專利名稱：不對稱型聚氨酯/納米TiO₂薄膜創(chuàng)傷敷料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)用創(chuàng)傷敷料及其制備技術領域，具體涉及一種不對稱型聚氨酯/納米TW2薄膜創(chuàng)傷敷料及其制備方法。
背景技術：
在燒燙傷、植皮區(qū)/供皮區(qū)創(chuàng)面、外科手術創(chuàng)面、以及各類潰瘍、褥瘡、壓瘡、竇道等難愈型慢性創(chuàng)面的臨床治療中，創(chuàng)傷敷料的使用可對傷口的快速愈合起到極大的促進作用。現(xiàn)代醫(yī)學認為，一款理想的醫(yī)用創(chuàng)傷敷料至少應具備如下功能性特點(1)適度的透濕率Q000-2500g/m2_Mh)，以控制創(chuàng)面分泌組織液的蒸發(fā)速率，保證創(chuàng)面處既沒有多余組織液的積累又不至于完全脫水結痂(濕潤愈合理論)；(2)較高的透氣系數(shù)，以加快創(chuàng)面與外界環(huán)境的氧氣/ 二氧化碳交換，促進傷口自愈過程中細胞的移行和有絲分裂增生；C3)高吸水率，以及時吸收創(chuàng)面處多余的組織液，防止組織浸軟、形成水皰甚至細菌感染；(4)高封閉阻隔能力，以抵御外界細菌、污物入侵創(chuàng)面；(5)抑菌性，降低創(chuàng)面發(fā)炎感染幾率；(6)與創(chuàng)面組織不粘結，以減輕更換敷料時病人的疼痛；(7)無生理毒性，以防止敷料的使用對新生組織造成二次傷害。迄今為止，在各類人工創(chuàng)傷敷料材料中，聚氨酯薄膜敷料憑借其優(yōu)異的力學強度、 耐磨性、疲勞壽命、耐水解性以及組織/血液相容性廣受醫(yī)務人員和消費者好評，在臨床上的應用也日漸增多。然而，當前市面上銷售的絕大多數(shù)聚氨酯薄膜敷料都是采用單純的溶劑蒸發(fā)技術制造的，其致密的結構往往導致這類產(chǎn)品的透濕率和吸水率過低。例如，3M公司的Tegaderm ，Johnson-Johnson 公司的Bioclusive 以及 Smith & N印hew 公司的 Op Site 牌號的聚氨酯薄膜敷料，都是當下市面上典型的致密型聚氨酯薄膜敷料，其透濕率分別低至 491 士 44，394 士 12以及792 士 32g/m2_ Mh，而吸水率則僅為31_46%。在臨床應用過程中，過低的透濕率和吸水率都會使組織液大量累積于創(chuàng)面和敷料之間，造成組織浸軟甚至細菌感染等嚴重并發(fā)癥。另一方面，由于結構完全致密，也使得這類薄膜敷料的透氣系數(shù)極低，阻礙了傷口與環(huán)境之間的氣體交換，限制了創(chuàng)面處細胞的移行和有絲分裂增生，不利于傷口的快速愈合。除此之外，由于使用的普通聚氨酯自身并無抑菌活性，因此為了防止創(chuàng)面感染發(fā)炎，生產(chǎn)商在制造過程中通常會采用外添加抗生素的方法來賦予聚氨酯薄膜敷料良好的抑菌性。外加的這些抗生素雖然抑菌效果尚佳，但它們往往具有生理毒性，這不可避免會對傷口處的新生組織造成二次傷害。由此可見，傳統(tǒng)聚氨酯薄膜敷料由于結構上的缺陷導致其多項性能離理想尚存在較大差距，不能完全滿足醫(yī)用創(chuàng)傷敷料使用要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種不對稱型聚氨酯/納米TiO2薄膜創(chuàng)傷敷料。本發(fā)明的另一目的是提供一種不對稱型聚氨酯/納米TiO2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法。
本發(fā)明提供的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料，其特征在于該敷料由致密表皮層和多孔支撐層構成，致密表皮層和多孔支撐層一體成型，其中致密表皮層厚度為 7-15 μ m,多孔支撐層總孔體積為4. 80-5. 24cm3/g,原位生成的納米TW2顆粒均勻分散于整個聚氨酯薄膜中，其粒徑為30-150nm。本發(fā)明提供的上述不對稱型聚氨酯/納米TW2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下(1)將1-9份納米TW2前驅體滴加入由0. 2-10. 5份抑制劑和5_20份溶劑配制而成的混合溶液中，并在25-35°C攪拌15-60分鐘，再將所得黃色透明溶液加入100-200份聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在25-35°C下，用頻率25-45KHZ的超聲波振蕩15-30分鐘，脫泡備用；(2)將制得的混合物溶液涂覆于離型紙上，涂覆厚度為150-300 μ m，并立即于 40-70°C加熱2-10分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入pH值為 3. 5-6. 0的含0-35wt%溶劑的去離子水中凝固5-30分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于30-70°C烘干即可，其中所述物料的份數(shù)均為重量份數(shù)。