抗菌改性疝修补片及其制备方法与流程

1.本发明属于生物材料技术领域，具体涉及抗菌改性疝修补片及其制备方法。


背景技术：

2.疝修复补片主要应用于腹壁疝的修补，腹壁疝包括腹股沟疝、脐疝、股疝、切口疝和造口旁疝等，其中以腹股沟疝最为常见。由于存在较高的发病率，疝修复补片大量应用于腹壁切口的修复。补片修复与传统治疗手段相比具有手术简单，修复周期短等特点，但补片植入部位易发生感染，因此提高补片的持久抗感染性能成为研究重点。在现有抗菌补片的制备中，大多使用药物作为抑菌剂，在电纺纤维抗菌补片的制备工艺中，在纺丝途中停下，将含有抗菌药物的溶液喷涂在接收装置上，待干燥后继续纺丝，得到的补片为电纺纤维结构+喷涂结构+电纺纤维结构，亦或是将药物与纺丝液融合后进行静电纺丝。上述补片在植入人体后，利用药物的释放，达到抗菌的效果。上述工艺使用范围较窄，需要保证药物溶解所需溶剂与聚合物所用溶剂相匹配，这就限制了大量抗菌药物的应用；药物释放周期多为两周左右，不具有长远的抗菌效果，并且制备工艺繁琐，不适合大量生产时使用。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足，本发明提供了抗菌改性疝修补片及其制备方法，目的是为了解决现有抗菌补片使用范围较窄，需要保证药物溶解所需溶剂与聚合物所用溶剂相匹配，因而限制了大量抗菌药物的应用，药物释放周期不具有长远的抗菌效果，并且制备工艺繁琐，不适合大量生产时使用的技术问题。
4.本发明提供的抗菌改性疝修补片的制备方法，具体技术方案如下：
5.抗菌改性疝修补片的制备方法，包括如下步骤：
6.s1，配制第一纺丝液，将第一纺丝液进行第一次静电纺丝处理，获得一层电纺纳米纤维膜，配制第二纺丝液，将第二纺丝液在所述一层电纺纳米纤维膜上进行第二次静电纺丝处理，获得两层电纺纳米纤维膜，配制第三纺丝液，将第三纺丝液在所述两层电纺纳米纤维膜上进行第三次静电纺丝处理，获得三层电纺纳米纤维膜；
7.s2，将氩气通入等离子反应器中排除内部的空气，并以氩气作为保护气和载气，对步骤s1中三层纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理，获得活化材料；
8.s3，对步骤s2中活化材料的表面进行氨基改性处理，获得抗菌改性疝修补片。
9.在某些实施方式中，步骤s1中，所述第一纺丝液、所述第二纺丝液、所述第三纺丝液均由有机溶剂溶解高分子材料配制而成，所述有机溶剂为丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或多种，所述高分子材料为聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚l-丙交酯-己内酯、聚乳酸、聚己内酯、聚偏氟乙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚丙烯、玉米醇溶蛋白和聚丙烯腈中的一种或多种。
10.在某些实施方式中，步骤s2中，接枝过程前的等离子体预处理产生羟基、羰基和羧基活性结合位点。
11.在某些实施方式中，步骤s2中，所述等离子活化处理的功率为20w、氩气压力为0.70mbar，处理时间为5s。
12.在某些实施方式中，步骤s3中，所述氨基改性处理为使用庚胺对活化材料的表面进行辉光放电等离子改性。
13.进一步，步骤s3中，所述等离子体源与样品表面的距离为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。
14.本发明还提供了抗菌改性疝修补片，利用上所述的方法制备的抗菌改性疝修补片。
15.本发明具有以下有益效果：本发明提供的抗菌改性疝修补片的制备方法，只对补片表面进行活化改性，所得到的抗菌补片具有长效的抑菌能力，不破坏补片原有的多孔纤维结构，有利于细胞的黏附与增殖，工艺操作简便，易于工业化生产。本发明提供的抗菌改性疝修补片，组分均为分为生物可降解高分子材料，以及不可降解高分子材料，所述材料均具有良好的生物活性且不具有细胞毒性，同时具有高孔隙率纤维结构，可以通过调节静电纺丝时电压、高度、推进速率等参数，溶液浓度，高分子聚合物的种类，进而控制纤维直径与孔径分布，进而宏观调控补片力学强度。此外，本发明的抗菌改性疝修补片植入人体后，利用氨基的抑菌作用，可以杀死术后伤口周围的细菌，降低术后感染的风险，避免二次手术，增加手术成功率。
附图说明
16.图1是本发明提供的抗菌改性疝修补片的制备方法的流程图。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
18.本发明提供的抗菌改性疝修补片的制备方法，不改变原补片整体性质，使其具有抗菌性能，具体技术方案如下：
19.抗菌改性疝修补片的制备方法，包括如下步骤：
20.s1，配制第一纺丝液，将第一纺丝液进行第一次静电纺丝处理，获得一层电纺纳米纤维膜，配制第二纺丝液，将第二纺丝液在所述一层电纺纳米纤维膜上进行第二次静电纺丝处理，获得两层电纺纳米纤维膜，配制第三纺丝液，将第三纺丝液在所述两层电纺纳米纤维膜上进行第三次静电纺丝处理，获得三层电纺纳米纤维膜；静电纺丝所得到的纤维结构具有较高的孔隙率，有利于细胞的粘附生长。通过调节纺丝参数与溶液配比来调节补片的纤维直径与孔隙率，进而宏观调控补片的力学性能。
21.s2，将氩气通入等离子反应器中排除内部的空气，并以氩气作为保护气和载气，对步骤s1中三层纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理，获得活化材料；使用高压等离子体对补片表面进行活化处理，等离子体提供足够的能量来破坏聚合物上的键合，从而在表面形成活性位点并产生新的官能团时，进行表面修饰
