CN110841102A - 复合纳米纤维弹性绷带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合纳米纤维弹性绷带及其制备方法，该绷带由双层弹性膜作为收集极的静电纺丝装置制得，所述复合纳米纤维弹性绷带为双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，包括自下而上层叠设置的吸水层、载药层和保护层，该绷带具有较好的弹性性能，可在关节活动时随关节伸缩，避免对受创部位关节活动的束缚和绷带移位问题，同时还可确保透气性，促进伤口愈合，吸收伤口渗液，减小伤口发生粘连风险。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用品技术领域，具体涉及复合纳米纤维弹性绷带及其制备方法。
背景技术
医学绷带是可以置于伤口的医学辅料，其可以应用于外部创伤，帮助伤口愈合，隔绝外界环境。传统医学绷带多采用多层医用纱布，这种绷带材料存在许多问题，首先透气性一般；其次，材料弹性较差，特别是当患者关节处受到创伤的时候，传统的医学绷带不能随关节活动拉伸，束缚关节活动且绷带会在活动的过程中移位，大大降低使用效果，最后，伤口渗液较多时，不能及时吸收渗液，且容易与伤口发生粘连，造成二次损伤。
静电纺丝技术是一种通用的纳米纤维制备方法，由该方法制备的纳米纤维具有孔隙率高，比表面积大等特点，将其应用于绷带或伤口敷料，可以在一定程度上提高绷带的透气性能，但是常规的电纺纳米纤维膜的拉伸性能，仍无法充分提高绷带的弹性性能，不能避免对受创部位关节活动的束缚，以及绷带容易移位影响使用效果的问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供复合纳米纤维弹性绷带及其制备方法，该绷带具有较好的弹性性能，可在关节活动时随关节伸缩，避免对受创部位关节活动的束缚和绷带移位问题，同时还可确保透气性，促进伤口愈合，吸收伤口渗液，减小伤口发生粘连风险。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，包括以下步骤：
(1)纺丝液配置：亲水性天然高分子材料A溶于其溶剂制得纺丝液A,亲水性天然高分子材料B和药物有效成分混合溶于其溶剂制得纺丝液B，疏水性高分子材料溶于其溶剂制得纺丝液C；
(2)静电纺丝装置搭建：所述静电纺丝装置包括高压电源、供液机构、纺丝喷头和收集极，所述高压电源的正负极分别连接纺丝喷头和收集极；所述收集极包括自下而上依次层叠设置的导电层、第一弹性膜和第二弹性膜，所述第一弹性膜和第二弹性膜均为绝缘材料，所述第一弹性膜和第二弹性膜均处于拉伸状态且固定安装在导电层上，所述第一弹性膜和第二弹性膜沿同方向拉伸，所述第一弹性膜的拉伸量大于第二弹性膜，所述第一弹性膜上沿其拉伸方向均匀排列多个条形凹槽，所述条形凹槽长度方向垂直于第一弹性膜拉伸方向设置，所述第二弹性膜上均匀密布圆形通孔；当所述第一弹性膜和第二弹性膜处于未拉伸状态时，所述条形凹槽的槽宽小于圆形通孔直径；
(3)电纺吸水层：将纺丝液A注入静电纺丝装置的供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述收集极的第二弹性膜上电纺一层纳米纤维膜作为吸水层后，关闭静电纺丝装置；
(4)电纺载药层：将供液机构清理干净，将纺丝液B注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述吸水层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为载药层后，关闭静电纺丝装置；
(5)电纺保护层：将供液机构清理干净，将纺丝液C注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述载药层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为电纺保护层后，关闭静电纺丝装置，即在收集极上制得了三层复合纳米纤维膜；
