一种双层多功能静电纺丝纤维膜伤口敷料及其制备方法

本发明属于医用敷料，具体涉及一种双层多功能静电纺丝纤维膜伤口敷料及其制备方法。

背景技术：

1、慢性伤口最常见的并发症之一是病原微生物感染，感染可能对伤口造成严重的二次损伤，阻碍伤口的修复。伤口敷料的使用有助于控制感染并促进伤口愈合。伤口敷料根据制备材料的种类，可分为天然高分子敷料和合成高分子敷料两种；根据不同形态还可分为海绵型、水凝胶型、喷雾型和薄膜型等。传统伤口敷料工艺简单、价格低廉，但多是被动为伤口提供修复屏障，存在需要频繁更换敷料，影响患者依从性，透气性差，更换伤口敷料时易造成二次损伤、疼痛和感染等问题。为改善伤口敷料的效果，通过杂化材料或改性、引入治疗药物等手段，可以使复合材料满足伤口在愈合的不同阶段的需求。总体上，目前对伤口敷料的研究主要集中在复合敷料的研究中，而开发复合敷料需要考虑伤口愈合过程的绝大多数方面，进而实现对伤口愈合全过程的治疗，并缩短愈合周期。如将天然高分子材料和合成高分子材料相结合，能够获得兼具良好吸渗性、优异生物学性能及力学性能的敷料。此外，还可以通过物理或化学方法进行药物负载，在保护创面的同时起到辅助伤口愈合的作用。

2、静电纺丝技术具有能够以较低成本制备具有高比表面积和良好均匀性的功能纳米纤维，能够在相对温和的环境条件下进行实施，在成型过程中保留负载物质的活性等优点，使其比其他传统的加工策略更适合于封装生物活性材料。还有研究证明生物分子也可以通过静电纺丝进行加工而不会损失其活性。同时，静电纺丝纤维的直径可以从亚微米级到纳米级，有利于促进其负载化合物分散到周围介质中，从而控制活性物质及药物的释放。而且，静电纺丝纳米纤维的高孔隙率允许气体通过，能够确保伤口表面的干燥环境并促进细胞呼吸。此外，静电纺丝纤维可模拟人体健康皮肤细胞外基质(ecm)中的胶原蛋白和弹性蛋白纤维的微观结构，从而为细胞的粘附、增殖、迁移和分化提供适宜环境，提高材料的生物相容性。比如，有研究以peo为助纺剂，通过静电纺丝制备了鱼皮胶原-聚-ε-己内酯纳米纤维膜，实验表明其具有良好的机械强度、孔隙率和亲水性，能够促进细胞的黏附和增殖。也有研究设计了聚乳酸与eudragit l 100-55为主要材料负载茶多酚(tp)的纤维抗菌敷料，实验表明纤维所负载的tp能够达到缓释效果，含微量tp的抗菌敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑制效果。

3、相比于大多数静电纺丝纳米纤维敷料所用的单层结构，多层静电纺丝纳米纤维由不同的结构层组成，其中每一层可以根据需要单独制备具有不同性质的纤维。比如可以通过静电纺丝制备能够持续释放药物且更类似于天然皮肤的多层结构。因此，多层结构的静电纺丝纤维更适合于伤口治疗。有研究通过静电纺丝制备了一种负载庆大霉素的玉米蛋白双层膜，该多层膜具有抗生素控释效果，可在伤口愈合过程中控制感染。其中，顶层具有提供机械强度和防止细菌渗透的功能，底层具有高孔隙率和氧气透过率，充当ecm并实现药物的有效释放。可见，开发双层静电纺丝纤维膜可能达到更好的控制感染和促进伤口愈合的效果。

4、综上所述，为改善现有伤口敷料透气性差、促伤口愈合效果不佳等不足，实现抑菌和透气性的结合，实现多功能性并为伤口修复提供更适宜的条件，制备一种具有双层结构，与ecm相似且具有抗菌、抗炎、抗氧化能力的静电纺丝复合纤维膜伤口敷料具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种双层多功能静电纺丝纤维膜伤口敷料的制备方法，所制得的静电纺丝纤维膜具有较好的力学性能，且兼具疏水防污和透气性能，还可通过负载的基于咪唑的聚阳离子抗菌高分子(pim+1)和表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)实现协同抗菌、抗炎、抗氧化的功能，进而有效控制伤口感染和促进愈合，在感染性伤口治疗领域具有广阔的应用前景。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明第一方面提供了一种双层静电纺丝纤维膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