以上方法中所述納米TiO2前驅體選自鈦酸乙酯、鈦酸四異丙酯或鈦酸正丁酯中的任一種。以上方法中所述抑制劑選自二乙醇胺、三乙醇胺或乙酰丙酮中的任一種。以上方法中所述溶劑選自丁酮、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮、N, N-二甲基乙酰胺或 N，N- 二甲基甲酰胺中的任一種。以上方法中所述聚氨酯溶液選自固含量為25-40wt%的芳香族溶劑型聚氨酯、脂肪族溶劑型聚氨酯或脂環(huán)族溶劑型聚氨酯中的任一種。芳香族溶劑型聚氨酯可以選自甲苯二異氰酸酯(TDI)溶劑型聚氨酯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)溶劑型聚氨酯或多苯基甲烷多異氰酸酯(PAPI)溶劑型聚氨酯中的任一種；脂肪族溶劑型聚氨酯為1，6_己基二異氰酸酯(HDI)溶劑型聚氨酯；脂環(huán)族溶劑型聚氨酯可以選自異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)溶劑型聚氨酯、氫化TDI溶劑型聚氨酯或氫化MDI溶劑型聚氨酯中的任一種。以上芳香族溶劑型聚氨酯的合成參考 C. P. Chwang, S. N. Lee, J. T. Yeh, C. Y. Chen, D. Y. Chao, J. App 1. Polym. Sci.，2002，86 2002中披露的方法；脂肪族溶劑型聚氨酯和脂環(huán)族溶劑型聚氨酯的合成參考 D. K. Lee, H. B. Tsai，J. Appl. Polym. Sci.，2000，75 :167 中披露的方法。以上方法中所述離型紙選自硅系離型紙、聚丙烯離型紙、聚甲基戊烯離型紙或鉻絡合物離型紙中的任一種。為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供的技術方案巧妙的將溶劑蒸發(fā)成膜法、濕法轉相成膜法以及納米粒子原位生成技術進行了有機結合，不僅重新構建了聚氨酯薄膜創(chuàng)傷敷料的結構，彌補了其既有性能的缺陷，大幅提升這種產(chǎn)品的綜合臨床應用價值， 而且為制備聚氨酯/納米TW2薄膜創(chuàng)傷敷料提供了一種新的方法。因為，首先在溶劑蒸發(fā)成膜過程中，隨著溶劑的蒸發(fā)，聚氨酯液膜表面的大分子鏈緊密堆積形成致密表皮層，而在隨后的濕法凝固過程中，由于聚氨酯不溶于水，而溶劑丁酮、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N- 二甲基乙酰胺、N，N- 二甲基甲酰胺與水可以互溶，因此水將不斷從致密表皮層以下的樹脂液膜中萃取出溶劑使其進入水相，而水則進入液膜中誘導均勻的聚氨酯溶液相分離產(chǎn)生一個聚氨酯富相和一個聚氨酯貧相，前者最終生成敷料支撐層的骨架結構，而后者則變成孔洞鑲嵌其中。與此同時，聚氨酯中的納米TiO2前驅體在凝固水的酸引發(fā)下發(fā)生水解-縮聚反應，并于敷料中原位生成納米級T^2顆粒(納米粒子原位生成)。其次，由于本發(fā)明所獲得的是一種不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料，其結構不僅特殊，且還含有原位生成的納米Ti02。其中致密的表皮層可有效抵御外界細菌、污物的入侵，為創(chuàng)面的愈合創(chuàng)造一個封閉潔凈的微環(huán)境；多孔支撐層則具有強吸水能力(可 > 560%),當其與創(chuàng)面接觸時可及時吸收多余的組織液，防止組織液累積造成組織浸軟、 細菌感染等并發(fā)癥；而含有的納米TW2因具有光催化活性，當其吸收一定波長的紫外線后， 可產(chǎn)生氫氧自由基(0H ·)和超氧離子(02_)等活性氧化劑，進而賦予了敷料優(yōu)異的抑菌性 (>82%)0與此同時，在表皮層、支撐層以及納米TiO2粒子的協(xié)同作用下，這種薄膜創(chuàng)傷敷料的透氣系數(shù)不僅是傳統(tǒng)致密型聚氨酯薄膜創(chuàng)傷敷料的5-8倍，使傷口與環(huán)境之間能進行有效的氣體交換，有利于創(chuàng)面處細胞的移行和有絲分裂增生，加快傷口的愈合速率，而且透濕率可達2000-2500g/m2_24h的理想范圍，既可使傷口在愈合過程中始終處于濕潤狀態(tài)， 又不會與創(chuàng)面組織發(fā)生粘結，導致移除時引起病人疼痛。除此之外，因聚氨酯基體與原位生成的納米TW2均無生理毒性，在臨床使用時不會對新生組織造成二次傷害。再次，由于本發(fā)明所獲得的薄膜創(chuàng)傷敷料的致密表皮層和多孔支撐層是一體成型，層間無需像其它多層復合型創(chuàng)傷敷料樣需粘接劑粘接，其結構更加牢固，使用壽命更長；加之在本發(fā)明中，因納米粒子的原位生成與多孔支撐層的濕法凝固成形是同步進行的， 不僅使制造工藝更加簡單，也避免了采用傳統(tǒng)外添加納米粉體法制備聚合物基納米復合材料的兩大缺陷，即工藝復雜(納米粒子需表面改性、物理共混耗時耗能等)且納米粒子容易團聚而失活。與此同時，因制備時加入的抑制劑可有效降低高活性納米T^2前驅體的水解-縮聚反應速率，而聚氨酯基體在空間上也可以限制納米TiO2的過度生長，因而確保了原位生成的無機粒子尺寸維持在納米級，從而還可使其顯現(xiàn)出納米材料的特性。