(6)取膜：将第二弹性膜和第一弹性膜恢复原长，所得三层复合纳米纤维膜随之收缩形成双褶皱结构，将三层复合纳米纤维膜自第二弹性膜上取下，即得复合纳米纤维弹性绷带。
作为优选，所述亲水性天然高分子材料A和亲水性天然高分子材料B均为壳聚糖、海藻酸钠、明胶、聚氧化乙烯中的一种或多种；所述药物有效成分为表皮生长因子、抗生素、抗瘢痕凝胶、黄芪多糖中的一种或多种；所述疏水性高分子材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶、尼龙-66、聚偏氟乙烯中的一种或多种。
作为优选，所述步骤(1)为：称取0.6g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯混合作为亲水性天然高分子材料A，加入6.8ml蒸馏水，常温下搅拌使其溶于蒸馏水得纺丝液A；称取0.4g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯混合作为亲水性天然高分子材料B，加入0.3g黄芪多糖作为药物有效成分，加入6.0g酒精常温下搅拌使亲水性天然高分子材料B和黄芪多糖溶于酒精得纺丝液B；称取0.6g热塑性聚氨酯弹性体橡胶作为疏水性高分子材料，加入4.4mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，40℃下搅拌使其溶于N,N-二甲基甲酰胺得纺丝液C。
作为优选，所述步骤(3)和步骤(4)的纺丝参数均为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压10.5kV；所述步骤(5)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压12.5kV。
作为优选，步骤(2)所述导电层设为金属板，所述第一弹性膜沿其拉伸方向的一端通过第一连接部件固定在金属板上，另一端通过第二连接部件可拆卸的连接金属板；所述第二弹性膜沿其拉伸方向的一端也通过第一连接部件固定在金属板上，另一端通过第三连接部件可拆卸的连接金属板；所述第一连接部件为抵接在第二弹性膜上表面的第一压条，所述第一压条垂直于所述第二弹性膜拉伸方向设置，所述第一压条两端部均设有可穿设第一固定螺栓的第一通孔，所述金属板上对应所述第一通孔设置第一螺孔组件，所述第一螺孔组件包括两个与第一固定螺栓相适配的第一螺孔，两个第一螺孔分设于两个第一通孔正下方，所述第一压条两端部分别通过穿设于所述第一通孔内的第一固定螺栓连接所述第一螺孔。
作为优选，所述第二连接部件为抵接在第一弹性膜上表面的第二压条，所述第二压条垂直于所述第一弹性膜拉伸方向设置，所述第二压条两端部均设有可穿设第二固定螺栓的第二通孔，所述金属板上对应第二通孔设置第二螺孔组件，所述第二螺孔组件包括两个与所述第二固定螺栓相适配的第二螺孔，两个第二螺孔分设于两个第二通孔正下方，所述第二压条两端部分别通过所述第二固定螺栓连接所述第二螺孔，所述第二螺孔组件设为多个且沿所述第一弹性膜拉伸方向均匀排布；所述第三连接部件为抵接在第二弹性膜上表面的第三压条，所述第三压条垂直于所述第二弹性膜拉伸方向设置，所述第三压条两端部均设有可与所述第二螺孔连通的第三通孔，所述第三通孔可穿设所述第二固定螺栓，所述第三压条两端部分别通过穿设于所述第三通孔第二固定螺栓连接所述第二螺孔。
作为优选，所述导电层的上表面设为长方形、所述第一弹性膜和所述第二弹性膜均设为长方形膜，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜的长边平行设置，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜均沿所述第一弹性膜长边方向拉伸，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜固定端的短边均设于第一压条正下方，第一弹性膜另一短边设于所述第二压条正下方，第二弹性膜另一短边设于所述第三压条正下方；所述第一压条、第二压条和所述第三压条均由绝缘材料制成；所述第一压条、第二压条和所述第三压条下表面均设有防滑结构。
