CN109646706A - 利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法及其产品和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法及其产品和应用，将具有抑制细胞纤维化损伤的药物与静电纺丝技术相结合，得到能够抑制喉气管术后瘢痕和皮肤创伤瘢痕的覆膜，首先纺丝液的制备，然后将羧甲基壳聚糖以5‑10mg/ml的浓度添加至纺丝溶液中，最后静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备。本发明采用静电纺丝法制备纳米纤维薄膜，具有良好的柔韧性和抗拉伸强度，是优秀的覆膜材料；本发明中药物可以通过纳米纤维进行缓释，在预防瘢痕上可以取得理想的治疗效果。

Description

利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法及其产品和应用
技术领域
本发明涉及一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法及其产品和应用，具体为将具有抑制细胞纤维化损伤的药物与静电纺丝技术相结合，得到能够抑制喉气管术后瘢痕、皮肤表面瘢痕的覆膜。本发明属于医学生物学领域。
背景技术
纳米技术在创造具有先进应用的新材料方面具有巨大的潜力，而纳米纤维则由于其纤维直径小于100nm，从而具有较高的表面积和孔隙率，拥有普通纤维无法比拟的优异特性。静电纺丝技术（Electrospinning）是通过静电力作为牵引力来制备超细纤维的一种纺织技术，此技术能纺出的纤维直径最小可至1nm的超细纤维。静电纺丝工艺有着许多独有的特性，它使用的材料很广泛，许多聚合物溶体或溶液都可使用。
瘢痕性喉气管狭窄是气管插管、喉外科手术常见并发症。虽然发病率不高，但治疗却非常困难，手术治疗由于其创伤性和较高的再狭窄率，无法取得理想的效果，而药物治疗在早期预防气管狭窄中则有着积极作用。皮肤瘢痕组织是人体外表皮创伤修复过程中的必然产物，而皮肤瘢痕可分为增生性瘢痕、瘢痕疙瘩、浅表性瘢痕、萎缩性瘢痕、挛缩新瘢痕、凹陷性瘢痕、瘢痕癌。瘢痕的形成主要与烧伤、外伤、手术、感染、异物、遗传及免疫功能等多种因素有关。其中增生性瘢痕、瘢痕疙瘩严重损害患者客观面貌、影响局部的功能，并伴有痒痛，影响生活质量，并且迄今为止，很难有一种确切的方法或产品来防治瘢痕。
羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl Chitosan）是一种多糖，其由壳聚糖经羧甲基化而得，羧甲基具有强亲水性，使其具有更好的生物降解性及组织相容性，有止血、止痛和抑制微生物生长的作用。此外可促使上皮细胞生长，抑制Fb增殖和迁移，达到抑制瘢痕组织的形成和作用，从而加速创面愈合。
专利名称为“一种含丝裂霉素具有防瘢痕功能的T型气管插管及其制法”专利号为CN201810058757，中采用缀合物偶联的方法把防瘢痕药物涂于插管表面，虽然有一定的防治瘢痕效果，但是有容易刮蹭，缓释效果差的不足，无法起到良好的防治气管瘢痕效果。
在本发明中，我们采用静电纺丝技术在纺丝材料中加入了羧甲基壳聚糖作为抗瘢痕药物制作了医用覆膜，用于预防以及治疗喉气管插管、喉外科手术中形成的瘢痕性创伤。它不仅具有良好的药理性能，还与活体组织更加兼容。这种覆膜在医学领域有着优秀的应用前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法。具体为将具有抑制细胞纤维化损伤的药物与静电纺丝技术相结合，得到能够抑制喉气管术后瘢痕、皮肤表面瘢痕的覆膜。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的防瘢痕覆膜产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法，包括如下步骤：
（1）纺丝液的制备
采用丝素蛋白/明胶制作纳米纤维的纺丝液，将丝素蛋白/明胶分别按75/25、50/50、25/75的质量比分别溶于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，通过调整丝素蛋白和明胶的质量比得到具有合适物理性质的纺丝液；
（2）将羧甲基壳聚糖以5-10mg/ml的浓度添加至步骤（1）得到的纺丝溶液中，磁力搅拌至完全溶解；
（3）静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备
