專利名稱：機(jī)械牢固的吸收性無紡纖維墊的制作方法
機(jī)械牢固的吸收性無紡纖維墊本申請為分案申請，原申請的申請日是2006年5月16日、申請?zhí)柺?200680024204. 2 (PCT/US2006/018846)、發(fā)明名稱為“機(jī)械牢固的吸收性無紡纖維墊”。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及機(jī)械牢固的吸收性材料。更具體地，這樣的材料包括至少一種親水 性彈性纖維成分(hydrophilic elastomeric fibrous compent, HEFC)和至少一種吸收 成分(absorbent component)。另外，一些實(shí)施方式可進(jìn)一步包括粘性成分(adhesive component)。HEFC可包括嵌段共聚物，其中所述嵌段包括彈性嵌段和親水性嵌段?？蛇x地， HEFC可包括親水性聚合物和彈性聚合物的混合物或固溶體。該吸收成分一般在物理上接近 HEFC，從而與其發(fā)生流體連通。一般而言，該系統(tǒng)以如下方式運(yùn)行HEFC吸收液體并將其轉(zhuǎn) 移到吸收成分，該液體被捕集和/或結(jié)合到吸收成分里。還包括粘性成分的實(shí)施方式可被 適當(dāng)?shù)毓潭ǖ揭后w將要被吸收的位置上。對于制造與本發(fā)明相容的纖維來說，各種方法在紡織領(lǐng)域是已知的。熔 體噴射(melt-blowing)、氣體噴射納米纖維(nanofibers-by-gas-jet，NGJ)、電紡 (electrospinning)是這些技術(shù)的非限定性實(shí)例。在熔體噴射法中，熔融聚合物或其它成 纖材料流典型地被擠壓到氣體噴嘴中形成纖維。得到的纖維的直徑典型地在1，000納米以 上，以及更典型地直徑在10，000納米以上。依照NGJ技術(shù)形成直徑在3，000納米以下纖維 的技術(shù)和裝置在美國專利號6，382，526和6，520，425中予以描述，并且因此這些專利被引 入其全部以作參考。這里以及通篇該申請中，當(dāng)本申請與以參考并入的文件之間存在不一 致時，遵循本申請。能成纖的液體和/或溶液的電紡(即靜電紡絲)在本領(lǐng)域是熟知的。電紡已經(jīng)在 許多專利以及科學(xué)文獻(xiàn)中被描述。電紡方法總體上涉及在液體表面上產(chǎn)生電場。所產(chǎn)生的 電力產(chǎn)生了帶有電荷的液體射流。因此，該液體射流可被吸引到具有合適電勢的其它帶電 物體上。當(dāng)液體射流伸長并行進(jìn)時，液體射流內(nèi)的成纖材料干燥并硬化。通過各種方式可 促成伸長的液體射流的硬化和干燥，所述方式非限定性地包括冷卻液體；溶劑蒸發(fā)(即物 理誘導(dǎo)的硬化)；或通過固化機(jī)理(即化學(xué)誘導(dǎo)的硬化)。所產(chǎn)生的帶電纖維在合適定位 的、帶相反電荷的接受器(receiver)上被收集并且需要時從其上面接著被去除，或者直接 被施加到帶相反電荷或接地廣義目標(biāo)區(qū)上。此方法所產(chǎn)生的纖維已經(jīng)被用在各種用途中，并且從美國專利號4，043，331中可 得知其在形成適合用于傷口敷料(would dressing)的無紡墊方面特別有用。在傷口敷料 中使用電紡纖維的一個主要優(yōu)點(diǎn)是非常細(xì)的纖維可被生產(chǎn)，其直徑通常在大約50納米至 大約25微米的數(shù)量級，以及更有利地，在大約50納米至大約5微米的數(shù)量級。這些纖維可 被收集并形成任何期望形狀和厚度的無紡墊。將要意識到的是，由于纖維具有非常小的直 徑，可以生產(chǎn)具有非常小的空隙和大的每單位質(zhì)量表面積的墊。如美國專利號4，043，331所公開，使用這些聚合纖維無紡墊制成的醫(yī)用敷料可具 有特別的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)取決于所使用的聚合物或多種聚合物的類型。水可濕性或親水性聚合物例如聚氨酯可被使用?？蛇x地，非水可濕性或至少弱疏水性的聚合物例如飽和聚酯 可被使用。在敷料是用可濕性聚合物制成的情形下，從傷口中溢出的血液或血清傾向于滲 透該敷料，并且高表面積促進(jìn)凝結(jié)。這樣的敷料可被用作中止出血的緊急敷料。另一方面， 在敷料是用非濕性聚合物制成并且纖維之間的空隙足夠小的情形下，即所述空隙在大約 100納米以下的數(shù)量級，包括血液在內(nèi)的組織流體傾向于不滲透進(jìn)該敷料。因此，該流體被 保留在傷口附近，凝結(jié)將在此發(fā)生。由于不存在滲透到敷料材料里的血液凝結(jié)，有利于此敷 料隨后的去除。另外還有，美國專利號4，043，331提出，這樣的敷料具有這樣的優(yōu)點(diǎn)它們 通常是足夠多孔的，以允許在大氣和傷口表面之間進(jìn)行氧氣和水蒸氣的交換。除了關(guān)于纖維的直徑或由纖維產(chǎn)生的任何無紡墊的形狀、厚度或孔隙率具有可變 性之外，能夠電紡該纖維也允許在該纖維的組成、其沉積密度和其固有強(qiáng)度上可控的變化。 上述美國專利表明，用其他材料對無紡墊后處理以改變其特性也是可能的。舉例來說，使用 合適的粘合劑可增強(qiáng)墊的強(qiáng)度，或者通過使用硅樹脂或其它防水材料如全氟甲基丙烯酸烷 基酯對墊進(jìn)行后處理可增強(qiáng)防水性?？蛇x地，通過使用聚四氟乙烯(PTFE)纖維可增強(qiáng)強(qiáng) 度。通過改變要形成的纖維的組成，可以得到具有不同物理或化學(xué)特性的纖維。這是 可以實(shí)現(xiàn)的或者通過將含有多種成分的液體紡絲，其中的每種成分可賦予成品一個期望 的特性，或者通對從多種液體原料同時紡絲不同組成的纖維，其然后被同時沉積，以形成 墊?，F(xiàn)有技術(shù)中也已知在電紡過程中分子、顆粒、液滴可結(jié)合到電紡納米纖維中。當(dāng)然，得 到的墊由不同材料的緊密混合的纖維組成。通常，使纖維制品濕潤損害強(qiáng)度。這在例如尿布、棉球和類似物的應(yīng)用中特別成問 題，因?yàn)檫@些應(yīng)用需要強(qiáng)度和吸收能力兩方面。現(xiàn)有的專利和印刷出版物公開了這種吸收 問題的各種解決方法，但是每一個都與本發(fā)明截然不同，如本文將要清楚說明的。舉例來說，在本領(lǐng)域可利用的一種選擇是生產(chǎn)具有多個不同材料纖維層的墊。舉 例來說，可濕性和不可濕性聚合物提供不同的特性?？蓾裥跃酆衔飪A向于高吸收但是提供 相對不耐用的墊，而不可濕性聚合物傾向于是非吸收性的但提供相對牢固的墊。單個或多 個可濕性聚合物層賦予制品相對高水平的吸收性，而一個或多個非濕性聚合物層賦予相對 高水平的強(qiáng)度。使用這樣的層狀結(jié)構(gòu)具有這樣的缺點(diǎn)疏水層可形成液體的屏障，并且妨礙 了可濕層的液體吸收。此外，液體吸收后，可濕性聚合物層將變?nèi)?，并且錯位、松弛甚或?qū)拥?分離可能發(fā)生，可能使該制品的結(jié)構(gòu)破壞。美國專利號4，043，331提出，包括多種有機(jī)材料即聚合材料的纖維的牢固無紡墊 可通過從由該材料或其前體組成的液體中靜電紡絲該纖維來生產(chǎn)。這些纖維被收集到合 適的帶電接受器上。然后在接受器上形成的墊或襯里可被轉(zhuǎn)移，并且單獨(dú)使用或者與其它 以前構(gòu)建的組件——例如，舉例來說，紡織纖維墊和支撐層——一起使用，以使傷口敷料具 有期望的特點(diǎn)。舉例來說，在生產(chǎn)傷口敷料中，另外的支撐或加固，例如纖維墊或襯里，或 支撐層可能是需要的，以使傷口敷料粘附到皮膚上并且提供給該傷口敷料其它的期望特 性。作為實(shí)例，無紡纖維的墊或襯里可含有具有殺菌或傷口愈合特性的材料。在生產(chǎn)這樣 的傷口敷料中，對已經(jīng)形成的無紡墊進(jìn)行表面處理也可提供附加的益處。然而，美國專利號 4，043，331沒有提供僅粘合到未受傷皮膚上的醫(yī)用敷料。它也沒有提供能粘附到患者的所 需區(qū)域的單一成分的敷料，或由組成沿長度變化的復(fù)合纖維構(gòu)成的敷料。