作为优选，所述步骤(2)中第一弹性膜沿其长度方向预拉伸，预拉伸率为100％，第二弹性膜与第一弹性膜同向拉伸，预拉伸率为30％。
本发明还公开了一种复合纳米纤维弹性绷带，采用上述制备方法制得，所述复合纳米纤维弹性绷带为双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，包括自下而上层叠设置的吸水层、载药层和保护层。
作为优选，还包括两个医用不干胶条，两个医用不干胶条分别固定于所述吸水层下表面两端部。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了复合纳米纤维弹性绷带及其制备方法，该绷带具有较好的弹性性能，可在关节活动时随关节伸缩，避免对受创部位关节活动的束缚和绷带移位问题，同时还可确保透气性，促进伤口愈合，吸收伤口渗液，减小伤口发生粘连风险。
附图说明
图1为实施例的静电纺丝装置的俯视图；
图2为实施例的静电纺丝装置的主视图；
图3为实施例1制得的复合纳米纤维弹性绷带的光学照片；
图4为实施例1制得的复合纳米纤维弹性绷带的SEM照片；
图5为实施例1制得的复合纳米纤维弹性绷带吸收伤口渗液后的SEM照片；
以上各图中：1-金属板，2-第一弹性膜，21-条形凹槽，3-第二弹性膜，31-圆形通孔，4-第一压条，5-第三压条，6-第二压条，7-第一固定螺栓，8-第二固定螺栓，9-第二螺孔组件，91-第二螺孔。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
一种复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，包括以下步骤：
(1)纺丝液配置：亲水性天然高分子材料A溶于其溶剂制得纺丝液A,亲水性天然高分子材料B和药物有效成分混合溶于其溶剂制得纺丝液B，疏水性高分子材料溶于其溶剂制得纺丝液C；
(2)静电纺丝装置搭建：所述静电纺丝装置包括高压电源、供液机构、纺丝喷头和收集极，所述高压电源的正负极分别连接纺丝喷头和收集极；所述收集极如图1和图2所示，包括自下而上依次层叠设置的导电层、第一弹性膜2和第二弹性膜3，所述第一弹性膜2和第二弹性膜3均为绝缘材料，所述第一弹性膜2和第二弹性膜3均处于拉伸状态且固定安装在导电层上，所述第一弹性膜2和第二弹性膜3沿同方向拉伸，所述第一弹性膜2的拉伸量大于第二弹性膜3，所述第一弹性膜2上沿其拉伸方向均匀排列多个条形凹槽21，所述条形凹槽21长度方向垂直于第一弹性膜2拉伸方向设置，所述第二弹性膜3上均匀密布圆形通孔31；当所述第一弹性膜2和第二弹性膜3处于未拉伸状态时，所述条形凹槽21的槽宽小于圆形通孔31直径；
(3)电纺吸水层：将纺丝液A注入静电纺丝装置的供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述收集极的第二弹性膜上电纺一层纳米纤维膜作为吸水层后，关闭静电纺丝装置；
(4)电纺载药层：将供液机构清理干净，将纺丝液B注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述吸水层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为载药层后，关闭静电纺丝装置；
(5)电纺保护层：将供液机构清理干净，将纺丝液C注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述载药层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为电纺保护层后，关闭静电纺丝装置，即在收集极上制得了三层复合纳米纤维膜；
(6)取膜：将第二弹性膜和第一弹性膜恢复原长，所得三层复合纳米纤维膜随之收缩形成双褶皱结构，将三层复合纳米纤维膜自第二弹性膜上取下，即得复合纳米纤维弹性绷带。