取5ml针管吸入上述纺丝液，放置于静电纺丝装置夹具中；静电纺丝针头的正电压设置为11kV，接受平板负电压设置为-1kV，纺丝流速设置为0.01ml/min，接受平板距离为15cm的条件下，制备出静电纺丝纤维膜并将其置于真空干燥箱中备用，得到防瘢痕覆膜。
其中，所述步骤（1）中将丝素蛋白/明胶分别按100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的质量比分别溶于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，置于玻璃瓶内密封后在室温下磁力搅拌12小时以上，至溶液混合均匀。
丝素蛋白/明胶的质量比最佳为25比75。
所述步骤（2）中羧甲基壳聚糖的制备为，将20g壳聚糖悬浮于200mL异丙醇溶液中，搅拌下加入10mol/L的NaOH 50.4 mL，分成6份加入，每份间隔20min；加完后碱液混合物继续搅拌45min,再加入固体氯乙酸24.0g，分成5份,每5min加入1份；加热到60℃反应3h，然后，向反应混合物中加Q水17 mL,用冰醋酸调pH为7.0，过滤，固体产品用70%的甲醇水溶液300mL冲洗，可用乙醇溶液替代；再用无水甲醇冲洗，样品在60℃下烘干即得产品。
本发明提供一种防瘢痕覆膜，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种防瘢痕覆膜在抑制喉气管术后瘢痕、皮肤表面瘢痕中的应用。
本发明构建一种新型载药的具有防瘢痕功能的静电纺丝覆膜，用于预防和治疗喉气管插管、喉外科手术时造成的瘢痕性损伤，皮肤表面瘢痕增生。该方法制备的薄膜具有良好的柔韧性、抗拉伸强度、降解速率快、透水透气性以及可调节溶解性，并具有药物缓释性。
通过对不同比例丝素蛋白/明胶纤维进行表面形貌测试、力学性能测试、膨胀率测试、降解率测试、细胞生长能力/黏附性能/增值能力/生长形态测试，得出适宜比例的丝素蛋白/明胶纳米纤维辅料的比例为25/75，即丝素纤维蛋白与明胶的质量比为25比75，此比例下通过静电纺丝得到的薄膜的具有以下特点：
（1）一致性，质地柔软，可以随着插管和设备的形状进行裁剪；
（2）良好的透气性，保证水分及空气的透过，且保持理想的湿润程度；
（3）高吸液率，可以有效的提高伤口组织液的吸收率；
（4）可降解，且降解产物无毒副作用，可以减少患者的痛苦。
本发明的优点在于：
（1）本发明采用静电纺丝法制备纳米纤维薄膜，具有良好的柔韧性和抗拉伸强度，是优秀的覆膜材料。
（2）本发明可以通过调节静电纺丝所用的高分子材料，以调节其溶解性与透水透气性以及其他物理特性，可以高度适配人体的环境。
（3）本发明中药物可以通过纳米纤维进行缓释，在预防瘢痕上可以取得理想的治疗效果。
附图说明
图1为防瘢痕薄膜的扫描电镜SEM图片。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
本发明实施例中所用羧甲基壳聚糖，按下述步骤制备：
将20g壳聚糖悬浮于200mL异丙醇溶液中，搅拌下加入10mol/L的NaOH 50.4 mL，分成6份加入，每份间隔20min；加完后碱液混合物继续搅拌45min,再加入固体氯乙酸24.0g，分成5份,每5min加入1份；加热到60℃反应3h，然后，向反应混合物中加Q水17 mL,用冰醋酸调pH为7.0，过滤，固体产品用70%的甲醇水溶液300mL冲洗，可用乙醇溶液替代；再用无水甲醇冲洗，样品在60℃下烘干即得产品羧甲基壳聚糖。
实施例1
一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜，按如下步骤制备：
（1）纺丝液的制备
采用丝素蛋白/明胶制作纳米纤维的纺丝液，通过调整丝素蛋白和明胶的质量比得到具有合适物理性质的纺丝液。将丝素蛋白/明胶按100/0的质量比溶解于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，置于玻璃瓶内密封后在室温下磁力搅拌12小时以上，至溶液混合均匀。
（2）将羧甲基壳聚糖以5mg/ml的浓度添加至步骤（1）得到的纺丝溶液中，磁力搅拌至完全溶解；
（3）静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备取5ml针管吸入上述纺丝液，放置于静电纺丝装置夹具中。静电纺丝针头的正电压设置为11kV，接受平板负电压设置为-1kV，纺丝流速设置为0.01ml/min，接受平板距离为15cm的条件下，制备出静电纺丝纤维膜并将其置于真空干燥箱中备用，得到的防瘢痕薄膜的扫描电镜SEM图片见图1。
实施例2