在傷口上就地靜電紡絲傷口敷料也已經(jīng)在PCT國際公布號W098/03267中被描述。 在這樣的用途中，身體本身是接地的并且充當(dāng)電紡纖維的接受器。這種合成傷口敷料的方 法使得與繃帶和紗布的貯藏和制備相關(guān)的一些問題得以解決。眾所周知的是，舉例來說，紗 布和繃帶必須貯藏且保持在無菌環(huán)境中，以便在治愈傷口中給予最大的保護(hù)。如果該紗布 或繃帶不是無菌的，這些產(chǎn)品幾乎不利于保護(hù)傷口。從無菌液體中在傷口上就地電紡傷口 敷料消除了這些問題。國際公布號WO 01/27365，其公開內(nèi)容在此引入其全部以作參考，描述了電紡纖 維，其含有親水性聚合物、至少弱疏水性的聚合物和任選的PH調(diào)節(jié)化合物的基本均一混合 物。這些纖維可被直接沉積到其意欲使用的區(qū)域上，而不是首先將該纖維施加到暫時的帶 電接受器，或者使其經(jīng)歷其它中間制造步驟。然而，得到的纖維沒有提供僅粘附到未損傷皮 膚上的敷料。國際專利申請WO 2005/016205提供用纖維基質(zhì)制成的吸收芯，其中該基質(zhì)用可 伸縮增強(qiáng)構(gòu)件例如稀紗布(scrim)來增強(qiáng)，其中該纖維被固定到該增強(qiáng)構(gòu)件上。這與本發(fā) 明部分地不同，因?yàn)樵撛鰪?qiáng)構(gòu)件與纖維基質(zhì)是完全分開的部件。相反，在這方面本發(fā)明是自 增強(qiáng)(self-reinforcing)的，它將親水性特征和彈性特征結(jié)合到一個纖維墊中。本發(fā)明所 述的纖維墊的強(qiáng)度不依賴于對分離主體例如稀紗布的固定。此外，該‘205出版物沒有如本 發(fā)明一樣公開與纖維成分分開的吸收成分的使用。因此，本領(lǐng)域需要吸收、液體捕集的裝置，其包括親水性彈性纖維成分，其物理上 接近吸收成分，使得與其發(fā)生流體連通。此外，需要這樣的布置，其中一種或多種液體進(jìn)入 纖維成分，所述纖維成分將液體轉(zhuǎn)移到吸收成分，由此捕集液體。發(fā)明概述本發(fā)明總體上涉及吸收材料(absorbent materials)，其在濕潤的時候保持機(jī)械 強(qiáng)度。更具體地，這樣的材料包括至少一種親水性彈性纖維成分(HEFC)和至少一種吸收成 分。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明可進(jìn)一步包括粘性成分。該HEFC可包括嵌段共聚物，其中 所述嵌段包括彈性嵌段和親水性嵌段。仍是在其它實(shí)施方式中，該HEFC可包括親水性聚合 物和彈性聚合物的混合物或固溶體。該吸收成分一般在物理上接近該HEFC，使得與其發(fā)生 流體連通。該HEFC和吸收成分的組合可被布置到紡織墊或無紡墊或任何其它適當(dāng)?shù)男问?上。粘性成分可被置于該墊的一個或多個表面上，因此使其能夠被固定到目標(biāo)上，例如患者 的傷口。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及液體捕集裝置，其包括吸收成分；和親水性彈性 纖維成分，其中該吸收成分和親水性彈性纖維成分在物理上是接近的，因此發(fā)生流體連通， 并且其中該吸收成分比親水性彈性纖維成分具有更強(qiáng)的吸收能力。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及制備液體捕集裝置的方法，其包括從包含產(chǎn)生 親水性產(chǎn)生彈性的成分(hydrophilogenicelastomerogenic compent)和吸收成分的溶液 紡絲至少一種纖維，其中該纖維包括吸收成分，其物理上接近該產(chǎn)生親水性產(chǎn)生彈性的成 分，從而與其發(fā)生流體連通。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及使用液體捕集裝置的方法，其包括放置液體捕 集裝置與至少一種液體接觸的步驟。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及吸收液體的機(jī)構(gòu)，其包括流體傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和吸收機(jī)構(gòu)，其中在吸收一種或多種液體之后，所述吸收機(jī)構(gòu)保持對拉伸應(yīng)力的抵抗性。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明還涉及包含一種或多種纖維的無紡纖維組件，其中所 述纖維包括粘性成分、彈性成分和親水性成分。仍是在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及制造無紡纖維組件的方法，所述方法包括提 供至少一種成纖材料；和從該至少一種成纖材料制成至少一種纖維，其中所述至少一種成 纖材料包括粘性成分、彈性成分和親水性成分。仍是在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及治療患者的方法，其包括將無紡纖維組件施 加到患者的預(yù)定區(qū)域上，其中該無紡纖維組件含有一種或多種纖維，所述纖維包含粘性成 分、彈性成分和親水性成分。仍是在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及形成至少一種復(fù)合纖維的設(shè)備，所述纖維包 括親水性成分、彈性成分和粘性成分，其中該設(shè)備包括用于容納多種成纖材料的多個貯存 器；多個閥，每個獨(dú)立地與貯存器相連通；和與所述閥連通的成纖裝置，其選自噴絲頭、NGJ 噴嘴和電紡裝置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所述用于制成復(fù)合纖維的裝置示意圖；圖2是拉伸測試樣品圖；圖3是潤濕前纖維墊的電子顯微照片；圖4是潤濕并重新干燥后纖維墊的電子顯微照片；圖5是在液體為水或尿的情況下平衡吸收能力對吸收劑百分含量的圖；圖6是濕/干面積比和厚度比對吸收劑百分含量的圖；圖7是關(guān)于各種吸收劑百分含量的應(yīng)力對應(yīng)變圖；圖8是濕狀態(tài)和干狀態(tài)下彈性纖維墊的應(yīng)力對應(yīng)變圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所述的用于制成復(fù)合纖維的裝置示意圖；圖10是顯示本發(fā)明所述納米纖維組件的吸收能力的圖；和圖11是本發(fā)明所述納米纖維組件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。發(fā)明詳述本發(fā)明總體上涉及吸收材料，其在濕潤的時候保持機(jī)械強(qiáng)度。更具體地，這樣的材 料包括至少一種親水性彈性纖維成分(HEFC)和至少一種吸收成分。在一些實(shí)施方式中，本 發(fā)明可進(jìn)一步包括粘性成分。該HEFC可包括嵌段共聚物，其中所述嵌段包括彈性嵌段和親 水性嵌段。可選地，該HEFC可包括親水性聚合物和彈性聚合物的混合物或固溶體。該吸收 成分一般在物理上接近該HEFC，使得與其產(chǎn)生流體連通。該HEFC和吸收成分的組合可被布 置到紡織墊或無紡墊或任何其它適當(dāng)?shù)男问缴?。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明所述的HEFC可起到導(dǎo)管的作用，其將液體傳送到吸收 成分上，該液體將被捕集到該吸收成分上。因此，在其提供流體流動工具的方面，該HEFC以 芯(wick)的方式起作用。這種芯吸特性連同該HEFC和該吸收成分之間在吸收容量和速度 上的差別導(dǎo)致向該吸收成分的凈流體流。也就是說，因?yàn)樵揌EFC既比該吸收成分吸收得快 又具有較小的容積，所以它傾向于更快地達(dá)到其容積。因此，傾向于存在從該纖維到該吸收 成分的凈流體流。