一种复合纳米纤维弹性绷带，采用上述制备方法制得，所述复合纳米纤维弹性绷带为双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，包括自下而上层叠设置的吸水层、载药层和保护层。
本申请采用静电纺丝技术结合特殊的收集极结构，制得了具有双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，将其作为纳米纤维弹性绷带，具有较好的弹性性能，可在关节活动时随关节伸缩，避免对受创部位关节活动的束缚和绷带移位问题，同时还可确保透气性，促进伤口愈合，吸收伤口渗液，减小伤口发生粘连风险。具体而言：
步骤(2)搭建的静电纺丝装置具有特殊的收集极，纺丝液在电场力作用拉伸为纤维沉积于预拉伸的第二弹性膜3上表面与第二弹性膜3接触作用，同时通过通孔31与第二弹性膜3下方的预拉伸的第一弹性膜2接触作用，通过具有不同拉伸量和不同图案的第一弹性膜2和第二弹性膜3共同作用，在电纺纳米纤维的表面形成双褶皱结构，这种双褶皱结构在周期性排布的大褶皱之间还形成了密布的细小褶皱，相较于采用常规金属板收集极制得的平面电纺纤维膜，或以单层预拉伸的弹性基底材料作为收集极制得的具有单一褶皱结构的电纺纤维膜，大褶皱之间细小褶皱的形成可有效增大电纺纤维膜的拉伸性能，使电纺纳米纤维膜拉伸性能的提高超越单层弹性基底材料的最大预拉伸量限制，能够更大限度的提高电纺纳米纤维膜的拉伸性能和比表面积。圆形通孔31的孔径较大可使沉积于第二弹性膜3上的电纺纳米纤维更加充分的与下层的预拉伸第一弹性膜2的条形凹槽21接触作用，确保电纺纳米纤维的双褶皱结构的形成。
双褶皱结构赋予本申请制得的复合纳米纤维膜具有优越的拉伸性能，具有较好的弹性性能，可在关节活动时随关节伸缩，避免对受创部位关节活动的束缚和绷带移位问题，电纺纤维的超大孔隙率可确保绷带的透气性，促进伤口愈合，同时，由亲水性高分子材料制成的具有双褶皱结构的吸收层比表面积较大可与创面充分接触，吸收伤口渗液，减小伤口发生粘连风险，载药层药物的双褶皱结构可增大其比表面积，从而增大载药量，伤口渗液经吸收层润湿载药层有利于载药层中药物有效成分的析出，载药层药物有效成分析出后作用于伤口可促进伤口愈合，同时绷带材料在使用时拉伸可对创面提供微小的压力促进药物有效成分的渗入，保护层为疏水透气的纳米纤维膜，可保护载药层以及损伤部位，治疗后期还可达到保湿、透气效果又可以起到提高整个绷带柔性的效果。
具体的，所述亲水性天然高分子材料A和亲水性天然高分子材料B均为壳聚糖、海藻酸钠、明胶、聚氧化乙烯中的一种或多种；所述药物有效成分为表皮生长因子、抗生素、抗瘢痕凝胶、黄芪多糖中的一种或多种；所述疏水性高分子材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶、尼龙-66、聚偏氟乙烯中的一种或多种。
亲水性天然高分子材料A和亲水性天然高分子材料B采用壳聚糖等天然高分子材料，这类材料具有亲水、无毒、可水溶或可自然降解的性能，可有效避免黏连对伤口产生二次伤害；载药层的药物有效成分具有抗菌消炎或促进皮肤再生等功能，可有效促进伤口愈合，减小伤口发炎风险；保护层采用上述具有好拉伸性能的疏水性高分子材料，可在确保透气性、保护载药层和伤口的同时，有效提高复合纳米纤维膜的拉伸性能，还可起到减少水分蒸发保持绷带湿润以促进药物有效成分析出的作用。
具体的，所述供液机构可包括注射器针管，所述注射器针管注射泵上；所述纺丝喷头可包括设于注射器针管上的金属针头，所述金属针头连接高压电源正极，所述导电层连接高压电源负极。所述静电纺丝装置也可包括气流辅助装置，如可对纺丝喷头沿射流方向提供热气流的吹风机等，除此之外，所述电纺装置的供液机构和纺丝喷头也可采用其他的常规设置方式。
具体的，所述导电层设为金属板1，所述第一弹性膜2和第二弹性膜3均为弹性橡胶膜，所述第一弹性膜2沿其拉伸方向的一端通过第一连接部件固定在金属板1上，另一端通过第二连接部件可拆卸的连接金属板1；所述第二弹性膜3沿其拉伸方向的一端也通过第一连接部件固定在金属板1上，另一端通过第三连接部件可拆卸的连接金属板1。
