專利名稱：一種載銀海藻酸纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有高效抗菌作用的載銀海藻酸纖維及制備方法和用途。
背景技術(shù)：
醫(yī)用敷料是用以覆蓋瘡、傷口或其他損害，并且具有輔助愈合的醫(yī)用材料。隨著對(duì)創(chuàng)面愈合過程的病理生理的深入研究，人們對(duì)傷口愈合和護(hù)理的理解更加深刻，使得醫(yī)用敷料不斷改進(jìn)與發(fā)展。如今，新型醫(yī)用敷料已經(jīng)發(fā)生了革命性的變化，而且臨床護(hù)理人員可以根據(jù)不同創(chuàng)傷選用多種不同性能的醫(yī)用敷料。目前，藻酸鹽敷料是國際最先進(jìn)的醫(yī)用敷料。藻酸鹽敷料其主要成分是海藻酸鹽，是在海藻中提取的天然多糖碳水化合物，是一種天然纖維素。由海藻酸纖維制備的醫(yī)用敷料是一種典型的“濕法療法”產(chǎn)品。海藻酸醫(yī)用敷料接觸傷口滲液發(fā)生Na+/Ca2+離子交換，釋放出的Ca2+具有促進(jìn)血凝的作用。隨著離子交換的進(jìn)行，海藻酸鈣逐漸轉(zhuǎn)化成海藻酸鈉，在創(chuàng)口表面形成一層穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠薄層，有效保護(hù)神經(jīng)末稍，避免外界刺激，不易與傷口粘連，減少傷口疼痛。同時(shí)為傷口營造一個(gè)利于組織生長的微環(huán)境(微酸、無氧或低氧、適度濕潤)，促進(jìn)傷口愈合。在創(chuàng)面愈合過程中，創(chuàng)面上的膿血給細(xì)菌生長提供了一個(gè)良好的環(huán)境。由于海藻酸敷料不具備抗菌性能，大大影響了它的推廣使用。銀離子可以與細(xì)菌細(xì)胞中酶蛋白上的活性部分巰基、氨基等結(jié)合，使酶蛋白失活，從而使細(xì)菌的生長和繁殖得到抑制，因而具有廣譜抗菌性。銀離子還能夠存進(jìn)傷口愈合，而且對(duì)人體健康影響微小。國內(nèi)外關(guān)于載銀抗菌敷料的制備技術(shù)近年來已有專利報(bào)道。如一種磺胺嘧啶銀控釋凝膠及制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01010198023. X)，公開了一種具有良好生物相容性和抗菌性的凝膠，但是磺胺嘧啶具有一定的生物毒性；一種載銀海藻酸纖維及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01110366674. X)，將海藻酸纖維直接浸潰在納米銀水溶液中，但是由于納米銀和海藻酸纖維之間沒有相互作用，因此納米銀不能有效的負(fù)載到海藻酸纖維表面；納米銀功能性醫(yī)用敷料的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01210050491.1 )，利用疏水性聚異丁烯粘膠劑將羧甲基纖維素鈉及納米銀和果膠復(fù)合，增加了工藝流程和成本；一種含納米銀/ 二氧化硅的抗菌生物敷料的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01010248217. 6)，得到具有持久高效的殺菌性能的含載銀二氧化硅的殼聚糖/聚乙烯醇抗菌生物敷料，但是殼聚糖/聚乙烯醇不具備吸濕性和給濕性。因此，我們將具有緩釋納米銀粒子的載銀二氧化硅和高效吸濕性、給濕性的海藻酸纖維結(jié)合，得到一種更好的適宜于創(chuàng)面治療的敷料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全無毒且生物相容性好的具有抗菌功能的海藻酸纖維的制備方法，并將其應(yīng)用于醫(yī)用敷料。載銀二氧化硅抗菌海藻酸纖維的制備方法包括在海藻酸纖維表面接枝載銀二氧化硅，制得含載銀二氧化硅的抗菌海藻酸纖維，其具體包括以下步驟a.配制含量為1% 8%的海藻酸纖維溶液，利用濕法紡絲法,經(jīng)噴絲孔將溶液擠出到1% 5%的CaCl2離子浴中，經(jīng)過牽引，加熱拉伸得到抗菌海藻酸纖維。b.將載銀的二氧化硅粉體分散在去離子水中，得到O. 2 2g/L的載銀二氧化硅粉體懸浮液。C.通過將抗菌海藻酸纖維浸潰到載銀二氧化硅粉體懸浮液或?qū)⑤d銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂至抗菌海藻酸纖維上制備載銀海藻酸纖維。負(fù)載銀的海藻酸纖維用于制備無紡布，可作為傷口敷料。也可以先將步驟I)制得的海藻酸纖維加工成織物，或是加工成非織造布，經(jīng)過切割包裝后加工成醫(yī)用紗布，然后浸潰在載銀二氧化硅粉體懸浮液中，或是質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 1% 5%的載銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂到織物表面，得到載銀抗菌敷料。