總體上，本發(fā)明以下面的方式運(yùn)行。包括該HEFC和吸收成分的纖維墊被放置為與 要吸收的液體流體連通。該HEFC吸收液體并將其轉(zhuǎn)移到捕集流體的吸收成分上。該纖維 成分的彈性特性用于容納該吸收成分的膨脹，而不會導(dǎo)致該纖維成分的破裂。根據(jù)本發(fā)明， 該纖維成分伸長以容許由于該吸收成分吸收液體而引起的尺寸變化。此外，一些實(shí)施方式 可包括粘性成分，以將該纖維墊固定到一物體上，一種或多種液體將從該物體被吸收。如本文所使用，術(shù)語吸收劑包括能夠用液體潤濕的化合物/物質(zhì)。如本文所使用， 術(shù)語彈性體包括任何聚合物材料，其在負(fù)載下能彈性變形并且當(dāng)去除負(fù)載時能基本上恢復(fù) 到其原來的形狀。如本文所使用，術(shù)語親水性包括能吸收含水或另外的極性液體。材料可 同時是彈性體、親水性的和吸收劑。如本文所使用，術(shù)語超級吸收劑(super-absorbent)包 括能吸收大約50倍于其自身重量的液體或更多液體的任何材料。非限制性地，超級吸收劑 可以是有機(jī)聚合物和多孔粘土。如本文所使用，術(shù)語“吸收能力(absorbency) ”是指單位 質(zhì)量吸收裝置所保留的液體質(zhì)量，包括結(jié)構(gòu)成分和吸收成分。一般地，在本文所指的吸收能 力是平衡值。如本文所使用，術(shù)語“吸收”的名詞形式包括所吸收的液體的量。如本文所使 用，“纖維組件(fiber assembly)”包括至少一種纖維，其與至少一種吸收成分流體連通。如本文所使用，產(chǎn)生彈性的(elastomerogenic)指的是化合物形成彈性體的能 力。類似地，如本文所使用，產(chǎn)生親水性的(hydrophilogenic)指的是化合物形成親水性聚 合物的能力。盡管術(shù)語產(chǎn)生彈性的和產(chǎn)生親水性的描述了來自它們本身下游的材料的彈性 和親水性特性，但產(chǎn)生彈性和產(chǎn)生親水性的材料也可以是親水性的和/或彈性的。舉例來 說，產(chǎn)生親水性的材料本身可以是親水的；然而，不要求產(chǎn)生親水性的材料是親水性的。對 于產(chǎn)生彈性的材料而言亦然。如本文所使用，親水性彈性纖維成分指的是液體_芯吸構(gòu)件(liquid-wicking member)，其具有吸收液體和充當(dāng)將這樣的液體傳送至另一材料的導(dǎo)管的能力。術(shù)語 “HEFC”的單詞順序沒有意義。特別地，它不表明該材料主要是親水性的還是主要是彈性 的。舉例來說，短語彈性親水性(elastomeric hydrophilic)纖維成分等同于親水性彈性 (hydrophilic elastomeric)纖維成分。該單詞順序的每個其它的排列亦然。同樣地，術(shù)語 產(chǎn)生親水性產(chǎn)生彈性成分等同于產(chǎn)生彈性產(chǎn)生親水性成分。該HEFC可包括任何親水性彈性材料，只要它能夠(1)被紡成纖維，而且(2)吸收 和芯吸液體。有利地，這樣的材料也能經(jīng)受住該吸收成分尺寸變化所產(chǎn)生的應(yīng)變。本發(fā)明范 圍內(nèi)的材料可以是產(chǎn)生彈性亞成分(subcomponent)和產(chǎn)生親水性亞成分的摻合物、混合 物或固溶體?？蛇x地，這樣的材料可以是彈性基體(mers)和親水性基體的共聚物，例如無 規(guī)共聚物、嵌段共聚物和其類似物。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明也可包括這樣的共聚物， 所述共聚物除彈性和親水性成分之外還包括粘性成分(一種或多種)。另外還有，在本發(fā)明范圍內(nèi)用于形成該HEFC的材料包括均聚物，所述均聚物中 的成分既是親水性的又是彈性的。在本發(fā)明范圍內(nèi)的具體材料非限定性地包括玉米 蛋白、聚酯彈性體、聚二甲基硅氧烷、親水性醚酯共聚物彈性體、硅樹脂聚乙二醇共聚物 (silicone-co-polyethyleneglycol)彈性體、聚丙烯酸酯、熱塑性聚氨酯、醚氨基甲酸乙酯 共聚物(polykther-co-urethanes))和聚氨酯。特別有利的材料非限定性地包括醚氨基 甲酸乙酯共聚物和聚氨酯。任何吸收材料可被用作本發(fā)明所述的吸收成分，只要它能在物理上接近該HEFC，以便與其產(chǎn)生流體連通。一般地，這意味著該材料必須可被含水的或另外的極性液體潤濕。 更具體而言，有利地，本發(fā)明范圍內(nèi)的材料相比HEFC，每單位質(zhì)量具有更大的液體容積。與 該HEFC相反，對于該吸收成分的效力來說，特定的形態(tài)不是必需的。舉例來說，該吸收成分 可以是，非限定性地，不規(guī)則的、無定形的、球狀的、伸長的、纖維狀的、方位角的、橢圓體的 或球面的。此外，對于該吸收材料的性能來說，特定的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系不是必需的。因此，該 吸收材料可以是，非限定性地，基本上是剛性的、易彎的、彈性的、凝膠狀的、流動的或易脆 的。吸收材料非限定性地包括聚酯、聚醚、聚酯-聚醚、帶有側(cè)酸基(pendant acid)或羥 基側(cè)基(pendant hydroxyl)的聚合物、聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、高嶺土、蛇紋石、綠土、海綠 石、綠泥石、蛭石、鋁鎂土、海泡石、水鋁英石和伊毛縞石(imogolite)、聚丙烯酸鈉和2-丙 烯酰胺/2-丙烯酸共聚物(2-propenamide-co-2-propenoic acid)。特別有利的材料非限 定性地包括聚丙烯酸鈉和2-丙烯酰胺/2-丙烯酸共聚物。該吸收材料可具有多種吸收能力的任何一種；然而，有利地，該吸收材料具有比該 HEFC更大的吸收能力。更有利地，該吸收材料是超吸收性的。該吸收成分可以以任何方式被分布，只要它在物理上接近該HEFC，從而與其產(chǎn)生 流體連通。舉例來說，該吸收材料可被涂覆到該HEFC的表面上。更具體地，它可以被物理 吸收或化學(xué)吸收到該HEFC表面上，或者它能以任何其它合適的方式被固定到該表面上。在 另一個實(shí)施例中，該吸收材料可以是被機(jī)械捕集或纏繞到該親水性彈性纖維里?？蛇x地，所 述吸收成分可以被嵌入HEFC中。另外，前述布置的任何組合也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)該吸收成分的物理特性，任何前述分布可以是有利的。舉例來說，如果該吸收 成分有脫落的趨勢，將其嵌入該HEFC里而不是將其固定到該纖維表面上可能是有利的。另 一方面，如果該吸收材料可被穩(wěn)固地固定到該親水性彈性纖維的外表面上，那么該纖維可 以用該吸收劑涂敷而不是將其嵌入到該纖維里。此外，如果從該纖維到該吸收材料的傳質(zhì) 速率很慢，以致使吸收受到不可接受的阻礙，那么相比于嵌入，將該吸收成分涂到該纖維上 可能是有利的。此外，任何前述分布的一種或多種可以以其任意組合的方式被使用。在一個實(shí)施方式中，親水性材料的溶液與彈性材料溶液相混合，并且然后兩者的 混合物被紡絲，產(chǎn)生包括兩種材料都在內(nèi)的纖維。以這種方式制備的纖維可具有均一的組 成，其中該彈性和親水性材料被均勻分布?？蛇x地，該纖維可包括界限明確的相，或者該纖 維的一部分可以是均勻的固溶體而一部分可以是相分離的。在另一個實(shí)施方式中，該纖維 可包括嵌段共聚物，其中該嵌段進(jìn)一步包括彈性嵌段和親水性嵌段。這些嵌段可被不規(guī)則 地布置或以多種合適方式的任一種布置。如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方式可提供這樣的無紡纖維組件，其包括至少一種纖維， 并且含有任選的粘性成分、彈性成分和親水性成分。該至少一種纖維可包含一系列鏈段，例 如主要甚或全部是粘性成分的鏈段、主要或全部是彈性成分的鏈段、以及主要或全部是親 水性成分的鏈段。當(dāng)該至少一種纖維具有這樣的成分布置時，根據(jù)特定應(yīng)用的需要，這些不 同的鏈段可以以許多順序的任何一種來布置?？深A(yù)見的是，特別有用的布置將包括至少主 要是粘性成分的鏈段，其位于至少主要是親水性成分的鏈段的鄰近，所述至少主要是親水 性成分的鏈段又位于至少主要是彈性組分的鏈段的鄰近。該復(fù)合纖維也可包括位于纖維鏈 段中的兩種或多種成分。每個鏈段的組成和鏈段的數(shù)目在纖維的長度范圍內(nèi)也可改變。此 外，鏈段之間的過渡可以是平緩的或突然的?？蛇x地，該纖維的組成在纖維的長度范圍內(nèi)可以是不變的。無紡纖維組件也可包括多種纖維，其中不同的纖維單獨(dú)或組合地提供每種成 分。根據(jù)本發(fā)明含有粘性成分的實(shí)施方式，制備無紡纖維組件的方法包括以下步驟。 形成至少一種纖維，所述至少一種纖維含有粘性成分、彈性成分和親水性成分。該至少一 種纖維可通過任何與該纖維或多種纖維的每個成分相容的技術(shù)來形成。預(yù)見到的是，根據(jù) 本發(fā)明所述的含有粘合劑的實(shí)施方式，熔體噴射、NGJ技術(shù)和電紡是形成纖維的適合方法。 電紡提供了特別的益處。纖維也可通過其它技術(shù)形成，包括相分離、孔內(nèi)澆鑄(casting in pores)以及膜分切(slitting of a film)。