具体的，所述第一连接部件为抵接在第二弹性膜3上表面的第一压条4，所述第一压条4垂直于所述第二弹性膜3拉伸方向设置，所述第一压条4两端部均设有可穿设第一固定螺栓7的第一通孔，所述金属板1上对应所述第一通孔设置第一螺孔组件，所述第一螺孔组件包括两个与第一固定螺栓7相适配的第一螺孔，两个第一螺孔分设于两个第一通孔正下方，所述第一压条两端部分别通过穿设于所述第一通孔内的第一固定螺栓7连接所述第一螺孔。
具体的，所述第二连接部件为抵接在第一弹性膜2上表面的第二压条6，所述第二压条6垂直于所述第一弹性膜2拉伸方向设置，所述第二压条6两端部均设有可穿设第二固定螺栓8的第二通孔，所述金属板1上对应第二通孔设置第二螺孔组件9，所述第二螺孔组件9包括两个与所述第二固定螺栓8相适配的第二螺孔91，两个第二螺孔91分设于两个第二通孔正下方，所述第二压条6两端部分别通过所述第二固定螺栓8连接所述第二螺孔91，所述第二螺孔组件9设为多个且沿所述第一弹性膜2拉伸方向均匀排布。采用上述结构，可通过第二压条6与不同位置的第二螺孔组件9连接灵活调整第一弹性膜2的拉伸量，以得到大褶皱和细小褶皱按不同比例排布的双褶皱纳米纤维膜，从而使电纺装置可更加灵活的调整电纺纤维的拉伸性能。
具体的，所述第三连接部件为抵接在第二弹性膜3上表面的第三压条5，所述第三压条5垂直于所述第二弹性膜3拉伸方向设置，所述第三压条5两端部均设有可与所述第二螺孔91连通的第三通孔，所述第三通孔可穿设所述第二固定螺栓8，所述第三压条5两端部分别通过穿设于所述第三通孔第二固定螺栓8连接所述第二螺孔91。采用上述结构，可通过第三压条5与不同位置的第二螺孔组件9连接灵活调整第二弹性膜3的拉伸量，结合对第一弹性膜2的拉伸量的灵活调整，更加灵活的调整电纺纤维膜的大褶皱和细小褶皱的排布比例，使电纺装置可更加灵活的调整电纺纤维的拉伸性能。
具体的，如图1所示，所述导电层的上表面设为长方形、所述第一弹性膜2和所述第二弹性膜3均设为长方形膜，所述第一弹性膜2和所述第二弹性膜3的长边平行设置，所述第一弹性膜2和所述第二弹性膜3均沿所述第一弹性膜2长边方向拉伸，所述第一弹性膜2和所述第二弹性膜3固定端的短边均设于第一压条4正下方，第一弹性膜2另一短边设于所述第二压条6正下方，第二弹性膜3另一短边设于所述第三压条5正下方。
具体的，所述第一压条4、第二压条6和所述第三压条5均由绝缘材料制成。采用绝缘材料的压条可避免压条对电纺装置电场的影响，使电纺过程更加稳定可控。
具体的，所述第一压条4、第二压条6和所述第三压条5下表面均设有防滑结构。防滑结构的设置可增大压条与第一弹性膜2和所述第二弹性膜3间的接触力，方便压条更加牢固的夹持固定第一弹性膜2和所述第二弹性膜3。
具体的，所述步骤(2)中第一弹性膜沿其长度方向预拉伸，预拉伸率为100％，第二弹性膜与第一弹性膜同向拉伸，预拉伸率为30％。
具体的，所述复合纳米纤维弹性绷带还包括两个医用不干胶条，两个医用不干胶条分别固定于所述吸水层下表面两端部，以方便绷带的使用固定。
实施例1
一种复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，采用上述实施例的静电纺丝装置和工艺步骤，其具体参数为：
所述步骤(1)为：称取0.6g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯(PEO)混合作为亲水性天然高分子材料A，加入6.8ml蒸馏水，常温下搅拌45min使其溶于蒸馏水得纺丝液A；称取0.4g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯(PEO)混合作为亲水性天然高分子材料B，加入0.3g黄芪多糖作为药物有效成分，加入6.0g酒精常温下搅拌45min使亲水性天然高分子材料B和黄芪多糖溶于酒精得纺丝液B；称取0.6g热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)作为疏水性高分子材料，加入4.4mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，40℃下搅拌1h使其溶于N,N-二甲基甲酰胺得纺丝液C；
