生物质纤维与水凝胶复合功能性伤口敷料的制备及性能研究

发布时间：2020-11-09 14:59

　　 当皮肤受伤时,原始的皮肤保护机制遭到破坏,受伤皮肤需要额外的保护。伤口敷料材料可以保护皮肤免受二次伤害,同时加速皮肤屏障功能的恢复。因此,制备新型功能性伤口敷料在现代医学技术发展中势在必行。为此目的,各种生物材料已被用于伤口快速愈合,包括静电纺丝纳米纤维膜,多孔泡沫,生物相容性膜和功能性水凝胶。其中,非织造材料引起了人们的极大兴趣,因为它的多功能性可以制备具有抗菌性能和快速止血功能用的纤维结构,在伤口区域周围创造一个高度透气的环境来促进愈合。同时水凝胶也引起了关注,因为它们的天然多孔结构和高吸水性可以吸收大量的渗出物或血液,并营造一个湿润的伤口恢复环境,作为微生物的屏障,在皮肤缺损部位保持相当的潮湿环境,并且保持良好的水渗透性。且水凝胶敷料有自我愈合能力,可以在一定程度上缓解患者的疼痛。在此,本课题设计了一种生物质纤维非织造材料与水凝胶复合功能性伤口敷料,整合了汉麻/粘胶纤维混纺的水刺非织造布的透气性能;丝素蛋白纳米纤维膜防止液体扩散,防止细菌侵入性能;多孔结构的生物质纤维非织造材料即具有超吸水性和自我愈合性能的水凝胶,以满足日益增长的皮肤损伤要求,符合新型伤口敷料材料应具有的修复和皮肤再生的优势。该课题研究工作包括以下几部分:一、在选择生物质纤维构建非织造材料时,重点评估了山东出产汉麻纤维的特性和缺点,择优选择满足材料和加工工艺需要的特性汉麻纤维。对汉麻纤维及粘胶纤维的表面微观结构形态进行扫描电镜(SEM)表征。生物质纤维构建非织造材料的设计面密度为50 g/m~2,采用7种混合比例的汉麻/粘胶纤维0/100,20/80,40/60,50/50,60/40,80/20和100/0,进行梳理成网,水刺加工。测试不同混纺比水刺非织造布的基本物理机械性能、透湿性能。选择混纺比60/40的汉麻/粘胶水刺非织造布,表面形貌分析、结构分析、孔径分布分析、保水性能分析。从而得到敷料所需要的厚度适中,具有较好柔软性、透气性、透湿性和保水性等物理性能的汉麻基水刺非织造布。二、在氯化钙(CaCl_2)(纯度99%)-甲酸(FA)(纯度98%)二元溶解体系下,采用静电纺丝法制备了再生SF纳米纤维膜,讨论SF纤维的溶解机理,测试并分析再生SF溶液流变性能,不同条件的影响,对再生纳米膜进行表面形貌、结构、吸水透湿性能分析。结果表明,盐-酸二元溶解系通过损坏结晶结构使SF溶解,加入75%的酒精,SF纤维的结构从无规卷曲为主向β-折叠构象转变。处理后的SF纳米纤维膜吸水性弱,透湿性强。三、在氢氧化钠/尿素/水(NaOH/urea/H_2O)溶液中,使用化学交联方法制备具有超吸水性和自愈合行为的羧甲基纤维素和纤维素(CMC/CEL)水凝胶。结果表明,所有纤维素基水凝胶均表现出均匀的多孔结构和一定的混溶性。纤维素基水凝胶可以制成各种形状,并且可以承受各种变形,包括大的拉伸,打结和压缩。较大孔隙率表明水凝胶的孔径较大。化学交联的纤维素基水凝胶的最大溶胀度接近1500(%),这明显高于由纤维素衍生物制备的水凝胶。当NaCl溶液的浓度增加时,水凝胶电离度降低,粘度增加,吸水率降低。水凝胶可以生物降解,随着CEL含量增加,水凝胶的降解速率降低。同时,纤维素基水凝胶可以在自然环境温度下自主地愈合而不需要任何外部刺激。凭借超吸水性和自我修复优越性能,开发纤维素基水凝胶具有巨大的应用价值。四、汉麻基纤维素水凝胶复合功能性伤口敷料研究构思。该伤口敷料设计为三层结构,分为保护层、接触面层、水凝胶涂层。其中,保护层为利用水刺加工技术制备的汉麻基非织造布,设计克重为50g/m~2;接触面层是利用静电纺丝纺制的SF纳米纤维膜,SF纳米纤维均匀铺在水刺非织造布上,成纤性较好。然后将超吸水性、自愈性的水凝胶涂在SF纳米纤维膜与非织造布复合功能性伤口敷料基底布上形成最终的功能性伤口敷料,具有保湿性、防菌性、防止液体扩散性、吸水性、自我愈合性等的多重功能。功能性伤口敷料的克重51.62g/m~2,厚度1.181mm,透湿性284.201±27.39g/m~2·h~(-1)。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R318.08;TS176.4
【部分图文】：

