医用抗菌纳米敷料的制备方法与流程

本发明涉及医用材料制备技术领域，尤其涉及一种医用抗菌纳米敷料的制备方法。

背景技术：

静电纺丝是一种简单低成本的连续制作纳米纤维的方法。静电纺丝制得的纳米纤维有很大的比表面积，而多孔纳米纤维以其更高的比表面积和良好的性能，在生物医药等方面应用广泛，包括伤口敷料、药物缓释载体、组织工程等。

聚乳酸具有良好的生物相容性及生物可降解性，其降解产物可被机体吸收，且具有较好的力学性能，在生物医学领域有着广泛的应用。但聚乳酸结构中含有大量的酯键，对细胞的粘附性较弱，其降解过程中的酸性环境会导致无菌性炎症反应。壳聚糖的止血、抑菌、抗菌性、生物相容性、促进伤口愈合以及易于形成凝胶的性质，都赋予了它用作止血敷料或止血剂的良好性能，其本身具有抑菌、抗菌作用。但纯壳聚糖膜脆性大，力学性能欠佳。结合聚乳酸优异的力学性能，将两者混纺作为基础材料可以优势互补。

云南白药由多种名贵药材组方而成，具有化疲止血、活血化瘀、抗炎愈伤、化腐生肌的神奇功效。现代药理学研究表明，云南白药不仅可以增强血小板活化率，加速血小板向创面的聚集速度，缩短出血及凝血时间，抑制创面渗血；还能降低血私稠度，加速微循环，防止血栓形成。因此云南白药在敷料领域有广阔的应用前景。

此外，银具有优异的广谱抗菌能力，同时对人无毒副作用，可被广泛用作抗菌消炎剂使用。通过静电纺丝方法制备含银的纳米纤维，可达到均匀缓慢释放银离子，从而达到持久杀菌效果。通过缓慢释放敷料中的银离子，可有望达到对创口的持续杀菌消炎效果。

敷料是一类可以起到暂时保护伤口、防止外界病菌侵入、促进愈合的医用材料。传统的敷料如纱布、海绵垫等在临床使用中也存在着一些问题，比如，现有的敷料只能对伤口进行包扎，不含药物成分，吸湿性和透气性较差，而目前临床使用的创口敷料多为凡士林纱布、碘伏纱布和无纺布等材料，用于清洁和保护创面。但这些材料在高效抑菌、减少伤口感染、促进创口愈合等方面仍然无法满足临床治疗的需求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种医用抗菌纳米敷料的制备方法，采用静电纺丝技术制备纳米级别的载药纳米纤维膜，采用生物相容性好的聚乳酸和本身具有杀菌性能壳聚糖作为基础材料，以云南白药和银作为添加成分，结合四者的优点，提供了一种疗效更好的新型医用纳米抗菌敷料。

本发明的医用抗菌纳米敷料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乳酸溶于有机溶剂，得到浓度为6wt％-10wt％的聚乳酸溶液；

(2)将壳聚糖溶于酸，得到质量分数为2wt％-5wt％的壳聚糖溶液；

(3)混合步骤(1)得到的聚乳酸溶液与步骤(2)得到的壳聚糖溶液，然后向混合溶液中加入云南白药和银盐，避光条件下搅拌均匀，得到静电纺丝溶液；

(4)将静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到医用抗菌纳米敷料。

进一步地，在步骤(1)中，将聚乳酸在有机溶剂中搅拌2-4h以使其完全溶解。

进一步地，在步骤(1)中，有机溶剂包括主溶剂和辅助溶剂，主溶剂为三氯甲烷或二氯甲烷，辅助溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或乙醇。

进一步地，当辅助溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时，主溶剂与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为5:1-9:1；当辅助溶剂为乙醇时，主溶剂与乙醇的质量比为1:1-3:1。