所述步骤(3)和步骤(4)的纺丝参数均为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压10.5kV；所述步骤(5)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压12.5kV。
采用实施例1的制备方法制得的弹性纳米纤维绷带(拍摄面为吸水层表面)的表面形貌如图3和图4所示，从图3可以看出实施例1制得的弹性纳米纤维绷带表面具有两种不同尺寸的褶皱，其微观结构如图4所示，图4中凸起部分为纤维膜的细小褶皱，由于大褶皱尺寸较大，SEM图中未显示大褶皱结构，即通过本实施例的方法制得了具有双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，经拉伸性能测试，测得实施例1所得的弹性纳米纤维绷带的最大拉伸率为1050％，具有优越的拉伸弹性性能。
所述最大拉伸率的计算方法为：
最大拉伸率＝(膜的最大拉伸长度/膜的原长)*100％
将实施例1所得的弹性纳米纤维绷带用于烧烫伤伤口，贴敷1天后取下，对使用过后的绷带样品冷冻干燥后用电子显微镜进行观察，所得样品的(拍摄面为吸水层表面)表面形貌如图5所示，从图5可以看出伤口渗液充分填充于吸水层纤维膜中，即本申请的吸水层对创面渗液具有很好的吸收作用。
且其吸收层和载药层均采用水溶性壳聚糖作为纳米纤维的基体材料，壳聚糖纤维有抗菌性，具有生物相容性好、无毒、可自然降解、透气性好、阻隔空气细菌等优点，采用壳聚糖制成的吸收层可有效吸收创面分泌物以保持创面干燥，且可通过吸收层的自然降解避免黏连产生二次伤害；载药层的水溶和降解可促进药物有效成分黄芪多糖的析出释放，使其有效作用于伤口创面，促进伤口恢复愈合；保护层采用具有高弹性的TPU可有效提高复合材料的柔性拉伸性能，进一步提高绷带弹性。
实施例2
一种复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，采用上述实施例的静电纺丝装置和工艺步骤，其具体参数为：
所述步骤(1)为：称取0.6g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯(PEO)混合作为亲水性天然高分子材料A，加入6.8ml蒸馏水，常温下搅拌45min使其溶于蒸馏水得纺丝液A；称取0.36g海藻酸钠和0.01g聚氧化乙烯(PEO)作为亲水性天然高分子材料B，海藻酸钠溶于7.4ml去离子水配成溶液A，聚氧化乙烯加入0.3g黄芪多糖溶于6.0g酒精配成溶液B，溶液A和溶液B按体积比3：2混合搅拌均匀，向混合溶液加入1.4g曲拉通-100和0.05g二甲基亚砜(DMSO)混合搅拌3h，离心脱泡得纺丝液B；称取0.6g热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)作为疏水性高分子材料，加入4.4mlN,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液，40℃下搅拌1h使其溶于DMF得纺丝液C；
所述步骤(3)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压10.5kV；所述步骤(4)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度1.0ml/h，纺丝电压15kV；所述步骤(5)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压12.5kV。
经拉伸性能测试，测得实施例2所得的弹性纳米纤维绷带的最大拉伸率为1000％，具有优越的拉伸弹性性能。
对比例1