圖1為本發(fā)明不對稱型聚氨酯/納米TiO2薄膜創(chuàng)傷敷料的截面形貌的掃描電鏡圖 (測試儀器S-520型掃描電鏡，日本日立公司)。由該圖可見，該敷料同時具有一個致密表皮層和一個多孔支撐層。圖2為本發(fā)明不對稱型聚氨酯/納米TiA薄膜創(chuàng)傷敷料中原位生成的納米TiA 形貌掃描電鏡圖(測試儀器S-520型掃描電鏡，日本日立公司)。由該圖可見，原位生成的納米TiA均勻分散于聚氨酯基體中，其粒徑為30-150nm。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述。有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內容作出一些非本質的改進和調整。值得說明的是，以下實施例所用物料的份數(shù)均為重量份。實施例1將1份鈦酸乙酯滴加入由0. 2份二乙醇胺和15份丁酮配制而成的混合溶液中，并在30°C攪拌25分鐘，再將所得黃色透明溶液加入100份固含量為25wt%的MDI溶劑型聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在30°C下，用頻率35KHz的超聲波振蕩20分鐘，脫泡備用；將制得的混合物溶液涂覆于硅系離型紙上，涂覆厚度為150 μ m,并立即于40°C加熱2分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入pH值為4. 5的去離子水中凝固30分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于 40°C烘干即可。實施例2將9份鈦酸正丁酯滴加入由10. 5份乙酰丙酮和15份N，N_二甲基甲酰胺配制而成的混合溶液中，并在35°C攪拌45分鐘，再將所得黃色透明溶液加入200份固含量為40wt% 的氫化MDI溶劑型聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在35°C下，用頻率30KHz的超聲波振蕩30分鐘，脫泡備用；將制得的混合物溶液涂覆于鉻絡合物離型紙上，涂覆厚度為150 μ m，并立即于 70°C加熱10分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入含35wt% N， N-二甲基甲酰胺的pH值為6.0的去離子水中凝固5分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于70°C烘干即可。實施例3將6份鈦酸正丁酯滴加入由6. 2份三乙醇胺和5份N，N- 二甲基乙酰胺配制而成的混合溶液中，并在30°C攪拌60分鐘，再將所得黃色透明溶液加入200份固含量為35wt% 的IPDI溶劑型聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在30°C下，用頻率45KHz的超聲波振蕩20分鐘，脫泡將制得的混合物溶液涂覆于聚甲基戊烯離型紙上，涂覆厚度為150 μ m,并立即于 60 °C加熱8分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入含25wt % N，N- 二甲基乙酰胺的PH值為5. 5的去離子水中凝固10分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于30°C烘干即可。實施例4將3份鈦酸四異丙酯滴加入由2. 6份三乙醇胺和20份環(huán)己酮配制而成的混合溶液中，并在25°C攪拌15分鐘，再將所得黃色透明溶液加入150份固含量為30wt%的HDI溶劑型聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在25°C下，用頻率25KHz的超聲波振蕩15分鐘，脫泡備用；將制得的混合物溶液涂覆于聚丙烯離型紙上，涂覆厚度為150 μ m,并立即于50°C 加熱4分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入含IOwt %環(huán)己酮的pH 值為3. 5的去離子水中凝固20分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于60°C烘干即可。為了考察本發(fā)明制備的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的結構/性能， 本發(fā)明采用掃描電鏡觀察了這些薄膜創(chuàng)傷敷料的致密表皮層厚度和納米TiO2粒徑；采用低溫氮吸附法測定了薄膜創(chuàng)傷敷料的總孔體積；采用倒杯法測定薄膜創(chuàng)傷敷料的透濕率；采用壓差法測定薄膜創(chuàng)傷敷料的透α系數(shù)和透ω2系數(shù)；以樣品吸水前后質量的變化率計算了其吸水率；按照GB15979-2002測定了抑菌率。同時還將商標為Tegaderm ，Bioclusive , Op Site 的傳統(tǒng)致密型聚氨酯薄膜創(chuàng)傷敷料作為對比例測試了相應的性能。所有的測試結果見下表。
