针头距收集板的距离为15cm～20cm、针头内径为0.7mm～0.9mm、温度为25℃～35℃及相对湿度小于45％的条件下，利用静电纺丝设备进行纺丝，纺丝12h～15h，得到可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜。...

【技术特征摘要】
1.一种可应用于医用伤口敷料的壳聚糖基载药纳米纤维膜的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、配制纺丝前驱液：①、将壳聚糖加入到蒸馏水中，然后加入冰醋酸，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液；所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分数为2％～5％；所述的冰醋酸的体积与壳聚糖的质量比为(0.5～1)mL:1g；②、将聚乙烯醇加入到蒸馏水中，浸泡4h～8h，然后置于水浴锅中，在温度为70℃～90℃的条件下，恒温搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，静置冷却，得到聚乙烯醇溶液；所述的聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量百分数为5％～10％；③、以速度为0.5g/min～1g/min，将干燥的石墨颗粒及硝酸钠加入到质量百分数为98％的浓硫酸中，然后以速度为0.5g/min～1g/min，加入高锰酸钾，得到混合体系，在温度为12℃～14℃的条件下，搅拌2h～5h，然后升温至30℃～40℃，并在温度为30℃～40℃的条件下，反应25min～35min，得到反应液，以速度为30mL/min～40mL/min，将蒸馏水A加入到反应液中，并保持反应液温度为45℃～55℃，然后将温度升至80℃～90℃，并在温度为80℃～90℃条件下，反应25min～35min，最后加入蒸馏水B和质量百分数为30％的过氧化氢，反应直至颜色由深色变为黄色，得到产物，然后对产物进行洗涤，过滤，直到洗涤液的pH达到6～7，最后将产物进行离心处理，加入蒸馏水C并超声处理，到氧化石墨烯水分散液；所述的干燥的石墨颗粒与硝酸钠的质量比为1:(0.5～2)；所述的干燥的石墨颗粒的质量与质量百分数为98％的浓硫酸的体积比为1g:(10～50)mL；所述的干燥的石墨颗粒与高锰酸钾的质量比为1:(1～5)；所述的反应液与蒸馏水A的体积比为1:(1～2)；所述的反应液与蒸馏水B的体积比为1:(3～5)；所述的反应液与质量百分数为30％的过氧化氢的体积比为1:(3～5)；所述的氧化石墨烯水分散液中氧化石墨烯的质量百分数为1％～2％；④、将药物加入到蒸馏水中，搅拌均匀，得到药物水分散液；所述的药物水分散液中药物的质量百分数为1％～10％；⑤、按重量份数将10份～30份壳聚糖溶液、70份～90份聚乙烯醇溶液、1份～5份氧化石墨烯水分散液及1份～5份药物水分散液混合，搅拌10min～15min，得到纺丝前驱液；二、制备载药纳米纤维膜：对注射器的针头进行磨平处理，然后将纺丝前驱液加入到磨平针头的注射器中，在高压电源电压为23kV～27kV、针头距收集板的距离为15cm～20cm、针头内径为0.7mm～0.9mm、温度为25℃～35℃及相对湿度小于45％的条件下，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大伟，杨帅，刘永旭，陈思佳，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23