采用预拉伸率为100％的弹性橡胶膜替换实施例1步骤(2)的收集极，以实施例1相同的制备方法步骤、纺丝液配方、纺丝参数制得电纺褶皱纳米纤维膜，作为第一对照纳米纤维膜。
经拉伸性能测试，测得对比例1所得的第一对照纳米纤维膜的最大拉伸率为650％。
对比例2
采用金属板1作为替换实施例1步骤(2)的收集极，以实施例1相同的制备方法步骤、纺丝液配方、纺丝参数制得电纺纳米纤维膜，作为第二对照纳米纤维膜。
经拉伸性能测试，测得对比例2所得的第二对照纳米纤维膜的最大拉伸率为300％。
通过实施例1与对比例1、对比例2所得的弹性纳米纤维绷带的最大拉伸率对比可以看出，实施例1的收集机构进行电纺形成的双褶皱结构可有效增大弹性纳米纤维绷带的拉伸性能，使弹性纳米纤维绷带拉伸性能的提高超越单层弹性基底材料的最大预拉伸量限制，能够更大限度的提高弹性纳米纤维绷带的拉伸性能和比表面积,使其更好的适用于弹性绷带的使用需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)纺丝液配置：亲水性天然高分子材料A溶于其溶剂制得纺丝液A,亲水性天然高分子材料B和药物有效成分混合溶于其溶剂制得纺丝液B，疏水性高分子材料溶于其溶剂制得纺丝液C；
(2)静电纺丝装置搭建：所述静电纺丝装置包括高压电源、供液机构、纺丝喷头和收集极，所述高压电源的正负极分别连接纺丝喷头和收集极；所述收集极包括自下而上依次层叠设置的导电层、第一弹性膜和第二弹性膜，所述第一弹性膜和第二弹性膜均为绝缘材料，所述第一弹性膜和第二弹性膜均处于拉伸状态且固定安装在导电层上，所述第一弹性膜和第二弹性膜沿同方向拉伸，所述第一弹性膜的拉伸量大于第二弹性膜，所述第一弹性膜上沿其拉伸方向均匀排列多个条形凹槽，所述条形凹槽长度方向垂直于第一弹性膜拉伸方向设置，所述第二弹性膜上均匀密布圆形通孔；当所述第一弹性膜和第二弹性膜处于未拉伸时，所述条形凹槽的槽宽小于圆形通孔直径；
(3)电纺吸水层：将纺丝液A注入静电纺丝装置的供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述收集极的第二弹性膜上电纺一层纳米纤维膜作为吸水层后，关闭静电纺丝装置；
(4)电纺载药层：将供液机构清理干净，将纺丝液B注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述吸水层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为载药层后，关闭静电纺丝装置；
(5)电纺保护层：将供液机构清理干净，将纺丝液C注入所述供液机构中，开启静电纺丝装置，调整纺丝参数，在所述载药层上表面直接电纺一层纳米纤维膜作为电纺保护层后，关闭静电纺丝装置，即在收集极上制得了三层复合纳米纤维膜；
(6)取膜：将第二弹性膜和第一弹性膜恢复原长，所得三层复合纳米纤维膜随之收缩形成双褶皱结构，将三层复合纳米纤维膜自第二弹性膜上取下，即得复合纳米纤维弹性绷带。
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，所述亲水性天然高分子材料A和亲水性天然高分子材料B均为壳聚糖、海藻酸钠、明胶、聚氧化乙烯中的一种或多种；所述药物有效成分为表皮生长因子、抗生素、抗瘢痕凝胶、黄芪多糖中的一种或多种；所述疏水性高分子材料为热塑性聚氨酯弹性体橡胶、尼龙-66、聚偏氟乙烯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)为：称取0.6g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯混合作为亲水性天然高分子材料A，加入6.8ml蒸馏水，常温下搅拌使其溶于蒸馏水得纺丝液A；称取0.4g壳聚糖、0.01g聚氧化乙烯混合作为亲水性天然高分子材料B，加入0.3g黄芪多糖作为药物有效成分，加入6.0g酒精常温下搅拌使亲水性天然高分子材料B和黄芪多糖溶于酒精得纺丝液B；称取0.6g热塑性聚氨酯弹性体橡胶作为疏水性高分子材料，加入4.4mlN,N-二甲基甲酰胺溶液，40℃下搅拌使其溶于N,N-二甲基甲酰胺得纺丝液C。
