專利名稱：一種氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種采用氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
甲殼素(又稱甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)、殼蛋白、蟹殼素)，是纖維素之后的第二大天然高分子材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為(1，4)-2-乙酰胺基-2-脫氧-β-D-葡聚糖。甲殼胺(又稱殼聚糖)，是甲殼素經(jīng)脫乙?；蟮玫降囊环N高分子胺基多糖，其分子結(jié)構(gòu)為(1，4)-2-胺-2-脫氧-β-D-葡聚糖。甲殼素和甲殼胺廣泛存在于節(jié)足動(dòng)物的殼和翅膀之中，是一種綠色可再生資源。作為一種天然高分子材料，甲殼素及甲殼胺具有良好的生物相容性，并且對(duì)人體無毒、無害，可生物降解。甲殼胺的分子結(jié)構(gòu)中含有自由氨基，可以溶解在酸性水溶液中。把甲殼胺用醋酸水溶液溶解后通過噴絲孔擠入氫氧化鈉水溶液中后形成絲條，再經(jīng)過牽伸水洗干燥等工序可以得到甲殼胺纖維。由于甲殼胺纖維具有良好的生物活性，它是制備醫(yī)用敷料的優(yōu)質(zhì)原料。在被加工成非織造布、紗布、繃帶、止血棉等材料后，甲殼胺醫(yī)用敷料敷貼在創(chuàng)面上后可以給病人冷爽之感以減輕傷口的疼痛，纖維在吸收水份后通過體內(nèi)酶降解產(chǎn)生的葡糖胺可加速傷口的愈合，大大提高傷口的護(hù)理效率。目前用甲殼素及甲殼胺纖維制成的各種醫(yī)用敷料主要用于燒傷、燙傷、擦傷、皮膚裂傷等臨床應(yīng)用，具有止血、消炎和促進(jìn)組織生長(zhǎng)作用，可以縮短治療周期，而且愈合后的傷面與正常組織相似，無疤痕。由于其分子結(jié)構(gòu)中缺少?gòu)?qiáng)親水性基團(tuán)，甲殼胺纖維的缺點(diǎn)是吸水性差。與另一種廣泛應(yīng)用于功能性醫(yī)用敷料的海藻酸鈣纖維相比，甲殼胺纖維的吸水及持水性差，影響了其在醫(yī)用敷料領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。海藻酸又稱褐藻酸、海帶膠、褐藻膠，是從褐藻類植物中提取的一種天然高分子材料。海藻酸具有很高的分子量，從褐藻中提取的高粘度海藻酸的聚合度達(dá)600-1000，對(duì)應(yīng)的分子量為120，000-190, 000。由于海藻酸的鈉鹽可溶解于水中，因此把海藻酸鈉溶于水中制備紡絲液后，可以很容易地通過濕法紡絲制備海藻酸纖維。海藻酸與大多數(shù)二價(jià)或多價(jià)金屬離子形成的鹽是不溶于水的，因此可以采用二價(jià)金屬離子的水溶液作為凝固液。工業(yè)上用氯化鈣水溶液作為凝固液可以生產(chǎn)海藻酸鈣纖維。在與傷口滲出液接觸時(shí)，海藻酸鈣纖維中的鈣離子可以和體液中的鈉離子發(fā)生離子交換后使纖維轉(zhuǎn)換成水溶性的海藻酸鈉，大量的水分進(jìn)入纖維后使纖維變成纖維狀的膠體。這種高吸濕性和成膠性能使海藻酸鈣纖維特別適用于制備具有高吸濕性的功能性醫(yī)用敷料，用于護(hù)理流血、流膿較多的潰瘍性傷口。在當(dāng)前世界人口老齡化及慢性潰瘍性傷口增多的背景下有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，海藻酸纖維的最大應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療衛(wèi)生中的醫(yī)用敷料。許多研究結(jié)果已經(jīng)證明了傷口愈合的最佳條件是在一種溫暖而濕潤(rùn)的狀態(tài)。海藻酸醫(yī)用敷料可以在創(chuàng)面上形成一層濕潤(rùn)的水凝膠，從而給傷口提供一個(gè)合適的愈合環(huán)境。許多臨床試驗(yàn)已經(jīng)證明由海藻酸纖維制成的醫(yī)用敷料不但有良好的吸濕性，而且比其它傳統(tǒng)的紗布更能促進(jìn)傷口的愈
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有甲殼胺纖維的吸水及持水性差的缺陷，通過氧化海藻酸鈉與甲殼胺纖維的反應(yīng)使海藻酸鈉與甲殼胺結(jié)合后生成一種具有很高吸濕性的改性甲殼胺纖維材料，并且本發(fā)明還提供了上述纖維材料的制備方法和應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一方面，本發(fā)明提供一種氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維，所述改性的甲殼胺纖維由重量比100: 50-1的甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉反應(yīng)后生成。這里的重量比100: 50-1即 100: (50-1)。