进一步地，辅助溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时，主溶剂与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为9:1，8:1，7:1，6:1或5:1。辅助溶剂为乙醇时，主溶剂与乙醇的质量比为8:1，7:1或6:1。

优选地，按质量比，三氯甲烷：乙醇＝1:1；二氯甲烷：酒精＝1:1；三氯甲烷：N,N-二甲基甲酰胺＝9:1；二氯甲烷：N,N-二甲基甲酰胺＝9:1。

进一步地，在步骤(2)中，酸为甲酸或乙酸。

进一步地，在步骤(2)中，将壳聚糖在酸中搅拌4-6h，使其完全溶解。

进一步地，在步骤(3)中，聚乳酸溶液与壳聚糖溶液的质量比为1-2:1-3。

进一步地，在步骤(3)中，聚乳酸溶液与壳聚糖溶液的质量比为1:1，2:1，1:2或1:3。优选的，聚乳酸溶液与壳聚糖溶液的质量比为1:1。

进一步地，在步骤(3)中，云南白药占混合溶液总质量的8％-10％。

进一步地，在步骤(3)中，银盐为硝酸银、氯化银、溴化银和碘化银中的一种或几种。

进一步地，在步骤(3)中，银盐占混合溶液质量的4％-6％。

进一步地，在步骤(3)中，避光条件下搅拌1-2h。

进一步地，在步骤(4)中，在20-30℃，45％-65％相对湿度下进行静电纺丝。

进一步地，所述步骤(4)包括以下步骤：

(S1)将静电纺丝溶液倒入注射器中，并连接高压电源，在接收板上覆盖基层后，在10-20kV下进行静电纺丝得到一层纳米纤维膜；；

(S2)在步骤(S1)得到的所述纳米纤维膜上再附上一层基层，在10-20kV下进行静电纺丝，形成第二层纳米纤维膜，待第二层纳米纤维膜成型后再覆盖一层基层，得到医用抗菌纳米敷料；

其中，注射器的喷头与接收板的距离为10-20cm，静电纺丝溶液的流速为0.4-1.0ml/h。

进一步地，在步骤(S1)中，接收板为金属板。在金属板上覆盖三层纱布作为基层。

进一步地，在步骤(S2)中，在步骤(S1)得到的纳米纤维膜上再附上两层纱布作为基层。待第二层纳米纤维膜成型后，再覆盖三层纱布。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

采用本发明的技术方案，制备出直径为60nm左右的纳米纤维，这些纳米纤维构成了抗菌纳米敷料，由纳米纤维聚集成膜所制得的敷料拥有更好的药物释放效果，因静电纺丝的纳米纤维膜比表面积远大于普通敷料，比表面积越大，吸附性能越强，因此可以吸附更多的药物，后期释放的药物也越多；选用壳聚糖和聚乳酸所制备的敷料具有优异的力学性质，强度好；选用云南白药制备敷料，其同时具备抗菌和活血化瘀消肿止痛的作用；选用跟抗生素抗菌效果接近的银离子作为抗菌物质，同时结合云南白药和纳米纤维的优势获得了纳米敷料，其对金黄葡萄球菌可达到97％的抑菌率，对大肠杆菌可达到99％的抑菌率；本发明提供了最适宜制备新型医用敷料的原料配比和实验条件，然后利用静电纺丝技术直接制备一种医用抗菌纳米敷料，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明制备的医用抗菌纳米敷料的剖面结构示意图；

图2是本发明制备的医用抗菌纳米敷料中纳米纤维膜整体形貌的扫描电镜图；

图3是本发明制备的医用抗菌纳米敷料中纳米纤维膜的局部扫描电镜图；

图4是本发明制备的医用抗菌纳米敷料在台式电镜能谱仪下扫描银的示意图；

图5是本发明医用抗菌纳米敷料中纳米纤维膜的元素分析结果；

图6是云南白药的红外光谱图；

图7是载药纳米纤维膜的红外光谱图；

附图标记说明：1-医用纱布；2-载药纳米纤维膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

在棕色磨口瓶中将质量比为9:1的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为8wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量5％的硝酸银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待硝酸银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.6ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为15kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例2

