妇科抢救用抗菌止血敷料制备及应用
2022-06-21余甜杨小颀范洋阳
余甜 杨小颀 范洋阳
摘要：针对妇科抢救用止血敷料止血效果不佳，抗菌性能差的问题，提出用PVA/SA 止血海绵和CS/PVA 纳米纤维膜通过热熔压敏胶粘合制备新型止血敷料，并探讨了制备过程中，PVA/SA 止血海绵中海藻酸钠的最佳含量、工艺和抗菌止血效果。结果表明：PVA/SA 止血海绵中海藻酸钠最佳含量为2.5%;纳米纤维膜最佳纺丝工艺为电压21 kV、纺丝液流量0.4 mL/h、接收距离13 cm;在此工艺下制备的纳米纤维膜经过戊二醛交联后，性能较为稳定;与PVA/SA 止血海绵粘合成的新型敷料止血性能和抑菌性能皆表现良好。
关键词：止血敷料;海藻酸盐;纳米纤维;静电纺丝
中图分类号：TQ342
文献标识码：A文章编号：1001-5922（2022）06-0089-05
Preparation and application of antibacterial hemostatic dressing for gynecological rescue
YU Tian， YANG Xiaoqi， FAN Yangyang
（Second Clinical Medical College，Shaanxi University of traditional Chinese medicine， Xianyang 712046， Shaanxi China
）
Abstract：In view of the poor hemostatic effect and poor antibacterial performance of hemostatic dressing for gynecological rescue， PVA/SA hemostatic sponge and CS/PVA nanofiber membrane were prepared by hotmelt pressure-sensitive adhesive， and the optimum content， process and antibacterial hemostatic effect of sodium alginate in PVA/SA hemostatic sponge during preparation were discussed. The results showed that the optimum content of sodium alginate in PVA/SA hemostatic sponge was 2.5%; The best spinning process of nanofiber membrane is voltage 21 kV， spinning solution flow rate 0.4 mL/h and receiving distance 13 cm. After crosslinking with glutaraldehyde， the performance of nanofiber membrane prepared by this process is relatively stable; the hemostatic and antibacterial properties of the new dressing bonded with PVA/SA hemostatic sponge were good.
Key words：hemostatic dressing; alginate; nanofibers; electrospinning
醫用抑菌止血敷料是妇科抢救过程中较为重要的一种医用辅助工具，能够帮助快速止血，还能有效避免创口受到细菌的感染，引发炎症。传统止血敷料主要是由棉、麻、棉花制成的纱布敷料，此类敷料在使用过程中存在止血效果不佳，抗菌性能差，患者在愈合的过程中，受细菌的影响，对创面造成二次伤害。因此，对医用止血纱布进行创新是目前医学发展中较为重要的一项研究。如对复合纳米纤维膜的制备工艺进行优化，得到性能较优的纳米纤维膜，结果表明：复合纳米纤维膜最佳工艺为：聚乙烯醇质量分数10%，海藻酸钠质量分数2%，质量比8∶2，纺丝电压19 kV，供液速度1.6 mL/h，接收距离19 cm，辊筒转速300 r/min[1];利用水溶性艾草粉末，通过静电纺丝方法制备艾草/聚丙烯腈复合纳米纤维[2]。基于此，本文以PVA/SA 止血海绵和CS/PVA 纳米纤维膜为主要原料，制备出一种妇科抢救用的抗菌止血医用敷料，为医用敷料的研究提供参考。