4、s1、将聚己内酯(pcl)、明胶、表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)和聚咪唑抗菌分子pim+1加入六氟异丙醇中，溶解后得到混合静电纺丝液；

5、s2、采用单通道静电纺丝技术将s1的混合静电纺丝液制备成静电纺丝纤维；

6、s3、将聚己内酯溶于六氟异丙醇中制成纯聚己内酯纺丝液，然后再采用单通道静电纺丝技术在s2的静电纺丝纤维上将纯聚己内酯纺丝液制成第二层静电纺丝纤维，即得到双层静电纺丝纤维膜。

7、优选地，所述聚己内酯的分子质量mw为60000-100000。

8、优选地，所述聚己内酯、明胶、表没食子儿茶素没食子酸酯和聚咪唑抗菌分子的质量比为70-80：200-250：2-5：2-5。

9、优选地，s2或s3采用单通道静电纺丝技术制备成静电纺丝纤维时，纺丝电压为20-25kv，纺丝液推进速度为8-13μl/min，接收滚筒速度为100-150rpm，接收距离为13-18cm。

10、优选地，s3的纯聚己内酯纺丝液与s1的混合静电纺丝液的体积比为1:2-4。

11、优选地，所述聚己内酯在六氟异丙醇中的浓度为7-80mg/3ml。

12、本发明第二方面提供了采用第一方面所述的制备方法制备得到的双层静电纺丝纤维膜。

13、扫描电镜结果表明本发明制备的纤维膜表面平整光滑，纤维结构均匀，双层结构清晰，贴合紧密；红外光谱表明pcl和明胶进行了物理共混；力学实验表明所制备的复合纳米纤维膜具有接近人体皮肤的弹性模量，材料在力学性能上满足潜在应用的要求；溶胀率实验表明明胶可以提高纤维膜的亲水性，有利于伤口的愈合。失重率实验表明，明胶在pbs中发生了溶解，但其失重率未超过30％，溶解程度较低，不影响纳米纤维膜的使用。水蒸气透过率实验说明双层纤维膜结对水蒸气透过能力没有明显影响；接触角实验表明，纤维膜外层具有疏水性，pcl和明胶混纺内层具有良好的亲水，可在日常生活中起到防水防污的作用。提示本发明制备的纤维膜在力学性能上满足伤口辅料的应用要求，且兼具疏水防污和透气性能，解程度较低，不影响日常生活中的使用。

14、本发明第三方面提供了第二方面所述的双层静电纺丝纤维膜在制备伤口敷料中的应用。

15、细菌存活率实验表明，纤维膜具有良好的抗菌能力，且pim+1和egcg能够起到协同抗菌的作用；细胞存活率的mtt测试结果说明纤维膜具有良好的细胞相容性；抗氧化性实验和抗炎实验表明，纤维膜具有一定的抗氧化性能和抗炎能力。提示本发明制备的纤维膜可通过抗菌、抗炎、抗氧化等多种功能控制伤口感染和促进伤口愈合。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明公开了一种双层多功能静电纺丝纤维膜伤口敷料的制备方法，先将聚己内酯颗粒和明胶加入到六氟异丙醇溶液中，并加入egcg和pim+1，溶解后得到混合溶液，然后以该混合溶液进行单通道静电纺丝，再换上仅含有聚己内酯的六氟异丙醇溶液再次进行静电纺丝，制得双层复合纳米纤维膜。所制得的静电纺丝复合纳米纤维膜其双层结构能够实现疏水防污和透气性的结合，其中，纤维膜外层具有疏水性，可在日常生活中起到防水防污的作用，pcl和明胶混纺内层具有良好的亲水性，且双层纤维膜结对水蒸气的透过能力没有明显影响。同时，该纤维膜具有良好的力学性能，具有接近人体皮肤的弹性模量，在力学性能上满足伤口辅料的应用要求，且解程度较低，不影响日常生活中的使用。此外，该纤维膜具有良好的细胞相容性，并且可以通过释放纤维膜中负载的基于咪唑的聚阳离子抗菌高分子(pim+1)和表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)实现协同抗菌、抗炎、抗氧化的功能，进而起到控制伤口感染和促进愈合的作用，在感染性伤口治疗领域具有广阔的应用前景。