當(dāng)具有很小直徑的纖維被形成時，具有很小空隙和高表面積的纖維墊被生產(chǎn)。根 據(jù)本發(fā)明所述的無紡纖維組件可用在但不限于醫(yī)用敷料、尿布、女性衛(wèi)生用品、皮膚用的吸 收毛巾或擦拭物以及治療和預(yù)防用物質(zhì)的經(jīng)皮或口服輸送系統(tǒng)。也被預(yù)見的是，該無紡纖 維組件也可被用于其它目的，例如燃料電池中的溢漏處理、水的運(yùn)輸和處理，以及用于收集 和運(yùn)輸來自聚結(jié)過濾器的水或其它流體。當(dāng)該無紡纖維組件形成醫(yī)用敷料時，得到的醫(yī)用敷料是微孔的并且透氣的，但是 耐高氣流。這些是醫(yī)用敷料重要且期望的特性。一般地，采用這樣的技術(shù)生產(chǎn)的醫(yī)用敷料的 孔徑大小在大約50nm至大約IOOOnm的范圍內(nèi)，或者IOOnm至750nm，或者250nm至500nm， 甚或300nm至400nm。此處，正如本說明書的各個地方，這些范圍可以結(jié)合。在一些實(shí)施方 式中，本發(fā)明所述的孔足夠小以保護(hù)傷口，以防細(xì)菌通過氣溶膠顆粒捕獲機(jī)制而侵入。此 外，在一些實(shí)施方式中，這樣的孔也可阻礙病毒顆粒穿過該敷料進(jìn)入到該傷口。對于有效的流體吸收和經(jīng)皮傳輸來說，本發(fā)明所述的無紡墊或纖維墊有利地具有 至少大約5m2/g的高表面積，以及更有利地，大約100m2/g。該高表面積也可賦予該敷料高 的止血潛力。當(dāng)被用作醫(yī)用敷料時，本發(fā)明所述的無紡纖維組件提供了比商業(yè)防滲膜敷料更大 的水蒸氣透過率，其被表達(dá)為水蒸氣通量(water vaporflux) 0在一個實(shí)施方式中，電紡纖 維墊形成醫(yī)用敷料，其具有比固體膜防滲敷料大至少大約十倍的水蒸氣通量。有利地，該醫(yī) 用敷料提供比商業(yè)防滲膜大至少大約30倍的水蒸氣通量。更有利地，該醫(yī)用敷料提供比商 業(yè)防滲膜大至少大約30倍的水蒸氣通量。該敷料的纖維的合適厚度取決于這些因素，例如所用的成纖材料、該纖維的直徑、 該纖維的結(jié)構(gòu)布置、該纖維所形成的孔的大小以及空氣滲透和保護(hù)免受污染的期望程度。 舉例來說，當(dāng)在小到大約0. lg/m2的涂布水平下應(yīng)用時，該纖維可形成醫(yī)用敷料。該纖維也 可在大約0. 1至大約100g/m2的涂布水平上應(yīng)用。在一個厚度下，對于直徑在大約0. 5 μ m 至大約20 μ m之間的氣溶膠來說，該醫(yī)用敷料的纖維提供97%以上的過濾效率。在另一厚 度下，對于直徑在大約0. 1 μ m至大約20 μ m之間的氣溶膠來說，該纖維提供97%以上的過 濾效率。該纖維也可在這樣的厚度下應(yīng)用，該厚度對于直徑在大約0. 5 μ m至大約20 μ m之 間的氣溶膠甚或直徑在大約0. 1 μ m至大約20 μ m之間的氣溶膠提供了基本完全的過濾。在該醫(yī)用敷料對污染提供有效的屏障的同時，它還允許空氣流通。相比于不允 許氣流進(jìn)入保護(hù)區(qū)域的傷口敷料，這允許氧氣透過該敷料并且接觸傷口、燒傷或其它保護(hù) 區(qū)域，從而使其加速愈合并且降低感染的可能性。在一個實(shí)例中，該醫(yī)用敷料具有大約 5X IOV1以下的氣流阻力。有利地，該醫(yī)用敷料具有大約ZXlO8nT1以下的氣流阻力。在另一個實(shí)例中，該醫(yī)用敷料具有大約ZXlO7nT1以下的氣流阻力。本發(fā)明所述的纖維和最終的醫(yī)用敷料和其它無紡纖維組件是輕質(zhì)的、氧氣和水分 可滲透的，然而可防止遭受空氣傳播的污染物，例如灰塵、微生物和/或其它傳染物質(zhì)。該 纖維墊纖維將治療用添加劑傳輸并送達(dá)傷口位置的能力也是重要的。通過選擇聚合物載 體、無紡纖維板的密度和厚度和/或不同纖維墊纖維組成的分層，可控制這種傳輸和送達(dá) 添加劑的能力。關(guān)于在醫(yī)用敷料中使用的纖維，應(yīng)當(dāng)理解的是，該纖維可以是干的并且形成牢固 的纖維墊。然而，在一些情況中，濕纖維可被使用。盡管濕纖維可以是牢固的，但濕纖維一 般比干纖維更軟并且更好地貼合其被應(yīng)用的基底表面。其它的優(yōu)點(diǎn)可包括先前在上面與美 國專利號4，043，331相關(guān)的討論中所述的那些優(yōu)點(diǎn)。在任何情況下，將本發(fā)明所述纖維直 接形成到傷口表面上的能力可以提高該纖維組成上的柔韌性、改進(jìn)纖維墊的孔隙率以及改 進(jìn)其強(qiáng)度，均是以廉價(jià)且及時的方式。此外，通過直接將纖維施加到傷口上，有利地，該纖維 可被放置與整個傷口表面進(jìn)行緊密且成形地接觸，即使健康組織位于傷口內(nèi)的深處。當(dāng)該 敷料被更換時，這使得能從傷口內(nèi)的深處有效地去除死細(xì)胞、流體或細(xì)菌，因此降低或消除 了對傷口清創(chuàng)的需要。與傷口表面直接接觸也將使得向傷口的藥物傳送得以改善。最后， 應(yīng)當(dāng)意識到，直接應(yīng)用為纖維并因此為敷料提供了改進(jìn)的以及事實(shí)上固有的無菌性，從而 消除了進(jìn)行伽瑪輻射或者其它處理以給該敷料材料消毒的需要。此外，可控的臭氧的產(chǎn)生 和其它活性種類可被用于協(xié)助殺菌。然而，在傷口上就地電紡傷口敷料將可以使用的溶劑的類型僅僅局限于那些與 敷料所應(yīng)用的皮膚或其它組織相容的溶劑。這樣的溶劑的實(shí)例包括水、醇類和丙酮。同 樣地，因?yàn)榭捎萌軇┑念愋捅幌薅?，所以可與聚合物一起被使用的添加劑例如吸收劑、 殺菌劑和抗生素的類型，也被限于那些在所用的特定溶劑中可溶的或形成穩(wěn)定分散體 的那些添加劑。類似地，可被使用的聚合物的類型也被限于那些在皮膚或組織-相容 的溶劑中可溶的聚合物。生物相容性聚合物/溶劑組合包括，例如聚氮丙啶/乙醇、 聚乙烯吡咯烷酮/乙醇、聚環(huán)氧乙烷/水，以及聚(2-羥基甲基丙烯酸酯)/乙醇加酸 (poly(2-hydroxymethacrylate)/ethanol plus acid)。盡管來自這樣的組合的纖維在其 紡織狀態(tài)是非反應(yīng)性的，但將該纖維暴露于來自傷口或外部來源的流體，可能會使該處的 PH從中性或接近中性的pH變化為酸性或堿性的pH，這取決于該纖維的組成。舉例來說，當(dāng) 聚氮丙啶纖維被暴露于流體時，它將參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移，在接觸該聚合物的流體中導(dǎo)致堿性的 pH。在一個實(shí)施方式中，該敷料也包括閉孔泡沫塑料，以保護(hù)治療區(qū)域免受機(jī)械擾動 和/或提供熱絕緣。本發(fā)明所述包括粘性成分的實(shí)施方式可包括至少一種纖維，其由多種親水性聚合 物、彈性聚合物和具有粘合特性的聚合物中的任何一種的混合物形成。該成纖材料可任意 地與多種醫(yī)療上重要的傷口治療藥品中的任何一種進(jìn)行摻合，所述傷口治療藥品包括止痛 劑和其它藥用或治療用添加劑。適合電紡成為纖維的這種聚合物材料可包括，例如那些可 吸收或可生物降解的惰性聚合物質(zhì)，其與所選的有機(jī)或含水溶劑充分地反應(yīng)，或者其迅速 干燥。基本上，可以使用任何有機(jī)或水溶性的聚合物，或者這樣的聚合物與適于傷口局部治 療的可溶或不可溶的添加劑的分散體。當(dāng)被用在除了醫(yī)用敷料之外的應(yīng)用中時，其它添加劑可被使用。舉例來說，在泄漏處理應(yīng)用中，用于吸收特定類型化合物的顆?？杀环庋b在一 種該聚合物成分中。舉例來說，用于控制疏水性化合物的泄漏的無紡纖維組件可含有吸收 疏水性化合物的化合物，其被封裝在該組件的一種聚合物成分中。本發(fā)明的敷料可包括為彈性和親水性或疏水性的納米纖維與所粘附的親水性顆 粒的混合物。舉例來說，Waterlock 聚合物(GrainProcessing Corp.，Muscarine，ΙΑ)可 被結(jié)合到高親水性繃帶里，所述高親水性繃帶在水中可占據(jù)其干重的60倍或更多。這樣的 彈性、含水傷口敷料可提供水貯存器，并且支持由繃帶的交替壓縮和膨脹而驅(qū)動的流體流 動。這樣的敷料材料也可提供治療用物質(zhì)向傷口處的傳輸，以及可溶性或水可傳輸?shù)挠?副產(chǎn)品離開傷口的傳輸?？深A(yù)見的是，根據(jù)特定類型用途的特殊要求，該無紡纖維組件中的每種成分的比 例可變化。