青岛大学硕士学位论文连续的过程，遵循一系列复杂的细胞和生物化学变化，有序再生受损组织[6]。愈合过程分为以下四个时期（图 1.1）：渗和再生期[7]。渗出期，伤后立即出现，需进行伤口凝血和止发生肿胀的炎症；增生期，形成新的组织和血管；再生期，[8,9]。各种生长因子，细胞因子，趋化因子和其他生物分子都这些阶段的促进速度在很大程度上取决于伤口种类[12]、相关型。

图 1.2 市场上各种敷料1.2.3 伤口敷料的分类敷料具有特定功能，敷料选择取决于伤口水合作用，渗出物含量，伤口部位，周围皮肤状态以及任何敷料接触敏感性。现代敷料旨在提供增强功能。乔治·温特（George Winter）提出的湿润愈合概念彻底改变了伤口管理，并将伤口敷料的重点从传统的干燥被动产品转变为反应性保湿材料[18-20]。用于实现湿润伤口愈合环境的敷料类型包括液体，水胶体，泡沫和水凝胶等。如下是目前不同的敷料种类：1.非粘附性敷料非粘附性薄膜敷料直接施用于伤口，并且不粘附于伤口表面。这些敷料是半透明性的，尺寸和厚度各不相同，需要使用将敷料保持在皮肤上的粘合剂[21]。薄膜敷料不会粘附在潮湿的皮肤伤口上，因为水分使粘合剂失活。薄膜敷料是半闭合的并且吸收水分，它们可以对坏死伤口进行自溶清创，并为伤口创造一个湿润的治疗环境[22]。示例产品包括具有类似 MVTR 特征的 Tegaderm 和 Opsite[23]。这些敷料与吸

原料应根据敷料的性能要求进行选择，敷料的接触面层的原料应该保证良好相容性、良好的体液吸收能力等。应用于非织造伤口敷料主要分为传统型纤型功能纤维两大类。传统型纤维包括：棉纤维、再生纤维素纤维、涤纶、角纤维。新型功能纤维是指对伤口创面愈合有一定促进作用，具有良好性能的要包括：羧甲基纤维素钠(CMC)、甲壳素(壳聚糖)纤维、汉麻纤维、聚乳酸(PL 非织造布的简介非织造布不同于传统的纺织布，梳理成网，加固成布。其拥有众多优势：可备的材料广，应用范围大，价格低，产出效率高，不需要复杂生产过程。非根据生产工艺的不同可以分为水刺布、浆粕气流成网布、湿法布、针刺布等独特的新型水刺加工技术的水刺布，摸起来舒适，弯曲刚度小，生物相容性好性良好[40,41]。如图 1.3
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本文编号：2876594