此時(shí)方法相應(yīng)變?yōu)閍.配制含量為1% 8%的海藻酸纖維溶液，利用濕法紡絲法,經(jīng)噴絲孔將溶液擠出到1% 5%的CaCl2離子浴中，經(jīng)過牽引，加熱拉伸得到抗菌海藻酸纖維，并將其加工成織物或非織造布。b.將載銀的二氧化硅粉體分散在去離子水中，得到O. 2 2g/L的載銀二氧化硅粉體懸浮液。c.通過將織物或非織造布浸潰到載銀二氧化硅粉體懸浮液或?qū)⑤d銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂至織物或非織造布上制備載銀載銀抗菌敷料。制備負(fù)載銀的二氧化硅顆粒時(shí)，所用含銀離子溶液為乙酸銀，高氯酸銀，硝酸銀或磷酸銀；所用還原法為在400°C 600°C條件下煅燒(煅燒后進(jìn)行表面羥基修飾)、紫外照射的物理還原法，或者以O(shè). 3mM 1. 2mM的葡萄糖、檸檬酸鈉或纖維素作為還原劑的化學(xué)還原法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要有以下顯著效果選用具有廣譜抗菌性的銀作為抗菌劑，并將銀負(fù)載到二氧化硅中，不僅對(duì)銀離子的釋放起到緩釋作用，可達(dá)到長久抗菌以及提高纖維中銀的抗菌性能長久性的目的，減低了醫(yī)療成本；而且可有效防止銀被氧化，保持銀的抗菌活性。通過浸潰或噴涂的方法，將載銀二氧化硅納米顆粒接枝到海藻酸大分子鏈上，使得銀離子可以有效釋放，由此可以得到抗菌效果持久的海藻酸纖維。


附圖1是載銀二氧化硅中銀含量的EDS圖譜。附圖2是載銀抗菌海藻酸纖維抑菌性實(shí)驗(yàn)的效果圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11.制備載銀二氧化硅載銀二氧化硅顆?？梢园凑找韵虏襟E來制備將O. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的硝酸銀，攪拌2小時(shí)；安裝冷凝回流裝置，將反應(yīng)體系加熱至沸，加入20mL20mM 二水合檸檬酸三鈉水溶液；反應(yīng)3小時(shí)后停止，將其離心、洗滌、干燥，即得載銀二氧化硅抗菌材料。其中，銀含量為30. 2%?；蛘邔. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的高氯酸銀，攪拌2小時(shí)；離心、干燥，600°C煅燒3小時(shí)，得載銀二氧化硅抗菌材料。其中，銀含量約為22. 9%，其EDS譜圖如圖1所示?；蛘邔. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的硝酸銀，攪拌2小時(shí)；離心、干燥，紫外燈照射10小時(shí)，得載銀二氧化硅抗菌顆粒。其中，銀含量為24. 5%。2.制備海藻酸纖維配制含量為4%的海藻酸纖維溶液，利用濕法紡絲法,經(jīng)過濾、脫泡得紡絲原液,經(jīng)過噴絲孔噴入5%的氯化鈣凝固液，凝固得海藻酸鈣纖維；再經(jīng)75°C水浴加熱拉伸，用去離子水、乙醇洗滌得到抗菌纖維基體。3.制備載銀抗菌海藻酸纖維將2g海藻酸纖維基體浸潰到載銀二氧化硅含量為O. 8g/L的水懸浮液中，得到載銀抗菌海藻酸纖維。其中載銀二氧化硅顆粒占纖維總量的10%，納米銀顆粒占纖維總量的
O.02%。負(fù)載銀的海藻酸纖維可以用于加工成織物，或是加工成非織造布作為傷口敷料。實(shí)施例21、制備載銀二氧化硅載銀二氧化硅按如下方法制備將O. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的硝酸銀，攪拌2小時(shí)；安裝冷凝回流裝置，將反應(yīng)體系加熱至沸，加入20mL20mM 二水合檸檬酸三鈉水溶液；反應(yīng)3小時(shí)后停止，將其離心、洗滌、干燥，即得載銀二氧化硅抗菌材料。其中，銀含量為30. 2%。或者將O. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的乙酸銀，攪拌2小時(shí)；離心、干燥，600°C煅燒3小時(shí)，即得載銀二氧化硅抗菌材料。其中，銀含量為22. 6%?；蛘邔. 2g 二氧化硅粉體分散在50mL去離子水，然后加入O. 2g的硝酸銀，攪拌2小時(shí)；離心、干燥，紫外燈照射10小時(shí)，即得載銀二氧化硅抗菌材料。其中，銀含量為24. 5%。2、制備海藻酸纖維配制含量為4%的海藻酸纖維溶液，利用濕法紡絲法，經(jīng)過濾、脫泡得紡絲原液，經(jīng)過噴絲孔噴入5%的氯化鈣凝固液，凝固得海藻酸鈣纖維；再經(jīng)75°C水浴加熱拉伸，用去離子水、乙醇洗滌得到抗菌纖維基體，其中銀含量為O. 02%。3、將海藻酸纖維加工成織物海藻酸纖維分別用75分特的聚酯纖維在包覆機(jī)上作包覆處理得帶紗線，然后用機(jī)織或是針織的方法加工成織物，或是把纖維切成5厘米長度用非織造布設(shè)備加工成非織造布，經(jīng)過切割包裝后加工成醫(yī)用紗布。