类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料及制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种类三明治结构医用敷料及其制备方法，具体涉及一种类三明治结构载药纳米纤维复合膜医用敷料及其制备方法。

背景技术

皮肤是人体抵御细菌、病毒等外界侵害的第一道防线，当皮肤屏障受到损伤后，最关键的步骤是实现伤口的快速愈合。伤口愈合是一个复杂的动态过程，涉及伤口微环境中多种细胞和细胞外基质的协调相互作用，最终完成损伤组织的形态修复与功能重建。医用敷料是替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合环境的医用材料。

医用敷料大体分为天然类敷料、合成类敷料和药用类敷料。天然类敷料以纤维素、海藻酸盐、壳聚糖等天然材料为基材，该类敷料具有来源丰富、制作方便、生物相容性好等优势，但存在力学性能差等缺陷。合成类敷料多采用合成高分子为原料加工制作而成，包括薄膜型、泡沫型、水胶体型和水凝胶型等，这种敷料弹性好、强度高，但制作成本较高，部分敷料如聚氨酯敷料等吸收性差。药用类敷料即用浸泡或涂敷等方法将药物覆盖于敷料上，如软膏类敷料、消毒敷料和中药敷料等，它们的优点在于保护伤口的同时有效治疗伤口，但少有药用类敷料具有缓释效应，难以持续、稳定发挥作用。

静电纺丝纳米纤维膜因具有与人体天然细胞外基质高度类似的疏松多孔的结构，可以有效调节细胞增殖过程、加速创面闭合，在医用敷料方面有着巨大的应用前景，如中国专利：CN201410202056.5一种复合纳米纤维膜及其制备方法。进一步，通过掺杂药物或生物活性物质，能够赋予其种特定功能，显著提高伤口愈合的效果。共混静电纺丝是制备连续均匀的载药纳米纤维的简单且有效方法，如中国专利CN201810457396.0载药纳米纤维及其制备方法和应用中，即将含有黄藤素和辅助成分的纺丝溶液进行静电纺丝，得到载药纳米纤维。与传统敷料相比，该类型的敷料在发挥屏障保护作用的同时，能有效释放药物加速伤口愈合，但这种载药纤维材料通常存在药物初期突释现象。此外，其结构与功能单一，尚无法保持良好的阻隔性、透气保湿性、抗菌持久性和防粘连性能。

因此，发明一种类三明治结构伤口敷料，其同时满足：良好的力学性能、差别化的表面浸润性，即敷料的一侧表面极度亲水，在贴合伤口的同时可以防止粘连，另一侧表面超疏水，能够有效防止外界细菌、病毒等侵入，有利于维持清洁、适度湿润的微环境，促进伤口愈合，具有非常重要的意义。此外，由于损伤组织修复的复杂性以及所面临的感染风险，敷料还需具备良好的载药性能和控释性能，能够在伤口愈合过程中发挥持久的抗菌作用。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种类三明治结构载药纳米纤维基复合医用敷料及其制备方法，旨在改善单一结构载药纤维膜的药物初期突释、抗菌功能不足的问题，适用于皮肤伤口修复领域。

本发明采用的技术方案如下：

一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料，其特征是：类三明治结构内层为促愈合层、中间层为载药层和外层为隔离屏障层；

促愈合层为亲水性微纳米纤维膜；载药层为负载抗菌剂的微纳米纤维膜；隔离屏障层为疏水性SiO

促愈合层和隔离屏障层厚度均为20～30μm，载药层厚度为40～60μm；

促愈合层的接触角＜90°，隔离屏障层的接触角＞150°、滚动角＜10°；

所述三明治结构载药微纳米纤维复合膜的孔隙率为80～90％，拉伸断裂强度为0.5～5MPa，断裂伸长率为50～200％，抗菌率≥90％。

进一步地，所述亲水性微纳米纤维膜中，所述纤维膜的基材为两种聚合物，其中一种选取于聚酯、聚丙烯、聚己内酯、聚乙交酯、聚丙交酯或聚乙丙交酯，另一种选取于丝素蛋白、胶原蛋白或明胶。

进一步地，所述亲水性微纳米纤维膜中，所述纤维膜的亲水性组分为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；所述纤维膜的亲水性组分含量为2～20％。

进一步地，所述载药微纳米纤维膜中，所述纤维膜的基材为聚己内酯和聚乙交酯丙交酯；所述纤维膜的聚己内酯含量不低于50％。

进一步地，所述载药微纳米纤维膜中，所述纤维膜的负载药物为姜黄素、大蒜素、紫草素中具有抗菌作用的天然药物中的至少一种；所述纤维膜的负载药物含量为1～20％。

进一步地，所述疏水性SiO

进一步地，所述疏水性SiO

本发明还提供如上所述的一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料的制备方法，分别制备所述纳米纤维复合膜中促愈合层、载药层和隔离屏障层的纺丝液；然后采用转速为100～1000rpm的滚筒作为静电纺丝接收装置，通过静电纺丝逐层沉积，在接收装置表面获得一层白色均匀的微纳米纤维复合膜；再将所得纤维复合膜置于40℃真空烘箱中干燥24小时，最终制得类三明治结构载药微纳米纤维复合膜。该制备方法操作简单可控，所制得的纤维复合膜具备良好的载药性能、控释性能及抗菌持久性，可在伤口修复过程中促进创面愈合。

进一步的，本方法中纺丝电压12～18kV，纺丝距离为15～20cm，灌注速度为0.5～2mL/h。

进一步的，本方法中所述溶剂体系为六氟异丙醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、三氟乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中一种或者两者进行复配形成的混合溶剂体系，所述复配体积比为8：2～2：8。