其中，所述甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉優(yōu)選的重量比配方為100:10。再一方面，本發(fā)明還提供上述氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維的制備方法，以甲殼胺纖維為載體，以水溶性的氧化海藻酸鈉為處理劑，按配方量將氧化海藻酸鈉用水溶解后與甲殼胺纖維反應(yīng)后經(jīng)水洗、干燥后制得。所述步驟方法具體如下:按照配方量提取甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉，把氧化海藻酸鈉溶解在去離子水中后，加入甲殼胺纖維，在40-95°C下反應(yīng)1-3小時(shí)后，加入H2SO4溶液使溶液中H2SO4質(zhì)量百分比濃度達(dá)到1-3%后繼續(xù)反應(yīng)1-3小時(shí)后，加入NaOH中和H2SO4直至溶液呈中性，充分?jǐn)嚢璨⒎磻?yīng)30-60分鐘后脫去反應(yīng)溶液，用去離子水水洗后再用質(zhì)量百分比濃度為30-50%的乙醇與50-70%去離子水的混合溶液洗，再用純乙醇清洗后干燥，得到氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維。另一方面，本發(fā)明還提供上述氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維作為醫(yī)用敷料、面膜中的應(yīng)用。作為一種高分子多糖，海藻酸鈉分子的糖醛酸單元具有順二醇結(jié)構(gòu)，其順二醇結(jié)構(gòu)中的C一 C鍵會(huì)被強(qiáng)氧化劑(如高碘酸鈉)氧化，而生成2個(gè)醛基。將海藻酸鈉用高碘酸鈉氧化改性，可以制備出一種具有雙醛結(jié)構(gòu)的氧化海藻酸鈉。由于氧化海藻酸鈉中的雙醛基具有類似甲醛、戊二醛等的交聯(lián)性能，它是一種對(duì)人體無毒、無害、生物相容性良好的、新型的具有醫(yī)用潛力的生物高分子材料交聯(lián)劑，可以應(yīng)用在食品、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。氧化海藻酸鈉對(duì)氨基和酰肼有極高的反應(yīng)活性，因此可被用作蛋白質(zhì)、多肽、特異氨基酸序列等生物活性物質(zhì)的交聯(lián)劑。由于甲殼胺的分子結(jié)構(gòu)中含有自由氨基，可以與氧化海藻酸鈉分子中的醛基發(fā)生反應(yīng)。在本發(fā)明的制備方法中，處于固體狀態(tài)的甲殼胺纖維與含有醛基的氧化海藻酸鈉反應(yīng)后，氧化海藻酸鈉被結(jié)合到甲殼胺纖維的結(jié)構(gòu)中，使改性后的纖維含有具有很強(qiáng)親水性的羧酸鈉基團(tuán)。改性后的纖維因此具有很強(qiáng)的親水性能。本發(fā)明的氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維具有一般纖維的性能，可以被加工成紗線、機(jī)織物、針織物和非織造布材料，也可以用聚脂纖維或其它纖維包覆后形成包覆紗線。在被加工成紗線、機(jī)織物、針織物和非織造布材料后，本發(fā)明的產(chǎn)品可以通過切割包裝后形成醫(yī)用敷料，用于流血流膿較多的傷口上，起到吸收傷口上膿血，保護(hù)傷口并促進(jìn)其愈合的作用。
本發(fā)明的氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維具有甲殼胺和海藻酸鈉的生物活性。由于氧化海藻酸鈉與甲殼胺纖維反應(yīng)后在纖維上結(jié)合了含有羧酸鈉基團(tuán)的海藻酸鈉，改性后的纖維在與水或傷口滲出液接觸時(shí)，纖維中的海藻酸鈉可以吸收大量的水分，從而增加纖維和由纖維加工成的醫(yī)用敷料的吸濕性能。本發(fā)明通過化學(xué)改性在甲殼胺纖維中加入含有羧酸鈉親水基團(tuán)的氧化海藻酸鈉，從而增加了纖維和由纖維加工成的醫(yī)用敷料的吸濕性能，采用本發(fā)明氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維所制成的醫(yī)用敷料由于比純甲殼胺纖維制成的醫(yī)用敷料有更高的吸濕性，當(dāng)使用在流血流膿較多的傷口上時(shí)可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用時(shí)間，減少敷料的更換次數(shù)，一方面可以降低護(hù)理傷口的成本，另一方面也減少了病人在更換敷料時(shí)的痛苦。本發(fā)明產(chǎn)品對(duì)人體無毒副反應(yīng)，能促進(jìn)傷口的愈合。下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
具體實(shí)施例方式
甲殼胺纖維的制備