4、制備載銀抗菌海藻酸敷料將2g海藻酸纖維加工成的非織造布浸潰到載銀二氧化硅含量為O. 8g/L的水懸浮液中，得到載銀抗菌海藻酸敷料。其中載銀二氧化硅顆粒占纖維總量的10%，納米銀顆粒占纖維總量的0.02%。也可以將質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% 5%的載銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂到織物表面，得到載銀抗菌敷料。實(shí)施例31.殺菌率測試配制液體LB培養(yǎng)基分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。其中，控制對(duì)照組大腸桿菌個(gè)數(shù)在I X 108cfu/m I左右，實(shí)驗(yàn)組控制大腸桿菌個(gè)數(shù)在I X 108cfu/m I左右，按質(zhì)量比1:40加入載銀海藻酸纖維和液體培養(yǎng)基。37°C下于生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4小時(shí)，測其殺菌率為98.30%。2.抑菌圈測試將實(shí)施例1中的載銀抗菌海藻酸纖維分別用75分特的聚酯纖維在包覆機(jī)上作包覆處理得帶紗線，然后用機(jī)織或是針織的方法加工成織物，或是把纖維切成5厘米長度用非織造布設(shè)備加工成非織造布，經(jīng)過切割包裝后加工成醫(yī)用紗布。在固體LB培養(yǎng)基中加入80 μ L活化后的大腸桿菌，均勻涂板。將載銀抗菌海藻酸纖維加工成的織物剪裁成直徑約Icm的圓片，把此圓片緊貼在已均勻涂抹大腸桿菌的瓊脂板上，在生化培養(yǎng)箱中于37°C培養(yǎng)16小時(shí)后觀察結(jié)果，如附圖2所示，載銀抗菌海藻酸纖維織物具有顯著的抑菌作用。以上所公開的僅是本發(fā)明較佳實(shí)施例，不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，依據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種載銀海藻酸纖維，其特征在于，以重量百分比計(jì)，載銀海藻酸纖維中負(fù)載單質(zhì)銀的不溶性顆粒的含量為0.5% 10%，其中單質(zhì)銀含量占海藻酸纖維質(zhì)量的0.02% 4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于，所述負(fù)載單質(zhì)銀的不溶性顆粒是粒徑為IOOnm 800nm的載銀二氧化硅顆粒，其中載銀二氧化硅顆粒中單質(zhì)銀的含量為10% 40%。
3.包含權(quán)利要求1所述載銀海藻酸纖維的無紡布或傷口敷料。
4.制備權(quán)利要求1所述的載銀海藻酸纖維的方法，包括: 1)配制含量為1% 8%的海藻酸纖維溶液，將溶液擠出到1% 5%的CaCl2溶液中，得到抗菌海藻酸纖維； 2)將載銀二氧化硅顆粒分散在去離子水中，得到0.2 2g/L的載銀二氧化硅粉體懸浮液； 3)通過將抗菌海藻酸纖維浸潰到載銀二氧化硅粉體懸浮液或?qū)⑤d銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂至抗菌海藻酸纖維上制備載銀海藻酸纖維。
5.制備負(fù)載銀抗菌敷料的方法，包括: 1)配制含量為1% 8%的海藻酸纖維溶液，將溶液擠出到1% 5%的CaCl2溶液中得到抗菌海藻酸纖維，并將其加工成織物或非織造布； 2)將載銀二氧化硅顆 粒分散在去離子水中，得到0.2 2g/L的載銀二氧化硅粉體懸浮液； 3)將織物或非織造布浸潰到載銀二氧化硅粉體懸浮液或?qū)⑤d銀二氧化硅粉體懸浮液噴涂至織物或非織造布上制備載銀抗菌敷料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高效抗菌作用的載銀海藻酸纖維、其制備方法以及其用途。該載銀海藻酸纖維以二氧化硅作為納米銀顆粒載體，通過濕法紡絲制備海藻酸纖維，利用浸漬法或噴涂法將載銀二氧化硅負(fù)載到海藻酸纖維表面，從而獲得銀離子可以有效釋放且具備銀離子緩釋功能的抗菌性能穩(wěn)定的載銀海藻酸纖維。本發(fā)明所制備的載銀海藻酸纖維兼有納米銀的優(yōu)良?xì)⒕阅?，還具有海藻酸纖維止血、促進(jìn)傷口愈合等特點(diǎn)，且二氧化硅和海藻酸纖維均具有良好生物相容性，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，安全無毒，殺菌性能高。
文檔編號(hào)A61L15/18GK103074777SQ20131002841
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者徐霞, 朱法文 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院過程工程研究所