22.s3，对步骤s2中活化材料的表面进行氨基改性处理，获得抗菌改性疝修补片。
23.在某些实施方式中，步骤s1中，所述第一纺丝液、所述第二纺丝液、所述第三纺丝
液均由有机溶剂溶解高分子材料配制而成，所述有机溶剂为丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或多种，所述高分子材料为聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚l-甲氧基聚乙二醇嵌段共聚物、聚l-丙交酯-己内酯、聚乳酸、聚己内酯、聚偏氟乙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚丙烯、二氧环己酮、玉米醇溶蛋白和聚丙烯腈中的一种或多种。
24.在某些实施方式中，步骤s2中，所述等离子活化处理的功率为20w、氩气压力为0.70mbar，处理时间为5s。接枝过程前的等离子体预处理产生羟基、羰基和羧基活性结合位点。
25.在某些实施方式中，步骤s3中，所述氨基改性处理为使用庚胺对活化材料的表面进行辉光放电等离子改性。通过辉光放电，将氨基接枝到聚合物表面，利用氨基使补片具有抗菌性能。
26.进一步，步骤s3中，所述等离子体源与样品表面的距离为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。
27.本发明还提供了抗菌改性疝修补片，利用上所述的方法制备的抗菌改性疝修补片。将改性后的补片植入人体后，利用氨基的抑菌作用，可以杀死术后伤口周围的细菌，降低术后感染的风险，避免二次手术，增加手术成功率。
28.实施例1
29.(1)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为25％的纺丝溶液(第一纺丝液)，通过静电纺丝并以滚筒作为接收器进行纺丝，即获得一层电纺纳米纤维膜。
30.(2)将聚乳酸-羟基乙酸共聚溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为1:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为45％的纺丝溶液(第二纺丝液)，在步骤(1)的一层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得两层电纺纳米纤维膜。
31.(3)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为25％的纺丝溶液(第三纺丝液)，在步骤(2)的两层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得三层电纺纳米纤维膜。
32.(4)对三层电纺纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理。反应器的压力保持在0.7mbar，样品表面在20w下用氩等离子体在内活化5s。
33.(5)使用庚胺对材料表面辉光放电等离子改性。等离子体源与样品表面的距离调整为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。
34.本实施例还提供了依据上述方法制备的抗菌改性疝修补片，并对其进行了37℃，不同时间的热缩实验检测，模拟植入体内后补片的变形情况，结果如下表：
35.实施例编号热缩温度热缩时间面积下降率实施例137℃30min5.37％实施例137℃24h7.12％实施例137℃72h7.38％
36.由上表可知72小时后，本实施例的抗菌改性疝修补片面积下降率仅为7.38％，说明本实施例的抗菌改性疝修补片在人体内不易变形，满足临床使用需求。
37.实施例2
38.(1)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为30％的纺丝溶液(第一纺丝液)，通过静电纺丝并以滚筒作为接收器进行纺丝，即获得一层电纺纳米纤维膜。
39.(2)将聚丙交酯-乙交酯共聚物、聚l-甲氧基聚乙二醇嵌段共聚物(pela)以7:1的质量比混合，并将混合物料溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为1:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为50％的纺丝溶液(第二纺丝液)，在步骤(1)的一层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得两层电纺纳米纤维膜。
40.(3)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为30％的纺丝溶液(第三纺丝液)，在步骤(2)的两层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得三层电纺纳米纤维膜。
41.(4)对三层电纺纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理。反应器的压力保持在0.7mbar，样品表面在20w下用氩等离子体在内活化5s。
42.(5)使用庚胺对材料表面辉光放电等离子改性。等离子体源与样品表面的距离调整为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。
43.实施例3
44.(1)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为25％的纺丝溶液(第一纺丝液)，通过静电纺丝并以滚筒作为接收器进行纺丝，即获得一层电纺纳米纤维膜。