權利要求
1.不對稱型聚氨酯/納米TW2薄膜創(chuàng)傷敷料，其特征在于該敷料由致密表皮層和多孔支撐層構成，致密表皮層和多孔支撐層一體成型，其中致密表皮層厚度為7-15 μ m，多孔支撐層總孔體積為4. 80-5. 24cm3/g,原位生成的納米TW2顆粒均勻分散于整個聚氨酯薄膜中，其粒徑為30-150nm。
2.根據(jù)權利要求1所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下(1)將1-9份納米TW2前驅體滴加入由0.2-10. 5份抑制劑和5-20份溶劑配制而成的混合溶液中，并在25-35°C攪拌15-60分鐘，再將所得黃色透明溶液加入100-200份聚氨酯溶液中，并繼續(xù)在25-35°C下，用頻率25-45KHZ的超聲波振蕩15-30分鐘，脫泡備用；(2)將制得的混合物溶液涂覆于離型紙上，涂覆厚度為150-30(^!11，并立即于40-701 加熱2-10分鐘使液膜表面溶劑蒸發(fā)形成致密表皮層后，再將其整體浸入pH值為3. 5-6. 0 的含0-35wt%溶劑的去離子水中凝固5-30分鐘，將凝固成形后的薄膜敷料從離型紙上剝離，再用去離子水充分水洗并于30-70°C烘干即可，其中所述物料的份數(shù)均為重量份數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法中所述納米TW2前驅體選自鈦酸乙酯、鈦酸四異丙酯或鈦酸正丁酯中的任一種。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法， 其特征在于該方法中所述抑制劑選自二乙醇胺、三乙醇胺或乙酰丙酮中的任一種。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法， 其特征在于該方法中所述溶劑選自丁酮、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或 N，N- 二甲基甲酰胺中的任一種。
6.根據(jù)權利要求4所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法中所述溶劑選自丁酮、環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或N， N-二甲基甲酰胺中的任一種。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法， 其特征在于該方法中所述聚氨酯溶液選自固含量為25-40wt%的芳香族溶劑型聚氨酯、脂肪族溶劑型聚氨酯或脂環(huán)族溶劑型聚氨酯中的任一種。
8.根據(jù)權利要求6所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法中所述聚氨酯溶液選自固含量為25-40wt%的芳香族溶劑型聚氨酯、脂肪族溶劑型聚氨酯或脂環(huán)族溶劑型聚氨酯中的任一種。
9.根據(jù)權利要求2或3所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法， 其特征在于該方法中所述離型紙選自硅系離型紙、聚丙烯離型紙、聚甲基戊烯離型紙或鉻絡合物離型紙中的任一種。
10.根據(jù)權利要求8所述的不對稱型聚氨酯/納米T^2薄膜創(chuàng)傷敷料的制備方法，其特征在于該方法中所述離型紙選自硅系離型紙、聚丙烯離型紙、聚甲基戊烯離型紙或鉻絡合物離型紙中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開的不對稱型聚氨酯/納米TiO2薄膜創(chuàng)傷敷料，其特征在于該敷料由致密表皮層和多孔支撐層構成，致密表皮層和多孔支撐層一體成型，其中致密表皮層厚度為7-15μm，多孔支撐層總孔體積為4.80-5.24cm3/g，原位生成的納米TiO2顆粒均勻分散于整個聚氨酯薄膜中，其粒徑為30-150nm。本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明公開的技術方案巧妙的將溶劑蒸發(fā)成膜法、濕法轉相成膜法以及納米粒子原位生成技術進行了有機結合，不僅重新構建了聚氨酯薄膜創(chuàng)傷敷料的結構，彌補了其既有性能的缺陷，大幅提升該產(chǎn)品的綜合臨床應用價值，而且為制備聚氨酯/納米TiO2薄膜創(chuàng)傷敷料提供了一種新的方法。
文檔編號A61L15/18GK102430145SQ20111043917
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月24日 優(yōu)先權日2011年12月24日
發(fā)明者劉潔, 徐輝, 石碧, 范浩軍, 陳意 申請人:四川大學