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随着人类生产活动的不断增加,不可避免会遇到创伤,这也使得创伤敷料的发展十分迅速。但创面的愈合是一个复杂的动态过程,涉及到组织细胞间的相互作用,因此合理选择创伤敷料对于创伤的治愈具有重要意义。研究表明,湿润的微环境有利于创面修复,这使得湿性创伤敷料的发展更为迅速,但传统的湿性敷料易导致伤口被积液反复浸润,且加速细菌的滋生,显著影响创面的愈合。因此,迫切需要开发一种具有单向导湿、长效抗菌的多功能创伤敷料,去除伤口周围过量渗出液的同时避免细菌滋生,从而实现创面的快速愈合。本论文基于聚合物材料固有的亲疏水特性,结合聚合物大分子抗菌剂,利用静电纺丝技术制备出具有不同内外层结构和性能的纳米纤维膜,通过设计纳米纤维膜的组装顺序与形式,成功开发出了一种纳米纤维基梯度结构单向导湿、低粘附、长效抗菌的创伤敷料。主要研究内容如下:
(1)以力学性能较好的聚氨酯(PU)、亲水性的聚丙烯腈(PAN)以及超吸水性的聚丙烯酸钠(SPA)为原料,利用静电纺丝技术制备出PU/PAN-SPA纳米纤维膜,研究SPA的浓度和PU组分对纤维膜形貌结构及性能的影响。结果表明,SPA的引入可显著提高纤维膜的亲水性,当SPA浓度为10wt%时,所制备的PU/PAN-SPA纳米纤维膜的动态接触角从90°减为0°仅需1.2s,吸水性达970%,平衡含水量为94%,断裂强度为6.2MPa,透气率为7mm/s,透湿率为1975g/m2/d,具有良好的形貌结构、吸水性和力学性能,综合性能最佳。
(2)以上述PU/PAN-SPA纳米纤维膜为吸液外层、PU纳米纤维膜为防粘内层,利用两种纤维膜的不同直径及亲疏水性特征,构建双层纳米纤维创伤敷料,探究纳米纤维膜厚度及亲疏水性等对创伤敷料性能的影响。结果表明,当PU内层膜纺丝时间为1h时,双层复合敷料能够在3.9s内将液体由内向外单向导出,单向导湿性能最佳;细胞毒性及粘附性测试表明,所制备的双层纳米纤维创伤敷料无细胞毒性,且PU内层膜具有较低的细胞粘附性,实现双层创伤敷料的低粘附和单向导湿功能。
(3)在双层创伤敷料的基础上,设计亲水性逐层递增且纤维直径逐层递减的PU、PU/PAN-SPA、PAN-SPA三层创伤敷料,并引入自制的聚六亚甲基胍盐酸盐(PHGC)抗菌剂来提升敷料的抗菌性能,分析三层创伤敷料的各项性能和单向导湿机理。结果表明,当PU内层膜纺丝时间为1h时所制备的三层复合创伤敷料,能够在1.8s内由内向外单向快速传输液体,单向导湿效果最佳;三层纳米纤维膜的单向导湿机理为疏水-亲水梯度结构和自吸泵效应;且当PHGC含量为0.06wt%时,三层纳米纤维基创伤敷料的抗菌性能最佳。
(1)以力学性能较好的聚氨酯(PU)、亲水性的聚丙烯腈(PAN)以及超吸水性的聚丙烯酸钠(SPA)为原料,利用静电纺丝技术制备出PU/PAN-SPA纳米纤维膜,研究SPA的浓度和PU组分对纤维膜形貌结构及性能的影响。结果表明,SPA的引入可显著提高纤维膜的亲水性,当SPA浓度为10wt%时,所制备的PU/PAN-SPA纳米纤维膜的动态接触角从90°减为0°仅需1.2s,吸水性达970%,平衡含水量为94%,断裂强度为6.2MPa,透气率为7mm/s,透湿率为1975g/m2/d,具有良好的形貌结构、吸水性和力学性能,综合性能最佳。
(2)以上述PU/PAN-SPA纳米纤维膜为吸液外层、PU纳米纤维膜为防粘内层,利用两种纤维膜的不同直径及亲疏水性特征,构建双层纳米纤维创伤敷料,探究纳米纤维膜厚度及亲疏水性等对创伤敷料性能的影响。结果表明,当PU内层膜纺丝时间为1h时,双层复合敷料能够在3.9s内将液体由内向外单向导出,单向导湿性能最佳;细胞毒性及粘附性测试表明,所制备的双层纳米纤维创伤敷料无细胞毒性,且PU内层膜具有较低的细胞粘附性,实现双层创伤敷料的低粘附和单向导湿功能。
(3)在双层创伤敷料的基础上,设计亲水性逐层递增且纤维直径逐层递减的PU、PU/PAN-SPA、PAN-SPA三层创伤敷料,并引入自制的聚六亚甲基胍盐酸盐(PHGC)抗菌剂来提升敷料的抗菌性能,分析三层创伤敷料的各项性能和单向导湿机理。结果表明,当PU内层膜纺丝时间为1h时所制备的三层复合创伤敷料,能够在1.8s内由内向外单向快速传输液体,单向导湿效果最佳;三层纳米纤维膜的单向导湿机理为疏水-亲水梯度结构和自吸泵效应;且当PHGC含量为0.06wt%时,三层纳米纤维基创伤敷料的抗菌性能最佳。