基于海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种医用敷料，特别涉及一种基于海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料及其制备方法。该方法是：将负载有抗炎、抗菌药物的RAOA水溶液和水溶性助纺剂溶液混合，充分搅拌后得到内管纺丝液，负载有抗炎、抗菌药物的RAOA水溶液中RAOA的取代度为8%~25%，质量分数为1.0%~5.0%，RAOA溶液和水溶性助纺剂溶液的体积比为1:9~6:4；质量分数为5%~10%的明胶六氟异丙醇溶液作为外管纺丝液；采用上述制得的内管纺丝液和外管纺丝液及同轴静电纺丝技术将载药的海藻酸胺化衍生物和明胶同时电纺至医用无纺布上，经1~4 wt%戊二醛蒸汽处理，真空干燥后得到产品医用敷料。

Medical dressing based on alginate derivative electrospun nanocomposite fiber membrane and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
基于海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料及其制备方法
本专利技术涉及一种医用敷料，特别涉及一种基于海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料及其制备方法，属于新材料

技术介绍
静电纺丝是制备超细纤维的一种简单有效的方法，采用静电纺丝制备的纤维尺寸均匀，连续完整。由纤维构成的聚集体比表面积大、孔隙小而贯通、孔隙率高，在生物医用领域如组织工程支架、创面敷料、药物控释等方面具有广阔而巨大的应用潜力。近年来，许多聚合物已经成功地被电纺制备成具有应用前景的生物材料。其中海藻酸盐是从海藻资源中提取的天然多糖聚合物，是一种可再生的海洋资源，具有无毒、成本低、来源广泛、可生物降解等优点，可应用于生物材料的制备中。尤其，电纺海藻酸盐纳米纤维膜结合了海藻酸盐的材料特点和静电纺纳米纤维膜的结构特点，使其具有透气性、止血性、吸液性、与天然细胞质基质相似的结构，能够支持细胞的粘附、增殖和分化。同时，它还可以包载药物促进伤口愈合以及防止疤痕产生等作用，基本满足理想创面敷料的应用要求。然而，由于海藻酸盐糖醛酸单体上含有羟基和羧基亲水基团，在水溶液中易形成分子内氢键作用，造成其分子链刚性增强，不能形成有效链缠结，使其难以进行静电纺丝。为了改善海藻酸盐的这一功能性缺陷，人们采用共混改性的方式将一些助纺剂如钙离子、小分子表面活性剂、丙三醇、聚乙烯醇和聚氧乙烯等掺入海藻酸盐基体中以提高其电纺性能。助纺剂的添加能够降低海藻酸盐溶液的表面张力和电导率，提高分子灵活性，促进有效链缠结的形成，从而提高海藻酸盐的电纺性能。其中，添加第二聚合物如PVA以辅助静电纺丝是制备海藻酸盐超细纤维最有效方法，但是它的缺点是海藻酸盐在复合纤维中的含量降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于应用同轴静电纺丝技术将海藻酸盐的衍生化和明胶的生物活性紧密结合起来开发一种具有载药性、抗菌性和细胞相容性的基于海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海藻酸胺化衍生物，该海藻酸胺化衍生物的制备方法如下：(1)海藻酸钠(SA)用适量水溶解后与无水乙醇、高碘酸钠混合，避光充分搅拌，得到反应液，反应液中海藻酸钠浓度是0.5～2.5％；向反应液中加适量乙二醇避光磁力搅拌以终止反应；用氯化钠和无水乙醇沉淀终止反应后的溶液；将所得沉淀溶解在蒸馏水中，以氯化钠和无水乙醇沉淀该溶液；多次重复沉淀后，将最终所得溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析，经冷冻干燥得到干燥的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物；所述氯化钠和无水乙醇的比例为1g：150～160mL；(2)将步骤(1)制得的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶解在水中，与烷基胺的甲醇溶液混合，充分反应后，加入氰基硼氢化钠，于室温下搅拌反应至充分；将所得反应液装入截留分子量为8000的透析袋中透析，经冷冻干燥得到海藻酸胺化衍生物(RAOA)。