45.(2)将对二氧环己酮溶解在六氟异丙醇(hfip)与二氯甲烷体积比为1:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为20％的纺丝溶液(第二纺丝液)，在步骤(1)的一层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得两层电纺纳米纤维膜。
46.(3)将聚偏氟乙烯溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)与丙酮(ace)体积比为3:1的混合溶剂中，配制成质量体积比为25％的纺丝溶液(第三纺丝液)，在步骤(2)的两层电纺纳米纤维膜基础上继续纺丝，获得三层电纺纳米纤维膜。
47.(4)对三层电纺纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理。反应器的压力保持在0.7mbar，样品表面在20w下用氩等离子体在内活化5s。
48.(5)使用庚胺对材料表面辉光放电等离子改性。等离子体源与样品表面的距离调整为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。
49.综上所述，本发明提供的抗菌改性疝修补片的制备方法，只对补片表面进行活化改性，所得到的抗菌补片具有长效的抑菌能力，不破坏补片原有的多孔纤维结构，有利于细胞的黏附与增殖，工艺操作简便，易于工业化生产。本发明提供的抗菌改性疝修补片，组分均为分为生物可降解高分子材料，以及不可降解高分子材料，所述材料均具有良好的生物活性且不具有细胞毒性，同时具有高孔隙率纤维结构，可以通过调节静电纺丝时电压、高度、推进速率等参数，溶液浓度，高分子聚合物的种类，进而控制纤维直径与孔径分布，进而宏观调控补片力学强度。此外，本发明的抗菌改性疝修补片植入人体后，利用氨基的抑菌作用，可以杀死术后伤口周围的细菌，降低术后感染的风险，避免二次手术，增加手术成功率。
50.上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.抗菌改性疝修补片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，配制第一纺丝液，将第一纺丝液进行第一次静电纺丝处理，获得一层电纺纳米纤维膜，配制第二纺丝液，将第二纺丝液在所述一层电纺纳米纤维膜上进行第二次静电纺丝处理，获得两层电纺纳米纤维膜，配制第三纺丝液，将第三纺丝液在所述两层电纺纳米纤维膜上进行第三次静电纺丝处理，获得三层电纺纳米纤维膜；s2，将氩气通入等离子反应器中排除内部的空气，并以氩气作为保护气和载气，对步骤s1中三层纳米纤维膜的表面进行等离子活化处理，获得活化材料；s3，对步骤s2中活化材料的表面进行氨基改性处理，获得抗菌改性疝修补片。2.根据权利要求1所述的抗菌改性疝修补片的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一纺丝液、所述第二纺丝液、所述第三纺丝液均由有机溶剂溶解高分子材料配制而成，所述有机溶剂为丙酮、n,n-二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种或多种，所述高分子材料为聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚l-甲氧基聚乙二醇嵌段共聚物、聚l-丙交酯-己内酯、聚乳酸、聚己内酯、聚偏氟乙烯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇-共-对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚丙烯、对二氧环己酮、玉米醇溶蛋白和聚丙烯腈中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的抗菌改性疝修补片的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述等离子活化处理的功率为20w、氩气压力为0.70mbar，处理时间为5s。4.根据权利要求1所述的抗菌改性疝修补片的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述氨基改性处理为使用庚胺对活化材料的表面进行辉光放电等离子改性。5.根据权利要求4所述的抗菌改性疝修补片的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述等离子体源与样品表面的距离为3mm，放电功率为50w，处理时间为30min。6.抗菌改性疝修补片，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的方法制备的抗菌改性疝修补片。

技术总结
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及抗菌改性疝修补片及其制备方法。本发明的抗菌改性疝修补片的制备方法，不改变原补片整体性质，在原子水平上，等离子体提供足够的能量来破坏聚合物上的键合，从而在表面形成活性位点并产生新的官能团时，进行表面修饰，通过辉光放电，将氨基接枝到聚合物表面。本发明的抗菌改性疝修补片，仅仅是其表面进行活化改性，所得到具有长效的抑菌能力，不破坏补片原有的多孔纤维结构，有利于细胞的长入和生物活性的表达，并且本工艺操作简便，易于工业化生产。易于工业化生产。易于工业化生产。


技术研发人员：栗可心 郑志国 张向东 张传文 曹阳
受保护的技术使用者：无锡中科光远生物材料有限公司
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/3/8