4.根据权利要求3所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)的纺丝参数均为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压10.5kV；所述步骤(5)的纺丝参数为纺丝温度40℃，纺丝距离12cm，纺丝液推进速度0.75ml/h，纺丝电压12.5kV。
5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述导电层设为金属板，所述第一弹性膜沿其拉伸方向的一端通过第一连接部件固定在金属板上，另一端通过第二连接部件可拆卸的连接金属板；所述第二弹性膜沿其拉伸方向的一端也通过第一连接部件固定在金属板上，另一端通过第三连接部件可拆卸的连接金属板；所述第一连接部件为抵接在第二弹性膜上表面的第一压条，所述第一压条垂直于所述第二弹性膜拉伸方向设置，所述第一压条两端部均设有可穿设第一固定螺栓的第一通孔，所述金属板上对应所述第一通孔设置第一螺孔组件，所述第一螺孔组件包括两个与第一固定螺栓相适配的第一螺孔，两个第一螺孔分设于两个第一通孔正下方，所述第一压条两端部分别通过穿设于所述第一通孔内的第一固定螺栓连接所述第一螺孔。
6.根据权利要求5所述的所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，所述第二连接部件为抵接在第一弹性膜上表面的第二压条，所述第二压条垂直于所述第一弹性膜拉伸方向设置，所述第二压条两端部均设有可穿设第二固定螺栓的第二通孔，所述金属板上对应第二通孔设置第二螺孔组件，所述第二螺孔组件包括两个与所述第二固定螺栓相适配的第二螺孔，两个第二螺孔分设于两个第二通孔正下方，所述第二压条两端部分别通过所述第二固定螺栓连接所述第二螺孔，所述第二螺孔组件设为多个且沿所述第一弹性膜拉伸方向均匀排布；所述第三连接部件为抵接在第二弹性膜上表面的第三压条，所述第三压条垂直于所述第二弹性膜拉伸方向设置，所述第三压条两端部均设有可与所述第二螺孔连通的第三通孔，所述第三通孔可穿设所述第二固定螺栓，所述第三压条两端部分别通过穿设于所述第三通孔第二固定螺栓连接所述第二螺孔。
7.根据权利要求6所述的用于电纺双褶皱纳米纤维膜的收集机构，其特征在于，所述导电层的上表面设为长方形、所述第一弹性膜和所述第二弹性膜均设为长方形膜，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜的长边平行设置，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜均沿所述第一弹性膜长边方向拉伸，所述第一弹性膜和所述第二弹性膜固定端的短边均设于第一压条正下方，第一弹性膜另一短边设于所述第二压条正下方，第二弹性膜另一短边设于所述第三压条正下方；所述第一压条、第二压条和所述第三压条均由绝缘材料制成；所述第一压条、第二压条和所述第三压条下表面均设有防滑结构。
8.根据权利要求7所述的复合纳米纤维弹性绷带的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一弹性膜沿其长度方向预拉伸，预拉伸率为100％，第二弹性膜与第一弹性膜同向拉伸，预拉伸率为30％。
9.一种复合纳米纤维弹性绷带，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项制备方法制得，所述复合纳米纤维弹性绷带为双褶皱结构的三层复合纳米纤维膜，包括自下而上层叠设置的吸水层、载药层和保护层。
10.根据权利要求9所述的复合纳米纤维弹性绷带，其特征在于，还包括两个医用不干胶条，两个医用不干胶条分别固定于所述吸水层下表面两端部。
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