作为优选，所述SA的质均分子量Mw≥200000，其单体古洛糖醛酸(G)和甘露糖醛酸(M)的摩尔比G/M≤1.0。作为优选，所述烷基胺为己胺、辛胺或癸胺中的一种或多种。作为优选，该海藻酸胺化衍生物的制备方法如下：(1)将2g海藻酸钠(SA)溶解在100mL蒸馏水中，再加入25mL无水乙醇混合均匀，在上述混合液中加入高碘酸钠后，在室温下避光电动搅拌24h；向上述反应液中加入5mL乙二醇，避光磁力搅拌2h以终止反应；用2.5g氯化钠和400mL无水乙醇沉淀终止反应后的溶液；将所得沉淀溶解在50mL的蒸馏水中，以2g氯化钠和300mL无水乙醇沉淀该溶液；如此重复沉淀3次后，将最终所得溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析，经冷冻干燥得到干燥的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物；(2)将1g高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶解在50mL蒸馏水中，将烷基胺溶解于5mL甲醇中；将溶有烷基胺的甲醇溶液加入高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶液中，反应1h后，再加入0.48g氰基硼氢化钠，于室温下搅拌反应24h；将所得反应液装入截留分子量为8000的透析袋中透析，经冷冻干燥得到海藻酸胺化衍生物(RAOA)。一种海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜医用敷料的制备方法，该方法是：将负载有抗炎、抗菌药物的RAOA水溶液和水溶性助纺剂溶液混合，充分搅拌后得到内管纺丝液，负载有抗炎、抗菌药物的RAOA水溶液中RAOA的取代度为8％～25％，质量分数为1.0％～5.0％，RAOA溶液和水溶性助纺剂溶液的体积比为1:9～6:4；质量分数为5％～10％的明胶六氟异丙醇溶液作为外管纺丝液；采用上述制得的内管纺丝液和外管纺丝液及同轴静电纺丝技术将载药的海藻酸胺化衍生物和明胶同时电纺至医用无纺布上，经1～4wt％戊二醛蒸汽处理，真空干燥后得到产品医用敷料。本专利技术方法通过疏水烷基链的接枝改性，提高海藻酸盐与疏水抗炎抗菌药物的亲和力及其电纺性能；将聚合物的功能化与静电纺丝技术相结合，提高海藻酸衍生物电纺纳米复合纤维膜创面敷料的载药性、抗菌性和细胞相容性。本专利技术方法利用高碘酸钠的氧化特性，将海藻酸盐糖醛酸单体上惰性的连二羟基氧化为活性的双醛基。该氧化过程发生了C-C键的断裂，有效地破坏了海藻酸盐分子链的刚性结构，提高了其分子灵活性。进而通过伯胺缩合和氰基硼氢化钠的还原，得到能够负载疏水性抗炎、抗菌药物的海藻酸胺化衍生物。然后将适量的海藻酸胺化衍生物溶液与抗炎、抗菌药物，以及助纺剂溶液混合均匀作为内管纺丝液。以六氟异丙醇为溶剂，明胶为溶质作为外管纺丝液。以医用无纺布作为基底，通过同轴纺丝技术制备载药性的海藻酸胺化衍生物/明胶复合纤维医用敷料。由于海藻酸盐分子链上含有大量可被修饰的羟基和羧基基团，通过合理的化学偶联方法将适量的疏水侧基接枝到其主链上，通过接枝侧基的疏水缔合作用自组装形成疏水微畴。它一方面增强海藻酸盐的分子灵活性，提高其电纺性能。另一方面提高海藻酸盐与疏水性抗菌抗炎药物分子的亲和力，实现其对疏水性药物的有效负载和可控释放。在众多的改性方法中，氧化-还原胺化反应不仅打开了海藻酸分子链上的糖醛酸，极大地破坏其刚性结构，而且氧化过程所形成的醛基官能团显著地提高了海藻酸盐的还原胺化反应活性，有效地提高了海藻酸盐的分子灵活性。因此它有望与PVA共混形成更紧密的链缠结，制备形貌均一、载药和缓释性能更好的电纺纳米纤维，使海藻酸盐在复合纤维中的含量增高。本专利技术的氧化-还原胺化反应制备海藻酸胺化衍生物的路线图如图1所示。明胶是动物皮、骨等结缔组织中的胶原经部分水解和热变性得到的大分子蛋白质，具有良好透水透气性、生物相容性、可降解性、安全无毒以及容易成形等特性。作为生物蛋白，明胶还可活化巨噬细胞，促进生长因子释放，刺激细胞增殖，有利于保持细胞活力，被认为是极具潜力的环境友好生物材料。