也可預(yù)見的是，該敷料中每種成分的比例在該無紡纖維組件本身內(nèi)可以變化，使 得該組件在一個表面上的組成與該組件在另一表面上的組成不同。舉例來說，主要是由彈 性聚合物制成的一種或多種纖維可形成距離傷口最遠(yuǎn)的敷料表面。在這部分敷料中，纖維 中存在的彈性聚合物的百分含量可接近并包括100%。在該敷料的內(nèi)部，可存在一種或多種 含有增加量的親水性聚合物的纖維。在這部分敷料中，纖維中存在的親水性聚合物的百分 含量可接近并包括100%。該部分敷料的厚度也可根據(jù)特定應(yīng)用的期望需要而變化。要被 放置為與患者接觸的敷料表面上的纖維(一種或多種)可含有增加量的具有粘合特性的聚 合物。在這部分敷料的纖維中使用的粘性聚合物的百分含量將隨著對干粘合(aggressive adhesion)或非干粘合(non-aggressive adhesion)的需要而變化，但是可接近并包括 100%。從一種類型聚合物向另一種的過渡可以是逐漸的，在該敷料內(nèi)沒有產(chǎn)生明顯的纖維 類型層，或者過渡是突然的，因此在該敷料內(nèi)產(chǎn)生截然不同的層。該聚合物纖維可在無菌條 件下應(yīng)用?？蛇x地，該至少一種纖維的組成沿著該纖維的長度可以是不變的。如下面更充分的描述，當(dāng)與水接觸時，該親水性成分被認(rèn)為吸收水并且膨脹，因此 其包圍著粘性成分，使得粘合劑不粘附至傷口表面。該親水性成分也保持該敷料潮濕，有利 于水向該敷料的外表面運(yùn)動，并且有利于治療用物質(zhì)在整個敷料中的運(yùn)動。合適的親水性 聚合物的實(shí)例包括但不限于線性聚氮丙啶、乙酸纖維素和其它接枝纖維素類、聚甲基丙烯 酸羥乙酯、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚環(huán)氧丙烷及其混合物和共聚物。該親水 性成分也可是吸水凝膠，例如Waterlock 聚合物或羧甲基纖維素。該親水性成分可被結(jié)合 到該纖維中，粘附到該纖維表面，或物理保留在纖維之間。本發(fā)明所述的彈性成分為該敷料提供機(jī)械強(qiáng)度和適應(yīng)伸展皮膚的能力。機(jī)械強(qiáng)度 是需要的，不但用于使用期間將該組件保持在合適的位置，而且當(dāng)它需要更換時也有利于 該敷料的去除。合適的彈性聚合物的實(shí)例包括但不限于聚氨酯、聚酯、聚酐、聚酰胺、聚酰亞 胺及其混合物和共聚物。一些實(shí)施方式也可包括用于將該組件粘附到基底上的一種或多種粘性成分。具有 粘合特性的合適聚合物包括但不限于丙烯酸酯的均聚物和共聚物、聚乙烯吡咯烷酮和硅樹 脂以及其混合物。該粘合劑可以是形成開放網(wǎng)絡(luò)的纖維，其將該敷料在許多點(diǎn)上粘附到該 傷口上，但允許流體必要地通過該粘合劑網(wǎng)絡(luò)中的空隙。該纖維中含有的聚合物也可貢獻(xiàn)一種以上的成分類型。舉例來說，丙烯酸酯嵌段 共聚物可被使用。在這種情況下，該丙烯酸酯嵌段提供粘合特性而該共聚物嵌段貢獻(xiàn)親水性特性。盡管不希望受到任何一種理論束縛，但據(jù)認(rèn)為該成纖聚合物的成分通過相分離產(chǎn) 生該纖維內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，它們處于棒、顆粒、片或其它幾何形狀的形式。同樣認(rèn)為，濕潤后該親 水性成分可能膨脹并擴(kuò)張，其方式為物理上防止該粘性成分與基底表面形成接觸。因此，本 發(fā)明所述醫(yī)用敷料將粘附到未受傷皮膚上，因?yàn)樵撚H水性聚合物還沒有接觸水并且還沒有 膨脹而包圍該粘性成分。在治愈的早期，該敷料將不粘附到傷口或組織上，另一方面，因?yàn)?來自傷口的水分接觸該親水性成分，使其膨脹并妨礙了該粘合劑粘附到該傷口上。同樣地，該敷料一部分被故意潤濕，其將另外地粘合到皮膚上，這將會使得該親水 性區(qū)域膨脹。這種潤濕和膨脹使繃帶容易去除。有利地，應(yīng)當(dāng)避免無意中的潤濕，以保持繃 帶在合適的位置。該無紡纖維組件也可被用于其它用途。舉例來說，該纖維組件可被用于向農(nóng)作物 傳送殺蟲劑、營養(yǎng)物質(zhì)或其它期望的化合物。當(dāng)干燥時該纖維組件可粘附到莊稼上，但是通 過用水洗滌可容易地被去除。該組件也可被用作一種類型的海綿或無壁瓶，以吸收或容納 水或其它液體。因此該纖維組件可被用于尿布、個人衛(wèi)生用品、吸收毛巾和其類似物。本發(fā)明也提供制備無紡纖維組件的方法，該方法包括這些步驟提供至少一種成 纖材料，其含有粘性成分、彈性成分和親水性成分，和從該成纖材料制成至少一種纖維。本 發(fā)明所述纖維組件可以由在有機(jī)或含水溶劑中可溶的聚合物制成。可提供在溶劑中的成纖 材料，所述溶劑例如，舉例來說，醇、乙酸乙酯、丙酮或四氫呋喃(THF)。任選地，該溶劑可以 是生物相容的。本發(fā)明所述的方法可任選地包括處理步驟，以便在該纖維形成之后提供該敷料一 種或多種期望特性。舉例來說，含有水溶性材料的纖維可被交聯(lián)以形成水不溶性纖維。在 另一個實(shí)施例中，該纖維可被處理以包括治療用或藥用產(chǎn)品。舉例來說，線性聚氮丙啶可用 氧化氮處理以形成聚氮丙啶二醇二氮烯錫(polyethylenimine diazeniumdiolate)。如上所述，在纖維形成期間，該粘性成分、彈性成分和親水性成分的相對數(shù)量可隨 時間變化。這種時間依賴型的變化可產(chǎn)生無紡纖維組件，其中第一表面上的組成與第二表 面上的組成不同。舉例來說，一種或多種纖維可以主要由彈性聚合物電紡，以形成將不接觸 患者的醫(yī)用敷料的表面。當(dāng)纖維被電紡而形成該敷料的內(nèi)部，增加量的親水性聚合物可被 用于形成該纖維。在足量的含有親水性聚合物的纖維被結(jié)合到該敷料之后，增加量的具有 粘合特性的聚合物可被用于形成該敷料的纖維。從一種類型聚合物向另一種的過渡可以是逐漸的(即聚合物類型之間的梯度不 變)，其在該敷料內(nèi)沒有產(chǎn)生明顯的纖維類型層?？蛇x地，該過渡可以是突然的，因此在該 敷料內(nèi)產(chǎn)生明顯的層。這樣的突然過渡可以借助一種聚合物向另一種的階梯式濃度梯度或 者在單個步驟內(nèi)從一種聚合物完全過渡成另一種來完成。該敷料的區(qū)域之間的過渡也可以 是聚合物類型之間不恒定的或“偏斜”的梯度的結(jié)果。過渡的其它變化類型或組合也可被 用在這種方法中。同樣，在該敷料中心處的層可與該繃帶其它部分內(nèi)的那些層不同，舉例來 說，可通過用電場或氣流控制該纖維射流的位置來實(shí)現(xiàn)。在一個實(shí)施方式中，根據(jù)下面的方法制備醫(yī)用敷料。在生產(chǎn)含有過量溶劑的纖維 (即濕纖維)的條件下，所述溶劑在整個纖維內(nèi)或者只在該纖維的表面上，從彈性聚合物例 如彈性聚氨酯中電紡至少一種纖維。該濕纖維或多種濕纖維被收集在接受器例如非粘性薄膜上。在高溫下，所收集的濕纖維在交叉的地方將熔化，以形成具有高水蒸氣傳遞速率和透 氣度的纖維膜。然后電紡的條件被改變，使得干纖維被接收到該濕纖維之上。舉例來說，這 可通過增加該電紡設(shè)備與該接受器之間的距離來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)干纖維層被放在該濕纖維上時， 該聚合物的組成變成親水性聚合物，例如親水性聚氨酯。該第二聚合物可以階梯梯度、恒定 梯度、偏斜梯度或其任何組合被引入。親水性聚合物的濃度可接近和/或等于100%。預(yù)定 量的纖維被沉積，然后該纖維的組成被變成粘性聚合物。正如先前聚合物類型之間的過渡， 該過渡可通過階梯梯度、恒定梯度、偏斜梯度或其任何組合而發(fā)生。這部分敷料的組成可接 近和/或等于100%的粘性聚合物。該粘性聚合物形成被應(yīng)用到患者的敷料表面。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了治療患者的方法，其包括將醫(yī)用敷料應(yīng)用到患 者的預(yù)定區(qū)域上。該敷料含有一種或多種纖維并且含有粘性成分、彈性成分和親水性成分。 這種方法可被用于將一種或多種纖維應(yīng)用到燒傷、傷口或另一需要保護(hù)免于污染的的區(qū) 域，或者需要用治療用或藥用化合物治療的區(qū)域。該方法可包括在單獨(dú)的接受器上形成所 述至少一種纖維，和將該至少一種纖維轉(zhuǎn)移到患者的預(yù)定區(qū)域?？