漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能傷口敷料制備及性能

彭 婷

(武漢市第一醫(yī)院，湖北 武漢 430000)

傷口敷料是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)護(hù)理中較為重要的一種輔助材料，起到促進(jìn)傷口愈合，保護(hù)受損組織和防止細(xì)菌滲透的作用。傳統(tǒng)傷口敷料一般由紗布和薄紗組成，雖然能夠給傷口提供一些保護(hù)，但是無法給傷口提供一個(gè)適宜的愈合環(huán)境，也無法持續(xù)遞送藥物，增強(qiáng)傷口愈合速度。因此，尋找一種既能保護(hù)傷口，又能幫助輸送藥物，促進(jìn)傷口愈合的醫(yī)用敷料是目前較為重要的研究課題。針對(duì)以上的問題，國內(nèi)很多學(xué)者也進(jìn)行了一系列研究，如采用靜電紡絲技術(shù)，將聚乙烯醇和海藻酸鈉進(jìn)行共混紡絲，涂覆ε-聚賴氨酸(ε-PL)后對(duì)其性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明：在PVC/SA纖維膜上負(fù)載ε-聚賴氨酸(ε-PL)后，耐水溶性和抗菌性都有了大幅度提高；還有通過靜電紡絲方法制備艾草/聚丙烯腈復(fù)合納米纖維膜，并對(duì)其性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明：艾草納米纖維材料具有優(yōu)異的抗菌和阻隔性能，單向?qū)裰笖?shù)可高達(dá)988.96%，有望解決纖維材料夏天熱集中、冬天濕冷和細(xì)菌繁殖等問題。以上學(xué)者的研究為醫(yī)用敷料的發(fā)展提供了一些數(shù)據(jù)參考，但對(duì)解決傷口敷料透氣性和保濕性差的問題研究較少?；诖?，本文嘗試在非織造布復(fù)合功能性傷口敷料基底布上涂覆水凝膠，制備漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料，為傷口敷料的發(fā)展提供一些數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

本試驗(yàn)主要材料：漢麻纖維(標(biāo)準(zhǔn)品)，沈陽北江麻業(yè)發(fā)展有限公司；粘膠纖維(標(biāo)準(zhǔn)品)，濰坊潤豐達(dá)紡織有限公司；甲酸(純度98%)，山東俊隆化工有限公司；氯化鈣(純度99%)，濰坊廈麗化工有限公司；納米纖維素(CEL，寬5～20 nm)，河北彥川建筑材料有限公司；羧甲基纖維素(CMC，AR)，晉州市恒祥化工科技有限公司；環(huán)氧氯丙烷(ECH，AR)，濟(jì)南琳盛化工有限公司。

本試驗(yàn)主要設(shè)備：85-2B磁力攪拌器，濟(jì)南歐萊博技術(shù)有限公司；BDF超低溫冰箱，濟(jì)南歐萊博科學(xué)儀器有限公司；LDSS-60掃描電子顯微鏡，深圳奧龍檢測科技有限公司；Y802N八籃恒溫烘箱，常州市中纖檢測儀器設(shè)備有限公司；YG461D數(shù)字式透氣量儀，上海標(biāo)卓科學(xué)儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

漢麻基水刺非織造布的制備

(1)將漢麻纖維和粘膠纖維分別開松，去除雜質(zhì)。按照漢麻纖維與粘膠纖維混紡比60∶40混合，加濕操作后，進(jìn)行第2次混合。然后對(duì)混合物進(jìn)行梳理；

(2)對(duì)混合物進(jìn)行研磨、牽伸，利用高壓水針加強(qiáng)后，得到漢麻/粘膠混合水刺無紡布。漢麻基水刺非織造布的制備流程如圖1所示。

圖1 漢麻基水刺非織造布的制備流程Fig.1 Preparation process of hemp based spunlaced nonwovens

氯化鈣甲酸溶解體系下絲素納米纖維膜的制備

(1)常溫條件下，在純度為98%的甲酸溶液中溶入純度為99%的氯化鈣，磁力攪拌3 min，得到質(zhì)量濃度為4%的甲酸-氯化鈣(FA-CaCl)溶液；

(2)將脫膠后蠶絲溶解于FA-CaCl溶液中繼續(xù)攪拌4 h，得到絲素蛋白(SF)紡絲液；

(3)在透析袋中對(duì)SF紡絲液透析3 d后放入培養(yǎng)皿，自然干燥成膜。然后在FA溶液中溶解，得到再生SF紡絲液；

(4)靜電紡絲后，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%酒精處理30 min，自然晾干，得到SF納米纖維膜。

纖維素基水凝膠的制備

(1)在去離子水中加入一定量的納米纖維素粉末，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%的納米纖維素溶液，用85-2B型磁力攪拌器攪拌5 min。然后將混合溶液移入BDF型超低溫冰箱中，在-20 ℃的條件下低溫保存一段時(shí)間；

(2)將納米纖維素溶液轉(zhuǎn)移到室內(nèi)環(huán)境后攪拌，待納米纖維素溶液狀態(tài)為半透明狀時(shí)，加入NaOH/尿素(urea)/HO溶液，三者的質(zhì)量濃度分別為6%、4%、90%，攪拌5 min使其混合均勻；

(3)將一定量的羧甲基纖維素放入混合溶液中，攪拌均勻；再加入一定量交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷，并在室溫條件下攪拌6 h，之后靜置2 h，得到纖維素水凝膠。

漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料的制備

按照納米膜、無紡布和水凝膠的順序進(jìn)行連接，得到漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料。

1.3 性能測試

外觀形態(tài)分析

分別對(duì)傷口敷料組成部分進(jìn)行拍照，然后用LDSS-60型掃描電子顯微鏡以10 kV的電壓分析傷口敷料組成部分。

基本性能分析

樣品面密度和厚度直接影響漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料的吸液、透氣和濕透性能。本試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)組，觀察不同面密度和厚度對(duì)傷口敷料樣品基本性能的影響，具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 功能性傷口敷料組成的面密度和厚度設(shè)計(jì)Tab.1 Surface density and thickness design of functional wound dressing composition mm

吸液率分析：將樣品裁剪成10 mm×10 mm 大小，置于Y802N型八籃恒溫烘箱內(nèi)烘干并稱重，烘干溫度和時(shí)間分別為105 ℃和2 h。將烘干的樣品在蒸餾水中浸泡1 h，之后吸干樣品表面水分，稱重。

吸水率表達(dá)式：

(1)

式中：為吸水前質(zhì)量；為吸水后質(zhì)量。

透濕性分析：參照國家標(biāo)準(zhǔn) GT3/T 9995—1997對(duì)樣品透濕性進(jìn)行測定。其中透濕性計(jì)算公式：

(2)

式中：為失重；為2次稱量的時(shí)間間隔；為濕透面積。

透氣性分析：參照標(biāo)準(zhǔn)DIN 53.887要求，用YG461D型透氣量儀對(duì)樣品透氣性進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 外觀形態(tài)分析

圖2為傷口敷料組成部分的宏觀圖像以及對(duì)應(yīng)的微觀圖像。

圖2 傷口敷料組成部分的宏觀圖像和微觀圖像Fig.2 Macro and micro images of wound dressing components

由圖2可知，水刺技術(shù)制備的非織造布沿纖維網(wǎng)運(yùn)動(dòng)方向呈現(xiàn)均勻排布。SF納米膜纖維直徑約為200 nm，可紡性和成纖性良好，在非織造布上排列成孔徑不同的結(jié)構(gòu)。這種特殊結(jié)構(gòu)賦予傷口敷料液體吸收性和透氣透濕性，對(duì)促進(jìn)傷口愈合起積極的作用。在漢麻基納米纖維膜上覆涂水凝膠，纖維膜表面有膠質(zhì)狀物質(zhì)附著，這就能夠在傷口表面創(chuàng)造一個(gè)濕潤的環(huán)境，防止傷口脫水，進(jìn)而促進(jìn)傷口組織恢復(fù)。

2.2 漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料吸液率分析

圖3為功能傷口敷料吸液率分析結(jié)果，其中，“(a)”為樣品對(duì)液體的吸收性；“(b)”為1-液體在非紡織布和2-功能敷料的擴(kuò)散性；“(c)”為1-功能絲素蛋白纖維納米膜、2-非織造布復(fù)合功能性敷料基底布和3-功能敷料的滲透性能。

由圖3(a)可知，所有功能傷口樣品對(duì)液體的吸收率可達(dá)1 000%，吸液性能良好。同時(shí)，由圖3(b)、(c)可知，在功能敷料表面滴加紅色液滴后，液滴以水珠狀保持較長時(shí)間；同時(shí)，與其他基底布功能敷料相比，本文制備的漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料未出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，這就說明本文制備的功能敷料作用于皮膚表面的同時(shí)還能隔絕細(xì)菌的感染。

(a)

2.3 濕透性和透氣性分析

圖4、圖5分別為樣品透氣性和濕透性分析結(jié)果。

由圖4可知，功能型敷料平均透氣性為11.5 mm/s，這說明本試驗(yàn)制備的功能敷料具有良好的透氣性。

圖4 樣品透氣性分析Fig.4 Sample permeability analysis

由圖5可知，功能型敷料的平均濕透性約為(196.84±27.14)g/(m·h) 介于非紡織布和SF納米纖維膜中間。這是因?yàn)榉强椩觳祭w維溶脹性能較好，纖維吸收水分后，體積增加，孔隙擴(kuò)散疏導(dǎo)水分的能力變?nèi)?，因此濕透性能較弱。而納米纖維膜濕透性能良好，與非紡織布連接后，限制了纖維間的取向度，使得水汽能夠很好的擴(kuò)散蒸發(fā)；因此，功能型敷料的濕透性增強(qiáng)。

圖5 樣品濕透性分析Fig.5 Sample moisture permeability analysis

3 結(jié)語

本文利用水刺加工技術(shù)制備漢麻基非紡織布作為保護(hù)層，用靜電紡絲制的SF納米纖維膜作為接觸面層，用超吸水性和自愈性的水凝膠作為涂層合成漢麻基纖維素水凝膠復(fù)合功能性傷口敷料，并對(duì)復(fù)合功能性傷口敷料的基本性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，水凝膠在非織造布復(fù)合功能性傷口敷料基底布上附著，能夠給受損傷組織創(chuàng)造濕潤環(huán)境，促進(jìn)傷口愈合。功能性傷口敷料的濕透性和透氣性分別為(196.84±27.14)g/(m·h) 和11.5 mm/s。在敷料表面滴加液體，其可長時(shí)間保持水珠狀不擴(kuò)散，這就證明了該傷口敷料同時(shí)具備保濕、防菌、防液體擴(kuò)散、吸水和自我愈合的功能，可在內(nèi)分泌護(hù)理中使用。