采用同轴纺丝的技术将海藻酸盐与明胶复合可以制备功能性更强的海藻酸盐/明胶共混纤维。这种材料生物相容性好，粘附性强，具有促进伤口愈合及止血功能，用作医用纱布、创面敷料时可为创面提供密闭环境，有效隔绝外界细菌侵入，同时该环境潴留的创面渗液中含有巨噬细胞，可增强局部杀菌能力。该共混纤维也具有较好的药物缓释作用，可与局部抗菌药物组合制成基因工程敷料用于感染创面，也可与活性生长因子或活性细胞组合制成基因工程敷料，用于顽固性溃疡及烧伤创面。海藻酸盐/明胶共混纤维因具有高吸湿性常被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海藻酸胺化衍生物，其特征在于该海藻酸胺化衍生物的制备方法如下：(1)海藻酸钠(SA)用适量水溶解后与无水乙醇、高碘酸钠混合，避光充分搅拌，得到反应液，反应液中海藻酸钠浓度是0.5~2.5%；向反应液中加适量乙二醇避光磁力搅拌以终止反应；用氯化钠和无水乙醇沉淀终止反应后的溶液；将所得沉淀溶解在蒸馏水中，以氯化钠和无水乙醇沉淀该溶液；多次重复沉淀后，将最终所得溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析，经冷冻干燥得到干燥的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物；所述氯化钠和无水乙醇的比例为1g：150~160 mL；(2) 将步骤（1）制得的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶解在水中，与烷基胺的甲醇溶液混合，充分反应后，加入氰基硼氢化钠，于室温下搅拌反应至充分；将所得反应液装入截留分子量为8000的透析袋中透析，经冷冻干燥得到海藻酸胺化衍生物(RAOA)。

【技术特征摘要】
1.一种海藻酸胺化衍生物，其特征在于该海藻酸胺化衍生物的制备方法如下：(1)海藻酸钠(SA)用适量水溶解后与无水乙醇、高碘酸钠混合，避光充分搅拌，得到反应液，反应液中海藻酸钠浓度是0.5~2.5%；向反应液中加适量乙二醇避光磁力搅拌以终止反应；用氯化钠和无水乙醇沉淀终止反应后的溶液；将所得沉淀溶解在蒸馏水中，以氯化钠和无水乙醇沉淀该溶液；多次重复沉淀后，将最终所得溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析，经冷冻干燥得到干燥的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物；所述氯化钠和无水乙醇的比例为1g：150~160mL；(2)将步骤（1）制得的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶解在水中，与烷基胺的甲醇溶液混合，充分反应后，加入氰基硼氢化钠，于室温下搅拌反应至充分；将所得反应液装入截留分子量为8000的透析袋中透析，经冷冻干燥得到海藻酸胺化衍生物(RAOA)。2.根据权利要求1所述的海藻酸胺化衍生物，其特征在于：所述SA的质均分子量Mw≥200000，其单体古洛糖醛酸(G)和甘露糖醛酸(M)的摩尔比G/M≤1.0。3.根据权利要求1所述的海藻酸胺化衍生物，其特征在于：所述烷基胺为己胺、辛胺或癸胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的海藻酸胺化衍生物，其特征在于该海藻酸胺化衍生物的制备方法如下：(1)将2g海藻酸钠(SA)溶解在100mL蒸馏水中，再加入25mL无水乙醇混合均匀，在上述混合液中加入高碘酸钠后，在室温下避光电动搅拌24h；向上述反应液中加入5mL乙二醇，避光磁力搅拌2h以终止反应；用2.5g氯化钠和400mL无水乙醇沉淀终止反应后的溶液；将所得沉淀溶解在50mL的蒸馏水中，以2g氯化钠和300mL无水乙醇沉淀该溶液；如此重复沉淀3次后，将最终所得溶液装入截留分子量为3500的透析袋中透析，经冷冻干燥得到干燥的高碘酸钠氧化海藻酸衍生物；(2)将1g高碘酸钠氧化海藻酸衍生物溶解在50mL蒸馏水中，将烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜慧琼，陈秀琼，林强，陈光英，张薇，王月，何淞明，胡继森，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
国别省市：海南,46