蛇x地，該方法可包括將該 至少一種纖維直接應(yīng)用到該預(yù)定區(qū)域，例如通過將該纖維電紡到該傷口上。如上所表明，其它添加劑，可溶性添加劑或不溶性微粒也可被包括在要形成該至 少一種纖維的液體(一種或多種)中。在一個實(shí)施方式中，這些添加劑是醫(yī)療上重要的 局部添加劑，其以至少治療上有效的量提供，以治療患者。定義有效量的具體量取決于添 加劑的類型，以及傷口和患者的身體特征。然而，一般地，這樣的添加劑可被結(jié)合在該纖 維中，其量在痕量(按重量計(jì)每100份聚合物0. 1份以下)至按重量計(jì)每100份聚合物 500份或更多的范圍內(nèi)。這樣的治療用添加劑的實(shí)例包括但不限于抗菌添加劑，例如含 銀的抗菌劑和抗菌多肽；止痛劑，例如利多卡因(Iidocaine)；可溶或不溶性的抗生素，例 如新霉素；凝酶血原化合物(thrombogenic compounds)；釋放氧化氮的化合物(nitric oxide-releasing compounds)，其促進(jìn)傷口愈合，例如斯德酮亞胺類(sydnonimines)和二 醇二氮烯錫(diazeniumdiolate)；殺細(xì)菌化合物；殺真菌化合物；抗病毒化合物；制菌化 合物；抗炎化合物；抗蠕蟲化合物；抗心律不齊化合物；抗抑郁劑；抗糖尿病藥；抗(癲)癇 類藥物(anti-印il印tics)；抗蕈毒堿類藥物(antimuscarinics)；抗分支桿菌化合物；抗 腫瘤化合物；免疫抑制劑；抗焦慮鎮(zhèn)靜劑(anxiolyticsedatives)；收斂劑；β -腎上腺素 受體阻斷化合物；皮質(zhì)留類；咳嗽抑制劑；診斷化合物；利尿劑；抗帕金森病化合物；免疫 化合物；肌肉松弛劑；血管舒張劑(vasodialators)；激素，包括類固醇；擬副交感神經(jīng)功能 化合物；放射性藥劑；抗組胺劑和其它抗變應(yīng)性化合物；抗炎化合物，例如PDE IV抑制劑； 神經(jīng)激素抑制劑，例如NK3抑制劑；應(yīng)急蛋白抑制劑，例如p38/NK/CSBP/mH0Gl抑制劑；抗 精神病藥物；黃嘌呤；核酸例如脫氧核糖核酸、核糖核酸和核苷酸類似物；酶和其它蛋白質(zhì) 和生長因子。此外，本發(fā)明所述實(shí)施方式也包括非治療性或惰性成分，例如粘合劑、香味和 /或氣味吸收化合物。仍然在另一個實(shí)施方式中，賦予制品結(jié)構(gòu)特性的添加劑可被包括。這些添加劑包 括小固體顆粒；不溶混液體的分散液滴，其它物質(zhì)可被溶解在其中；交聯(lián)化合物；發(fā)泡劑， 以產(chǎn)生泡沫；粘合劑；彈性體和類似物。這樣的成分可以因其在保護(hù)和治愈傷口方面的功 能而被選擇。應(yīng)當(dāng)意識到，依照本發(fā)明，許多不同類型的纖維墊可被生產(chǎn)，這取決于該纖維是如何被生產(chǎn)和沉積的。在一個實(shí)施方式中，要形成纖維的液體是粘性聚合物、親水性聚合物和 彈性聚合物的混合物。因此，一種流體提供全部的纖維墊。然而，同樣可預(yù)見，不同組成的 復(fù)合纖維可一起或以連續(xù)層的方式被紡織，以提供合適的纖維墊。使用本發(fā)明所述的醫(yī)用敷料的方法可包括將至少一種纖維應(yīng)用到預(yù)定地點(diǎn)，以形 成纖維狀無紡基質(zhì)。所述預(yù)定地點(diǎn)可以是傷口、需要保護(hù)以免污染的區(qū)域或者需要用治療 用或藥用化合物治療的區(qū)域中的一種或多種。該敷料可包括親水性成分、彈性成分和粘性 成分。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明所述的敷料另外包括至少一種藥用或治療用試劑， 其選自抗生素化合物，例如殺細(xì)菌和殺真菌化合物；制菌化合物；交聯(lián)化合物；止痛化合 物；凝酶血原化合物；氧化氮釋放化合物，例如斯德酮亞胺類(sydnonimines)和二醇二氮 烯鐵(diazeniumdiolate)，其促進(jìn)傷口愈合；其它藥物化合物；和核酸，這與在生物相容溶 劑中的溶解性無關(guān)。此外，這種實(shí)施方式可含有非治療性或惰性成分，例如粘合劑、香料、氣 味_吸收化合物。與先前的電紡纖維相反，該添加劑不限于那些在聚合物/溶劑組合中可 溶的添加劑。在一些實(shí)施方式中，不溶性添加劑與本發(fā)明所述的聚合物/溶劑組合相結(jié)合， 并且被結(jié)合到該纖維中，與其被添加時的形式相比基本上沒有變化。最后，本發(fā)明也提供用于形成至少一種復(fù)合纖維的設(shè)備。該設(shè)備能形成至少一種 纖維，其包括親水性成分、彈性成分和可選的粘性成分。該設(shè)備包括多個貯存器，用于包含 一種類型以上的成纖材料；多個閥，每個獨(dú)立地與貯存器連通；和與所述閥連通的成纖裝 置，其選自噴絲頭、NGJ噴嘴和電紡裝置。參考圖1，本發(fā)明所述裝置的實(shí)施方式可被描述。裝置10包括第一貯存器12、第 二貯存器16和第三貯存器20。第一貯存器12與第一閥14流體連通。同樣地，第二貯存器 16與第二閥18流體連通，以及第三貯存器20與第三閥22流體連通。第一閥14、第二閥18 和第三閥22可被手動控制，或者它們被放置為與控制器24相連通以進(jìn)行自動控制。首先， 第一閥14、第二閥18和第三閥22任選地與混合槽26相連通，混合槽26又與成纖設(shè)備28 相連通?？蛇x地，成纖設(shè)備(噴絲頭、NGJ噴嘴、電紡設(shè)備)可被連接到每個貯存器上。從 每個設(shè)備生產(chǎn)纖維的速率可被調(diào)節(jié)，以將特定聚合物以生產(chǎn)出期望的空間可變結(jié)構(gòu)所需的 量供應(yīng)。當(dāng)該成纖設(shè)備是電紡設(shè)備時，電源與該電紡設(shè)備電連通。通過將彈性成分、親水性成分和任選的粘性成分置于每個貯存器12、16和20中， 裝置10可被用于形成根據(jù)本發(fā)明的纖維。每種成分向成纖設(shè)備28進(jìn)料的相對量通過選擇 性地打開或關(guān)閉每個閥14、18和22來控制。每種成分的相對量控制著成纖設(shè)備28所生產(chǎn) 的纖維的組成。按照本領(lǐng)域已知的各種方法，其包括電紡、濕紡、干紡、熔融紡絲和凝膠紡絲，本發(fā) 明所述的纖維可被制造。電紡特別適合制造本發(fā)明所述的纖維，因?yàn)樗鼉A向于生產(chǎn)任何前 述方法中最細(xì)的(即最細(xì)的丹尼爾(finest denier))纖維。典型地，可生產(chǎn)出具有非常小 的直徑的電紡纖維，所述直徑通常在大約1納米至大約3000納米的量級，或者從大約10至 大約2000納米，或者從大約25至大約1000納米，或者從大約50至大約500納米，甚或大 約5至大約100納米。如本說明書和權(quán)利要求書其它地方一樣，這里的單個范圍可以被結(jié)
I=I O用于生產(chǎn)本發(fā)明所述納米纖維的另一個特別有效的方法包括氣體噴射法(即NGJ法)制得的納米纖維。這種方法以前已經(jīng)被描述并且在本領(lǐng)域是已知的。簡單地說，該方 法包括使用具有內(nèi)管和同軸外管的設(shè)備，其帶有側(cè)進(jìn)料臂(sidearm)。該內(nèi)管從該外管邊緣 凹進(jìn)去，因此產(chǎn)生一薄的成膜區(qū)。流體聚合物通過該側(cè)進(jìn)料臂進(jìn)料并且填充該內(nèi)管和該外 管之間空的空間。該聚合物熔體繼續(xù)流向該內(nèi)管的流出端，直至其接觸流出氣體射流。在 該熔體表面上的氣體射流碰撞產(chǎn)生聚合物熔體的薄膜，其行進(jìn)到管的流出端，在那里其被 噴射，形成湍流云狀納米纖維。電紡和NGJ技術(shù)允許來自有機(jī)和含水溶劑的聚合物的加工。而且，采用電紡和NGJ 技術(shù)，向要被紡絲的流體中添加顆粒分散體和可溶性非成纖添加劑(即紡絲添加劑)不會 防止纖維墊的形成。因此，各種各樣的添加劑可被引入本發(fā)明所述的纖維和設(shè)備里。因此， 吸收性添加劑可被包括，例如聚丙烯酸鈉或2-丙烯酰胺/2-丙烯酸共聚物等等。