1材料与方法
1.1材料与设备
主要材料：甲醛（AR，济宁三石生物科技有限公司）、硫酸（AR，河南华硕化工产品有限公司）、乙酸（AR，艾特（山东）新材料有限公司）、戊二醛（AR，济南德乔化工科技有限公司）、氯化钙（AR，潍坊海博化工有限公司）、聚乙烯醇（AR，福州波斯湾化工有限公司）、氢氧化钠（AR，济南坤丰化工有限公司）、十二烷基硫酸钠（AR，济南瑞林化工有限公司）、氯化钠（AR，蓝之星（山东）环境科技有限公司）、无水乙醇（AR，山东铭悦化工有限公司）。
主要设备：电子天平（YP5002，河北中仪伟创试验仪器有限公司）、恒温加热磁力搅拌器（HJ-3，北京能克工程有限公司）、真空干燥箱（DZF6090，上海和呈仪器制造有限公司）、扫描电镜（FlexSEM1000，深圳市蓝星宇电子科技有限公司）、电热恒温水浴锅（HH-1，无锡玛瑞特科技有限公司）、微量分光光度计（DS-500，屹谱仪器制造（上海）有限公司）。
1.2试验方法
1.2.1PVA/SA止血海绵的制备
（1）将一定质量的聚乙烯醇，分别放入对应质量的去离子水中，之后将其放入HJ-3型恒温加热磁力搅拌器中，加热搅拌至溶解，加热温度、搅拌速度和时间分别为92 ℃、700 r/min和2 h，得到质量分数不同的聚乙烯醇溶液;760FF2AF-7533-4F22-A19C-2FAF5E00370C
（2）在200 mL去离子水中溶入4.44 g氯化钙，得到0.2 mol/L氯化钙溶液;
（3）将不同质量分数的海藻酸钠溶解于不同质量分数的聚乙烯醇溶液中，在水浴加热的条件下充分搅拌混合均匀，水浴温度为40 ℃;
（4）将混合溶液自然冷却后，加入一定量淀粉搅拌30 min。之后加入一定量硫酸和十二烷基硫酸钠，搅拌15 min后，加入甲醛溶液，然后再搅拌10 min后倒入模具中。最后置于DZF6090型真空干燥箱内烘干，烘干温度和时间分别为70 ℃和5 h，待取出海绵后用蒸馏水进行冲洗，除掉表面杂质后得到PVA/SA止血海绵。
1.2.2CS/PVA 纳米纤维膜的制备
（1）在82 g去离子水中放入8 g聚乙烯粉末，然后在HJ-3型恒温磁力搅拌器的作用下充分溶解，溶解温度、搅拌速度和时间分别为91 ℃、650 r/min和2 h。待聚乙烯粉末完全溶解后，置于室温条件下自然冷却，得到质量分数为8%的聚乙烯醇溶液;
（2）在质量分数为80%乙酸溶液中放入一定聚壳糖粉末，然后用恒温磁力搅拌器搅拌5 h，得到黄色澄清透明、质量分数为2%的壳聚糖溶液;
（3）将聚乙烯醇溶液和壳聚糖溶液混合，得到CS/PVA纺丝液;在一定电压、接收距离和纺丝流量条件下制备CS/PVA 纳米纤维膜。
1.2.3CS/PVA 纳米纤维膜的交联
將10 mL质量分数为25%的戊二醛放入干燥器中，同时将多孔支架放置在干燥器内。将CS/PVA纤维膜置于多孔支架上，之后用真空泵抽真空，使纳米纤维膜在该条件下充分反应24 h。然后，取出CS/PVA纤维膜后置于PBS缓冲液内清洗，清洗时间为12 h;每隔2 h对PBS缓冲液进行更换。
1.2.4CS/PVA-海藻酸盐复合型止血敷料的制备
用医用热熔压敏胶贴合CS/PVA纳米纤维膜与PVA/SA止血海绵，置于真空干燥箱中烘干，烘干温度和时间分别为60 ℃和2 h，得到CS/PVA-海藻酸盐复合型止血敷。
1.3工艺优化
以电压、接收距离和纺丝液流量为主要考察对象，以纳米纤维平均直径为指标，设计3因素3水平正交试验，试验结果用SPSS26.0版本软件进行处理，单因素ANOVA方差分析[3]。试验设计如表1所示。
1.4性能测试
1.4.1SEM形貌表征
将待测海绵用导电胶粘附在FlexSEM1000型扫描电镜台上进行喷金，然后选择适合的放大倍数观察海绵的微观形貌。
1.4.2体外凝血测试
采用凝血指数（BCI）进行体外凝血试验[4]，其表达式为：
凝血指数=A样品/A空白×100%
式中：A样品表示待测样品吸光值;A空白表示空白对照吸光值。
1.4.3抗菌测试