4公斤甲殼胺粉末被溶解在100升含2%醋酸的水溶液中。靜止脫泡后，把溶液在壓力下用計(jì)量泵在孔數(shù)為10000，孔徑為100微米的噴絲板上擠入含5%Na0H的水浴中形成絲條，經(jīng)過水洗干燥得到甲殼胺纖維。所得到的纖維在切斷成5厘米長(zhǎng)后在無紡布加工設(shè)備上制成單位面積重量為120 g/m2的甲殼胺無紡布。無紡布采用針刺成型，經(jīng)過切割包裝后加工成供治傷用的紗布。氧化海藻酸鈉的制備
將10 g海藻酸鈉分散于50 mL無水乙醇中配成懸池液I。稱取IOg高碘酸鈉溶于50mL水中配成溶液II后，避光下將溶液II加入懸濁液I中，室溫條件下磁力攪拌2小時(shí)后，加入與高碘酸鈉等摩爾的乙二醇終止反應(yīng)。將反應(yīng)混合物倒入無水乙醇中析出沉淀后用乙醇清洗二次后抽濾，然后在40 °C下真空干燥，得到氧化海藻酸鈉粉末。氧化海藻酸鈉與甲殼胺纖維的反應(yīng)
按照表I中的質(zhì)量配比，把氧化海藻酸鈉溶解在100毫升去離子水中后，加入甲殼胺無紡布(注:由于該無紡布采用針刺成型，其組分為100%的甲殼胺纖維)，在65°C下反應(yīng)2小時(shí)后加入2.5毫升H2SO4溶液后繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)后加入2.5克NaOH，充分?jǐn)嚢璨⒎磻?yīng)30分鐘后脫去反應(yīng)溶液,用去離子水洗后再用50%乙醇與50%去離子水的混合溶液洗，再用純乙醇清洗后干燥，得到氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺無紡布(這里的甲殼胺無紡布即甲殼胺纖維)樣品。表I
權(quán)利要求
1.一種氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維，其特征在于:所述改性的甲殼胺纖維由重量比100: 50-1的甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉反應(yīng)后生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維，其特征在于:所述甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉優(yōu)選的重量比配方為100:10。
3.一種氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維的制備方法，其特征在于采用以下步驟:以甲殼胺纖維為載體，以水溶性的氧化海藻酸鈉為處理劑，按配方量將氧化海藻酸鈉用水溶解后與甲殼胺纖維反應(yīng)后經(jīng)水洗、干燥后制得氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述步驟方法具體如下:按照配方量提取甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉，把氧化海藻酸鈉溶解在去離子水中后，加入甲殼胺纖維，在40-95°C下反應(yīng)1-3小時(shí)后，加入H2SO4溶液使溶液中H2SO4質(zhì)量百分比濃度達(dá)到1_3%后繼續(xù)反應(yīng)1-3小時(shí)后，加入NaOH中和H2SO4直至溶液呈中性，充分?jǐn)嚢璨⒎磻?yīng)30-60分鐘后脫去反應(yīng)溶液，用去尚子水水洗后再用質(zhì)量百分比濃度為30-50%的乙醇與50-70%去尚子水的混合溶液洗，再用純乙醇清洗后干燥，得到氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維。
5.一種上述任一權(quán)利要求所述氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維在醫(yī)用敷料、面膜中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氧化海藻酸鈉改性的甲殼胺纖維及其制備方法和應(yīng)用，所述改性的甲殼胺纖維由重量比100︰50-1的甲殼胺纖維和氧化海藻酸鈉反應(yīng)后生成。其制備方法采用以下步驟以甲殼胺纖維為載體，以水溶性的氧化海藻酸鈉為處理劑，按配方量將氧化海藻酸鈉用水溶解后與甲殼胺纖維反應(yīng)后經(jīng)水洗、干燥后制得。本發(fā)明通過化學(xué)改性在甲殼胺纖維中加入含有羧酸鈉親水基團(tuán)的氧化海藻酸鈉，從而增加了纖維和由纖維加工成的醫(yī)用敷料的吸濕性能,特別適用于在流血流膿較多的傷口上使用，可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用時(shí)間，減少敷料的更換次數(shù)，減少病人痛苦，促進(jìn)傷口愈合。
文檔編號(hào)D06M101/10GK103174017SQ201310127978
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者秦益民 申請(qǐng)人:青島明月生物醫(yī)用材料有限公司