實(shí)施例為了證明本發(fā)明的實(shí)施，已經(jīng)制定了下面的實(shí)施例。從含有Waterlock A-180和Tecophilic 聚合物的THF 乙醇溶液(30 70)中電紡復(fù)合纖維，以形成無 紡纖維組件或墊。Waterlock 聚合物是玉米淀粉/丙烯酰胺/丙烯酸鈉共聚物，其 可從 Grain Processing Corp. (Muscatine，ΙΑ)得到。"Waterlock 聚合物向所產(chǎn)生 的纖維組件提供親水成分。Tecophilic 是脂肪族聚醚基聚氨酯，其可從Thermedics PolymerProducts (Wilmington, ΜΑ)得到，所述Tecophilic 向纖維組件提供彈性成分和親 水性成分。該聚合物溶液從圓錐形金屬貯存器中被紡絲，并且間距用實(shí)驗(yàn)室千斤頂改變。該 金屬錐用與高壓電源器相連的金屬線懸掛。改變電壓和間距以在最高速下生產(chǎn)最好的纖 維。鋁箔覆蓋著目標(biāo)板，并且正方形聚酯網(wǎng)被置于該鋁箔上面，在上面收集纖維。該金屬貯 存器尖端處的孔的直徑在大約0. 5mm至大約1. 5mm的范圍內(nèi)。對于更高粘度的溶液，選擇 更大的孔。該聚合物溶液比水稍微粘一些，以便使其能紡絲。在一些實(shí)施方式中，該貯存器 是圓錐形的。然而，許多形狀運(yùn)轉(zhuǎn)得同樣好。同樣地，在一些實(shí)施方式中，該貯存器尖端處 的孔是圓形的。然而各種各樣的形狀運(yùn)轉(zhuǎn)得同樣好。原料聚合物溶液是在乙醇和THF(80 20)中的14% (w/w)的Tecophilic 聚合 物溶液。該溶液如下制備。首先該Tecophilic 溶解在過量的THF中，然后蒸發(fā)濃縮。然后 向該溶液中加入乙醇以提供期望的濃度。下一步是將吸收聚合物——Waterlock 或(聚) 丙烯酸鈉(SPA)—懸浮在乙醇中，并且加入該Tecophilic 溶液。該吸收劑需要被定期再 懸浮，例如通過顛倒或搖晃該容器幾次。使用Waterlock 于Tecophilic 中的不同濃度， 即0、7、30、47、71、85和95%，其中每個百分含量是以重量比重量(w/w)來計(jì)算的。也制備 T 50 50 (w/w)的SPA/Tecophilic⑧溶液。該Waterlock /Tecophilic 溶液的粘度使得所使用的金屬圓錐形貯存器可
具有直徑為大約1毫米的孔。所有的實(shí)施例在室溫下于37cm的間距和37kV的電壓下 被紡絲。使用具有直徑大約1. 5mm的孔的圓錐體，在30kV的電壓和30cm的間距下， SPA/Tecophilic 溶液被紡絲。需要25至30g的成纖溶液份數(shù)，以生產(chǎn)尺寸大約為 ImmX IOcmX IOcm并且干重大約為2克的纖維墊。然后該纖維從該聚酯網(wǎng)中取下并被切成1. 5cm的正方形，以測試其吸收能力和拉伸強(qiáng)度。納米纖維段的直徑可多樣化，在大約500 至1500nm之間。該無紡薄片的厚度也是多樣化的，但是在大部分情況下，使用大約Imm厚 的樣品。相對于含有不具有mterlock 的纖維的墊的吸收能力，含有7、30、50、70或85% Waterlock (WL)的纖維墊被測試其對水和尿的吸收能力。制備合成尿，其通過將下列物 質(zhì)加入到蒸餾水中而制備25g尿素、9g氯化鈉、2. 5g磷酸鈉、3g氯化銨和3g亞硫酸鈉。一 旦所有的物質(zhì)被溶解，另外的蒸餾水被加入直到總體積等于1L。該測試方法是首先稱量該纖維樣品并且記錄其干重以及起始尺寸。然后該纖維樣 品被置于含有水或合成尿的燒杯里，五秒鐘之后取出。該濕樣品被置于紙巾上，并且允許過 量水逐漸排出。然后該樣品被稱重且測量。該過程繼續(xù)，其中在浸沒0. 16,0. 5、1、2、5和10 分鐘之后測量重量和大小。最后，該纖維被浸沒至少24小時以達(dá)到平衡吸收狀態(tài)。吸收能 力被定義為Q = (W2-W1) /W1其中Q是吸收能力，W1是起始重量，W2是濕時該纖維墊的重量。每個樣品百分比吸 收能力以圖示在圖5中。圖5表明1Waterlock 聚合物的加入增加了所得纖維組件的吸收能 力。吸收能力也可通過小領(lǐng)域已知的各種方法中的任何一種來確定，例如負(fù)荷下的吸收能 力(Absorbency Under Load(AUL))或重力法吸收能力分析系統(tǒng)(Gravimetric Absorbency Analysis System(GATS))。每種Waterlock /Tecophilic 組合的四個樣品被測試，并且計(jì)算平衡下這四個
樣品的平均吸收能力。圖6顯示了含有按重量計(jì)0%至85%Waterlock (WL)的納米纖維 對水的平衡/起始吸收能力比值的圖。當(dāng)置于水中時該纖維墊吸收400 %至6000 %，以及在合成尿中為500 %至1250 %。 圖5顯示當(dāng)與那些僅用Tecophilic 聚合物制成的納米纖維(在圖中識別為mterioek 在Tecophilic 中為0%)比較時，含有7%吸收劑的納米纖維具有非常相似的結(jié)果。對于 合成尿來說，隨著吸收劑的量增加，吸收能力的增加不如水的大。圖5顯示水中與合成尿中 的吸收能力之間的比較。當(dāng)吸收劑的量增加時，在水中吸收能力與在合成尿中的吸收能力 之間的差別也增加。Waterlock 吸收劑的生產(chǎn)者指出，每克聚合物能吸收高達(dá)l60mL的水。含有 HEFC(例如Tecophilic )和吸收成分(例如Waterlock )的納米纖維吸收水分不如粉末 形式的純Waterlock 吸收得多。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明每克聚合物只有90mL的水，下降了 44%。 盡管不希望受到任何一種理論的束縛，然而，據(jù)認(rèn)為這種下降可歸因于該HEFC對該吸收成 分的機(jī)械束縛，其限制了膨脹。吸收速率的測定是通過計(jì)算已知時刻的吸收百分含量來得到的。吸收百分含量是 任意時刻的液體增重與平衡時的液體增重的比值。在5秒內(nèi)0%、7%和30%的■Waterlock 樣品幾乎達(dá)到其最大吸收。隨著Waterlock 量的增加，該纖維吸收的速率下降。5秒后 50 %和70 %的樣品吸收了其最大吸收的75 %以上。85 %的樣品需要2分鐘達(dá)到其最大吸 收的73%。含有85%Waterlock 的無紡薄片樣品比其它的厚。用于吸收測試的無紡薄片的 樣品一般大約1.0mm厚。在85%Waterlock 的四個樣品中只有一個為1.0mm厚。其它三
16個的厚度為15mm、20mm和25mm。觀察到較厚的薄片達(dá)到最大吸收需要的時間比較薄的薄片 長。在薄片厚度上的這種變化使得觀測的吸收速率存在大的差異。測量干燥時以及當(dāng)用水飽和時每個樣品的尺寸。該尺寸通過計(jì)算濕/干面積比和 濕/干厚度比進(jìn)行分析。當(dāng)樣品中Waterlock. 的量增加時，濕/干面積比也增加。濕/干 厚度比隨V/aterlock 濃度沒有顯著變化。這表明不含Waterlock 的納米纖維在長度和 寬度尺寸上膨脹最大。吸收劑的加入使得濕狀態(tài)下納米纖維的長度、寬度和厚度增加。得到本發(fā)明所述纖維墊的掃描電子顯微照片(SEM’ s)，其中該墊處于兩種不同狀 態(tài)下。第一張顯微照片(圖3所示)顯示原始電紡纖維凝膠，即潤濕前。第二張顯微照片 (圖4)顯示水已經(jīng)被吸收以及然后真空去除之后的纖維凝膠。圖4中破裂和纏繞的膜標(biāo)明 吸收顆粒的位置，其在潤濕和干燥后是不存在的。似乎是纏繞的膜容納該吸收顆粒，其通過 潤濕可能已經(jīng)被去掉。這種結(jié)果與嵌入到HEFC中的顆粒一致。更特別地，似乎是該顆粒膨 脹到了將HEFC破裂的程度，只留下包圍顆粒的空膜?？蛇x地，一旦潤濕，吸收劑的干顆粒可 以變成片狀結(jié)構(gòu)，并且干燥后保持被捕集在那種形態(tài)下。理想地，吸收劑不但能迅速吸收流體，而且濕狀態(tài)下能耐得住機(jī)械力。進(jìn)行機(jī)械測 試，其測量該纖維墊在其斷裂前能承受的應(yīng)力和應(yīng)變的量。使用Instron 5567機(jī)械測試 儀。從該纖維墊中切割與ASTM5-D638符合的啞鈴狀片，顯示在圖2中。在三個地方測量該 纖維墊的厚度，這三個地方在圖2中以數(shù)字1、2和3標(biāo)識。兩條黑線間隔10cm，標(biāo)記了測 量拉伸的區(qū)域。因?yàn)槲漳芰y試表明5秒之后可達(dá)到95%的總水增加量，因此在進(jìn)行該 測試之前，兩條黑線之間的區(qū)域用水潤濕至少1分鐘。啞鈴部分1和3不被潤濕，并且充當(dāng) 至該拉伸測試儀夾具的附著物。在干樣品上 鈴部分2處進(jìn)行厚度測量。每個不同濃度的 Waterlock /Tecophilic (0%、7%、30%、50%、70%和 85% )的三個樣品被測試。所有 的拉力測量在夾具以50mm/min分離時進(jìn)行。這些樣品在50mm/min的速度下被拉伸。圖7顯示了含有7、30、50、70或85 % Waterlock (WL)的樣品的應(yīng)力-應(yīng)變特性。根據(jù)該數(shù)據(jù)，在每種情況下這些樣品可以吸 收的形變量(即應(yīng)變)超過500%。含有7%Waterlock 的纖維組件的拉伸強(qiáng)度最大，其 也比Tecophilic 樣品(o%WL)大。該Tecophilie 聚合物提供給該納米纖維強(qiáng)度和彈性，而Waterlock 沒有。