进一步的，本方法中所述纺丝液浓度为2～20％。

本发明操作简单可控包括三个方面：通过改变灌注速度和纺丝时间来调控纤维膜逐层沉积厚度；通过改变纺丝液体系和逐层沉积配比来调控纤维膜的载药性能和控释性能；最主要的是可以通过改变载药层的抗菌剂含量来调控纤维膜的抗菌性能，并与内侧促愈合层和外侧隔离屏障层相结合，从而达到制备类三明治结构载药微纳米纤维复合膜的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料，具备三个层次，在内层(促愈合层)，亲水性微纳米纤维膜(接触角＜90°)可提供湿性环境加速创面愈合，同时也能防止伤口粘连；在中间层(载药层)，负载抗菌剂的微纳米纤维膜以天然药物替代抗生素，克服了耐药性的威胁；在外层(隔离屏障层)，疏水性SiO

(2)本发明的一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料，结构连续性好，无明显物理分层，微纳米纤维作为骨架材料使类三明治结构医用敷料具有一定的孔隙率(80～90％)和力学性能(拉伸断裂强度为0.5～5MPa，断裂伸长率为50～200％，)；通过控制类三明治结构医用敷料的中间层和内、外层的组分、厚度及其比例，能有效调节类三明治结构医用敷料的载药性能、控释性能和抗菌性能等。

(3)本发明的一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料，采用静电纺丝逐层沉积的制备方法，操作过程简单可控，原料来源广，成本低，有利于规模化标准生产。

附图说明

图1为本发明提供的类三明治结构医用敷料的结构示意图；

图2为类三明治结构医用敷料的促愈合层和载药层SEM图；

图3为类三明治结构医用敷料的隔离屏障层的超疏水抗污效果图；

图4为类三明治结构医用敷料的促愈合层的接触角图；

图5为类三明治结构医用敷料的抗菌效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例一

一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料的制备方法，具体步骤如下：

(1)以聚酯、丝素蛋白和聚乙烯醇(质量比为5：5：1)为原料，溶于六氟异丙醇，配置成浓度为10％(w/v)的纺丝液，在电压为12kV，接收距离为15cm，纺丝速度为0.5ml/h的条件下，以转速为100rpm的滚筒作为接收装置，进行静电纺丝一段时间，制得亲水性微纳米纤维膜，即三明治结构内层的促愈合层；

(2)以聚己内酯、聚乙丙交酯和姜黄素(质量比为10：10：1)为原料，溶于体积比为7：3的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺的混合液，配置成浓度为16％(w/v)的纺丝液，在促愈合层上与步骤(1)相同的纺丝工艺参数继续进行静电纺丝，制得负载抗菌剂的微纳米纤维膜，即与三明治结构内层复合的中间载药层；

(3)以聚偏氟乙烯和SiO

实施例二

一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料的制备方法，具体步骤如下：

(1)以聚丙烯、胶原蛋白和聚乙二醇(质量比为6：8：1)为原料，溶于六氟异丙醇，配置成浓度为14％(w/v)的纺丝液，在电压为15kV，接收距离为18cm，纺丝速度为1ml/h的条件下，以转速为500rpm的滚筒作为接收装置，进行静电纺丝一段时间，制得亲水性微纳米纤维膜，即三明治结构内层的促愈合层；

(2)以聚己内酯、聚乙丙交酯和大蒜素(质量比为7：3：2)为原料，溶于三氯甲烷，配置成浓度为12％(w/v)的纺丝液，在促愈合层上与步骤(1)相同的纺丝工艺参数继续进行静电纺丝，制得负载抗菌剂的微纳米纤维膜，即与三明治结构内层复合的中间载药层；

(3)以聚偏氟乙烯和SiO

实施例三

一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料的制备方法，具体步骤如下：

(1)以聚己内酯、明胶和聚乙烯吡咯烷酮(质量比为4：1：1)为原料，溶于体积比为8：2的二氯甲烷和三氟乙醇的混合液，配置成浓度为12.5％(w/v)的纺丝液，在电压为18kV，接收距离为20cm，纺丝速度为2ml/h的条件下，以转速为1000rpm的滚筒作为接收装置，进行静电纺丝一段时间，制得亲水性微纳米纤维膜，即三明治结构内层的促愈合层；

(2)以聚己内酯和紫草素素(质量比为9：1)为原料，溶于二氯甲烷，配置成浓度为14％(w/v)的纺丝液，在促愈合层上与步骤(1)相同的纺丝工艺参数继续进行静电纺丝，制得负载抗菌剂的微纳米纤维膜，即与三明治结构内层复合的中间载药层；

(3)以聚偏氟乙烯和SiO

实施例四

一种类三明治结构载药微纳米纤维复合膜医用敷料的制备方法，具体步骤如下：

(1)以聚乙交酯、胶原蛋白和聚乙二醇(质量比为5：5：2)为原料，溶于六氟异丙醇，配置成浓度为20％(w/v)的纺丝液，在电压为15kV，接收距离为18cm，纺丝速度为1.5ml/h的条件下，以转速为200rpm的滚筒作为接收装置，进行静电纺丝一段时间，制得亲水性微纳米纤维膜，即三明治结构内层的促愈合层；

(2)以聚己内酯、聚乙丙交酯和大蒜素(质量比为8：2：1)为原料，溶于二氯甲烷，配置成浓度为14％(w/v)的纺丝液，在促愈合层上与步骤(1)相同的纺丝工艺参数继续进行静电纺丝，制得负载抗菌剂的微纳米纤维膜，即与三明治结构内层复合的中间载药层；

(3)以聚偏氟乙烯和SiO