CN114470299A - 一种医用外科敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用外科敷料及其制备方法。本发明通过离子注入工艺，在医用外科敷料表面形成Mn‑Zn双金属抗菌粒子。研究表明，敷料抗菌性能随着抗菌粒子总量的提升而提升，而且Mn‑Zn双金属粒子的抗菌能力明显好于单一金属粒子，但是医用敷料的细胞毒性则呈现出了非规律性变化，总体而言，大多数样品的细胞活性介于150％‑200％之间，但是当金属锰过量时，则会导致医用敷料的细胞毒性急剧恶化，所以，在选用Mn‑Zn双金属粒子制备医用敷料时，应严格控制金属锰的用量以确保其具备良好的生物相容性。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种医用外科敷料及其制备方法。
背景技术
敷料是与创面直接或间接接触的医疗用品，其用途只与创面***。敷料又可进一步细分为外科敷料、创面接触敷料和包扎固定敷料。其中外科敷料包括纱布块、纱布球、腹巾等。
在医疗实践中，赋予外科敷料一定的抗菌性能是有必要的，对此，现有技术常采用银离子作为抗菌金属粒子，虽然不可否认金属银优异的抗菌性能，但是，由于银价格昂贵，这无疑增加了敷料的制作成本以及患者的用药成本。有鉴于此，如何制备成本低廉但抗菌性能优异的外科敷料是当下研究的热门课题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种医用外科敷料的制备方法，通过该方法制得的医用外科敷料具有优异的抗菌性能和生物相容性。
一种医用外科敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2-5cm的有机物作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80-100keV，Mn离子注入量为5×106ions/cm2-5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2-7.2×106ions/cm2，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
进一步地，所述有机物为聚氨酯。
进一步地，所述模板的半径约2cm。
进一步地，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中。
进一步地，所述Mn离子注入量为5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2。
进一步地，本发明还提供了一种医用外科敷料，所述医用外科敷料由上述方法制备而得。
本发明通过离子注入工艺，在医用外科敷料表面形成Mn-Zn双金属抗菌粒子。研究表明，敷料抗菌性能随着抗菌粒子总量的提升而提升，而且Mn-Zn双金属粒子的抗菌能力明显好于单一金属粒子，但是医用敷料的细胞毒性则呈现出了非规律性变化，总体而言，大多数实验样品的细胞活性介于150％-200％之间，但是当金属锰过量时，则会导致医用敷料的细胞毒性急剧恶化，所以，在选用Mn-Zn双金属粒子制备医用敷料时，应严格控制金属锰的用量以确保其具备良好的生物相容性。
具体实施方式
下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。
实施例1
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×106ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例2
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×107ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例3
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×108ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例4
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×109ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例5
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例6
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×106ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例7
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×107ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例8
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×108ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例9
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×109ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
实施例10
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
对比例1
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×1012ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
对比例2
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为5×102ions/cm2，Zn离子注入量为7.2×106ions/cm2，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
对比例3
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Mn离子注入量为107ions/cm2，Mn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Mn金属粒子的医用外科敷料。
对比例4
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2cm的聚氨酯作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80keV，Zn离子注入量为107ions/cm2，Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中，离子注入后即可获得包含Zn金属粒子的医用外科敷料。
进一步地，我们对实施例1-10以及对比例1-4中各样品的抗菌性能及细胞毒性进行评价。
其中，抗菌性能的测试方法为：选择菌液浓度为4×108cfu/ml的金黄色葡萄球菌作为试验用菌液，分别取0.2ml试验用菌液滴加在样品表面，在37℃、相对湿度RH>90％的条件下，培养48h，然后取出样品进行活菌计数，并通过计数得到抗菌率，每个样品做5个平行试验。其中，抗菌率计算公式为：
R(％)＝(A-B)/A×100
式中：R表示抗菌率；
A表示对照组平均回收菌数；
B表示实施例或对比例样品平均回收菌数。
细胞毒性的测试方法为：将每组样品在无菌培养皿中37℃条件下培养24h，然后提取浸提液。将浓度为5×104CFU/mL成纤维细胞加入50μL的培养基中制成悬浮液，并分别置于孔板中，向每个孔板中加入50μL浸提液，而后在5％CO2培养箱中于37℃下孵育48h，向每个孔板加入10μL的CCK-8试剂，并在37℃继续孵育4h。最后通过光吸收酶标仪在450nm处测量并计算细胞活性。
实施例1-10以及对比例1-4中各样品的实验数据如表1所示。
表1各样品的实验数据
为了准确地表征各样品的抗菌性能，我们刻意选择了超高浓度的菌液进行试验，目的在于确保每一样品的抗菌率都无法达到100％。从表1可以看到，抗菌性能随着抗菌粒子总量的提升而提升，而且Mn-Zn双金属粒子的抗菌能力明显好于单一金属粒子，而医用敷料的细胞毒性则呈现出了非规律性变化，总体而言，大多数样品的细胞活性介于150％-200％之间，但是当金属锰过量时(如对比例1)，会导致医用敷料的细胞毒性急剧恶化，所以，在选用Mn-Zn双金属粒子制备医用敷料时，应严格控制金属锰的用量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种医用外科敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以棉纤维作为基体材料，在基体材料表面固定半径为2-5cm的有机物作为模板，以该模板界定医用外科敷料的有效区域；
将上述材料放入金属蒸汽真空弧电源离子注入设备中，调整离子注入设备腔室的真空度为1×10-5Pa，选用Mn离子和Zn离子进行离子注入，其中，离子电压为80-100keV，Mn离子注入量为5×106ions/cm2-5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2-7.2×106ions/cm2，离子注入后即可获得包含Mn-Zn双金属粒子的医用外科敷料。
2.一种如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述有机物为聚氨酯。
3.一种如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述模板的半径约2cm。
4.一种如权利要求2所述制备方法，其特征在于，Mn/Zn金属仅沉积在包含聚氨酯的有效区域中。
5.一种如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述Mn离子注入量为5×1010ions/cm2，Zn离子注入量为5×106ions/cm2。
6.一种医用外科敷料，其特征在于，所述医用外科敷料由权利要求1-5任一项所述方法制备而得。
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