Waterlock 的濃度越高，該納米纖維變得越弱，如圖7中所示。含有高含量的Waterlock 的納米纖維，即70%和80%，并非機(jī)械牢固的，其在0.5MPa以下斷裂。那些完全不含 Waterlock 或只含7 %的納米纖維，直到應(yīng)力達(dá)到2-3MPa時才斷裂。70 %和80 % Waterlock 樣品在其斷裂點(diǎn)處也具有最低的應(yīng)變。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在所有樣品中，斷裂前這些樣品可承受的形變量(即應(yīng)變)超過 500%。含有7%Waterlock 的纖維組件的拉伸強(qiáng)度最大，其也比基本上由Tecophilic 聚合物組成并且基本上不含Waterlock 的樣品的拉伸強(qiáng)度大。對于70%和80% Waterlock 樣品來說，斷裂點(diǎn)的應(yīng)變?yōu)榇蠹s600%。含有較低濃度Waterlock 的樣品都 在大約850%至900%下斷裂。測量從該納米纖維基質(zhì)中流失的吸收材料的總量。從該纖維墊中取樣，稱重，然后 置于一已知質(zhì)量的容器內(nèi)。然后將該樣品在一定量的水中浸沒大約24小時，在這之后該樣 品被取出，并將殘余溶液進(jìn)行蒸發(fā)。測量蒸發(fā)后留下的殘余物質(zhì)量，并與該纖維墊的起始質(zhì)量相比較
%可浸出物質(zhì)=m^ XlQO
mi.纖維氈可浸出物質(zhì)的百分含量在大約1.58%至大約4. 46%的范圍內(nèi)，其是可接受的?？山鑫镔|(zhì)百分含量的重要性基于這樣的事實(shí)吸收劑一般是在某種程度上嵌入 到纖維成分中。如果纖維材料足夠牢固，當(dāng)該吸收劑由于液體吸收而膨脹時，它將抵抗破 裂。相反，如果它不充分牢固，該纖維材料將有可能破裂并釋放吸收劑。事實(shí)上，很難完全 消除破裂，然而，表現(xiàn)出較好強(qiáng)度的配制物往往呈現(xiàn)出更少的破裂，并且因此呈現(xiàn)出更少的 可浸出物質(zhì)。本發(fā)明所述的一個實(shí)施方式包括這樣的繃帶，其是高吸收性的，并且甚至在濕的 時候是牢固的。本發(fā)明所述的另一個實(shí)施方式包括這樣的尿布，其是高吸收性的，并且甚至 在濕的時候是牢固的。本發(fā)明所述的又一個實(shí)施方式包括用于吸收溢出液體的高吸收性且 牢固的裝置。這樣的液體包括但不限于有害化學(xué)品、生物有害物質(zhì)、家務(wù)用品、食品以及家 庭或工業(yè)清洗劑。還有本發(fā)明所述的另一個實(shí)施方式包括清潔用裝置，例如拖把頭、洗碟用 布、衛(wèi)生抹布或地板上蠟裝置。仍是本發(fā)明所述的另一實(shí)施方式包括化妝品或個人衛(wèi)生產(chǎn) 品，其包括但不限于衛(wèi)生巾、棉球或洗滌用海綿。在本說明書和所附的權(quán)利要求書中，如果上下文沒有另外清楚地指出，單數(shù)形式 “一個(a)”、“一個(an)”和“該(the) ”包括復(fù)數(shù)含義。除非另外定義，本文所使用的所有 技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通常所理解的意思相同。應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯然的任何變化也將落在所要求保護(hù)的 發(fā)明范圍內(nèi)，并且因此，具體成分元素的選擇可以被確定，而沒有脫離本文所公開并描述的 本發(fā)明的精神。此外，本發(fā)明并不限于本文所提出的這些實(shí)施例和實(shí)施方式，它們只是意欲 闡述本發(fā)明。更確切地，本發(fā)明的范圍僅僅由權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
無紡纖維組件，其包括一種或多種纖維，其中所述纖維包括粘性成分、彈性成分和親水性成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述組件能粘附到干基底上而不能粘附 到濕基底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述組件構(gòu)成醫(yī)用敷料的成分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述粘性成分選自丙烯酸酯的均聚物和 共聚物、硅樹脂、聚乙烯吡咯烷酮及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述彈性成分選自聚氨酯、聚酯、聚酐、 聚酰胺、聚酰亞胺及其混合物和共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述親水性成分選自線性聚氮丙啶、接 枝纖維素類、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚環(huán)氧丙烷、聚氨酯、聚甲基丙烯酸羥乙酯及其 混合物和共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述組件第一表面上所述一種或多種纖 維的組成與所述組件第二表面上所述一種或多種纖維的組成不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡纖維組件，其中所述至少一種纖維的直徑在大約3納米 與大約3000納米之間。
9.制備無紡纖維組件的方法，所述方法包括提供至少一種成纖材料；和由所述至少 一種成纖材料制成至少一種纖維，其中所述至少一種成纖材料含有粘性成分、彈性成分和 親水性成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備無紡纖維組件的方法，其中所述至少一種成纖材料被 提供在溶劑中，其中所述溶劑選自醇類、乙酸乙酯和四氫呋喃。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備無紡纖維組件的方法，其中所述粘性成分、彈性成分和 親水性成分的相對量隨時間變化，因此生產(chǎn)出這樣的纖維組件，其中敷料第一表面上一種 或多種纖維的組成與敷料第二表面上一種或多種纖維的組成不同。
12.治療患者的方法，其包括將無紡纖維組件應(yīng)用到所述患者的預(yù)定區(qū)域，其中所述 無紡纖維組件含有一種或多種纖維，所述一種或多種纖維包含粘性成分、彈性成分和親水 性成分。
13.用于形成至少一種復(fù)合纖維的設(shè)備，所述纖維包括親水性成分、彈性成分和粘性成 分，其中所述設(shè)備包括用于容納多種成纖材料的多個貯存器；多個閥，每個獨(dú)立地與貯存 器相連通；和與所述閥連通的成纖裝置，其選自噴絲頭、NGJ噴嘴和電紡裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其另外包括與所述閥和所述成纖裝置相連通的混合槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述成纖裝置是電紡裝置，其另外包括與所述 電紡裝置電連通的電源。
全文摘要
本發(fā)明總體上涉及液體捕集裝置，其具有吸收液體的能力。更具體地，本發(fā)明涉及液體捕集裝置，其包括吸收成分、與其流體連通的親水性彈性纖維成分和任選的粘性成分。本發(fā)明也涉及液體捕集裝置，其具有吸收液體的能力，同時保持合適的機(jī)械強(qiáng)度。此外，本發(fā)明總體上涉及制造和使用前述裝置和材料的方法。
文檔編號D01F8/16GK101979745SQ20101027593
公開日2011年2月23日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者D·H·勒內(nèi)克爾, D·J·史密斯 申請人:阿克倫大學(xué)