一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜，按如下步骤制备：
（1）纺丝液的制备
采用丝素蛋白/明胶制作纳米纤维的纺丝液，通过调整丝素蛋白和明胶的质量比得到具有合适物理性质的纺丝液。将丝素蛋白/明胶按175/25的质量比溶解于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，置于玻璃瓶内密封后在室温下磁力搅拌12小时以上，至溶液混合均匀。
（2）将羧甲基壳聚糖以7mg/ml的浓度添加至步骤（1）得到的纺丝溶液中，磁力搅拌至完全溶解；
（3）静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备
取5ml针管吸入上述纺丝液，放置于静电纺丝装置夹具中。静电纺丝针头的正电压设置为11kV，接受平板负电压设置为-1kV，纺丝流速设置为0.01ml/min，接受平板距离为15cm的条件下，制备出静电纺丝纤维膜并将其置于真空干燥箱中备用。
实施例3
一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜，按如下步骤制备：
（1）纺丝液的制备
采用丝素蛋白/明胶制作纳米纤维的纺丝液，通过调整丝素蛋白和明胶的质量比得到具有合适物理性质的纺丝液。将丝素蛋白/明胶按25/75的质量比溶解于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，置于玻璃瓶内密封后在室温下磁力搅拌12小时以上，至溶液混合均匀。
（2）将羧甲基壳聚糖以10mg/ml的浓度添加至步骤（1）得到的纺丝溶液中，磁力搅拌至完全溶解；
（3）静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备取5ml针管吸入上述纺丝液，放置于静电纺丝装置夹具中。静电纺丝针头的正电压设置为11kV，接受平板负电压设置为-1kV，纺丝流速设置为0.01ml/min，接受平板距离为15cm的条件下，制备出静电纺丝纤维膜并将其置于真空干燥箱中备用。

Claims (6)

1.一种利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）纺丝液的制备
采用丝素蛋白/明胶制作纳米纤维的纺丝液，将丝素蛋白/明胶分别按75/25、50/50、25/75的质量比分别溶于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，通过调整丝素蛋白和明胶的质量比得到具有合适物理性质的纺丝液；
（2）将羧甲基壳聚糖以5-10mg/ml的浓度添加至步骤（1）得到的纺丝溶液中，磁力搅拌至完全溶解；
（3）静电纺丝法防瘢痕覆膜的制备
取5ml针管吸入上述纺丝液，放置于静电纺丝装置夹具中；静电纺丝针头的正电压设置为11kV，接受平板负电压设置为-1kV，纺丝流速设置为0.01ml/min，接受平板距离为15cm的条件下，制备出静电纺丝纤维膜并将其置于真空干燥箱中备用，得到防瘢痕覆膜。
2.根据权力要求1所述利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法，其特征在于：所述步骤（1）中将丝素蛋白/明胶分别按75/25、50/50、25/75的质量比分别溶于六氟异丙醇中，配置成质量分数为4%的丝素蛋白/明胶混合溶液，置于玻璃瓶内密封后在室温下磁力搅拌12小时以上，至溶液混合均匀。
3.根据权力要求2所述利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法，其特征在于：丝素蛋白/明胶的质量比最佳为25比75。
4.根据权力要求1所述利用静电纺丝法制备防瘢痕覆膜的方法，其特征在于，所述步骤（2）中羧甲基壳聚糖按下述步骤制备：将20g壳聚糖悬浮于200mL异丙醇溶液中，搅拌下加入10mol/L的NaOH 50.4 mL，分成6份加入，每份间隔20min；加完后碱液混合物继续搅拌45min,再加入固体氯乙酸24.0g，分成5份,每5min加入1份；加热到60℃反应3h，然后，向反应混合物中加Q水17 mL,用冰醋酸调pH为7.0，过滤，固体产品用70%的甲醇水溶液300mL冲洗，可用乙醇溶液替代；再用无水甲醇冲洗，样品在60℃下烘干得到。
5.一种防瘢痕覆膜，其特征在于根据权利要求1-4任一所述方法制备得到。
6.一种根据权利要求5所述防瘢痕覆膜在抑制喉气管术后瘢痕、皮肤表面瘢痕中的应用。
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