在棕色磨口瓶中将质量比为8:1的三氯甲烷和无水乙醇相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为10wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量6％的氯化银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待氯化银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为13cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.8ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为20kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例3

在棕色磨口瓶中将质量比为5:1的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为8wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液按2:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量6％的碘化银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待碘化银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为1.0ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为20kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例4

在棕色磨口瓶中将质量比为7:1的三氯甲烷和乙醇相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为9wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为5wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量6％的碘化银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h直至碘化银完全溶解。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.6ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为15kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例5

在棕色磨口瓶中将质量比为6:1的三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为10wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量8％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量6％的硝酸银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待硝酸银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为15cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.4ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为20kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例6

在棕色磨口瓶中将质量比为8:1的三氯甲烷和乙醇相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为8wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量12％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量5％的溴化银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，直到溴化银完全溶解。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为13cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.8ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为20kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例7

在棕色磨口瓶中将质量比为7:1的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为9wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为3wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量5％的硝酸银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待硝酸银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为20cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.6ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为15kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

实施例8

在棕色磨口瓶中将质量比为5:1的二氯甲烷和乙醇相互混合，得到混合溶剂。然后将聚乳酸溶于上述混合溶剂，在磁力搅拌器上匀速搅拌3h，使其完全溶解，配制出浓度为9wt％的聚乳酸溶液，溶液呈澄清透明状。

在烧杯中将壳聚糖溶于冰乙酸，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌6h，使其完全溶解，得到乳白色的壳聚糖溶液，壳聚糖溶液的浓度为5wt％。

将上述聚乳酸溶液与壳聚糖溶液案1:1的质量比在棕色磨口瓶中混合，然后向溶液中加入相对于混合溶液质量10％的云南白药溶液，并加入相对于混合溶液溶质质量5％的氯化银。用铝箔包裹棕色磨口瓶，保证完全避光，然后在磁力搅拌器上匀速搅拌2h，待氯化银完全溶解，得到淡黄色的静电纺丝溶液。

控制实验环境温度在20℃-30℃，相对湿度在45％-65％。将配置好的静电纺丝溶液倒入喷射口内径为0.7mm，容量为10ml的注射器中并将注射器固定在注射泵上，注射器喷射口和实验接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板为金属板，在金属接收板上覆盖三层纱布作为基层，接收板和喷丝头之间的距离调节为13cm。实验装置检查无误后打开注射泵调节流速为0.6ml/h，待溶液缓慢流出后打开高压电源并调节电压为15kV，开始纺丝实验。待在接收板棉织物上形成一层膜后，调低关闭电压装置，在接收板上再贴附大小相等的两层纱布，重启电压装置，在第二层膜成型后，调零高压电源并切断电源，然后取下金属接收板上的棉织物并在第二层膜上面覆盖三层纱布，得到医用抗菌纳米敷料。

图2-3是本发明制备的医用抗菌纳米敷料中纳米纤维膜的扫描电镜图，从图中可以看到呈纤维状的纳米纤维，且本发明制备的纳米纤维直径在60nm左右，这些纳米纤维构成了抗菌纳米敷料，由纳米纤维聚集成膜所制得的敷料拥有更好的药物释放效果。图4是本发明制备的医用抗菌纳米敷料在台式电镜能谱仪下扫描银的示意图，图中发光的部分为银，说明本发明的敷料中将银负载入其中，使得敷料的抗菌效果增强。图5是本发明医用抗菌纳米敷料中纳米纤维膜的元素分析结果，从图中可以看到银的峰。图6和图7分别为云南白药和本发明载药纳米纤维膜的红外光谱图，从图中可以看出云南白药在1747,1087,1185处的特征峰在载药纳米纤维膜上均有明显的峰值。证明云南白药存在于载药纳米纤维膜。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。