参照GB/T 20944.3—2008中相关方法对CS/PVA 纳米纤维膜进行抗菌测试[5]。抑菌率表达式为：
Y=Wt-Qt/Wt×100%
式中：Y表示抑菌率;Wt表示震荡后对照样活菌浓度平均值;Qt表示震荡后抗菌织物活菌浓度平均。
2结果与讨论
2.1PVA/SA止血海绵性能
2.1.1微观测试结果
图1为止血海绵的微观形貌结果，其中图1（a）为纯聚乙烯醇海绵;图1（b）～图1（e）为质量分数分别为1.5%、2.0%、2.5%、3.0%海藻酸钠PVA/SA止血海绵微观形貌结果。
由图1可知，纯聚乙烯醇海绵结构为孔壁较厚的空隙结构，且孔径大小不均匀;在海绵中还有部分连孔和穿孔现象，这就证明纯聚乙醇海绵不具备良好的吸液能力。加入海藻酸钠后，海绵中孔径明显增加，且随海藻酸钠质量分数的增加，孔径也随之增大。这是因为海藻酸钠具有亲水性，在溶液中溶解后，能够吸引水分子，更有利于淀粉的吸水糊化[6]。高温环境下，聚乙烯醇进行缩醛化反应，通过包裹气泡形成海绵孔径[7]。在相互作用下，两者孔径大小逐渐趋于一致;但海藻酸钠的质量分数超过3%后，海绵内部骨架有裂缝出现，部分孔径断裂，这就对海绵的力学性产生影响。同时，在海绵骨架表面有白色颗粒物质附着，这就说明过多的海藻酸钠无法被消耗时，会在孔隙表面附着，占据海绵内部空间，对止血海绵的孔洞结构产生影响，进而对海绵的吸液性能产生影响。海藻酸钠质量分数为2.5%时，PVA/SA止血海绵内部孔壁厚度和孔洞大小皆比较均匀，拥有良好的吸液性能和回弹率。
2.1.2体外凝血试验结果
图2为不同止血敷料体外凝血试验结果。
由图2可知，其中BCI指数越低，就代表体外凝血效果越好。添加海藻酸钠的止血敷料BCI值明显降低，也就是PVA/SA 止血海绵体外凝血效果明显比医用纱布和市售海绵好。当海藻酸钠质量分数达到2.5%时，BCI指数具有极显著性;当继续增加海藻酸钠时，止血敷料BCI指数不再下降，这就证明海藻酸钠质量分数为2.5%时，其凝血效果已经达到了极限[8]。
2.2CS/PVA 纳米纤维膜性能
2.2.1正交试验结果
2.2.2交联前后 CS/PVA 纳米纤维膜微观形态
由图3可知，经过戊二醛交联后， CS/PVA 纳米纤维膜形态未改变;但是纤维直径有所增加，没有溶胀和粘连现象出现，这就证明了经过戊二醛交联后，CS/PVA纤维膜效果好[9]。
2.2.3抗菌测试结果760FF2AF-7533-4F22-A19C-2FAF5E00370C
表3为CS/PVA 纳米纤维膜抗菌性检测结果。
由表3可知，CS/PVA 纳米纤维膜具有一定的抗菌效果，且对大肠杆菌的抑制效果强于对金黄色葡萄球菌的抑制效果，这是因为细菌种类不同导致的抗菌效果的差异所致。相关标准规定，纺织品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率超过70%，就说明该纺织品具有抗菌效果[10]。 而本文制备的CS/PVA 纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别为88%和94%，这就证明了该纳米纤维膜的抗菌效果较为优良。
3结语
本文研究制备出一种由PVA/SA止血海绵及CS/PVA纳米纤维膜而组成的复合止血敷料。通过体外凝血试验和抗菌试验对其抗菌止血效果进行研究。
（1）经过SEM微观形貌观测和体外凝血试验，当海藻酸钠质量分数为2.5%时，制备的PVA/SA止血海绵内部孔壁厚度和孔洞大小皆比较均匀，拥有良好的吸液性能、回弹率和凝血能力;
（2）正交试验确定制备CS/PVA纳米纤维膜的最佳工艺参数为：电压21 kV、纺丝液流量0.4 mL/h、接收距离13 cm;
（3）戊二醛成功交联CS/PVA纳米纤维膜，经过交联后的纳米纤维膜直径增加，且没有溶胀和粘连现象发生;
（4）CS/PVA纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别为85%和92%，满足市场对纺织品抑菌要求，证实具备优良的抗菌功效;
（5）将PVA/SA止血海绵与CS/PVA纳米纤维膜使用医用热熔压敏胶粘接，得到具有止血抑菌、亲水功效的医用敷料。
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