医用护理中的抗菌粘胶材料制备及应用效果探讨

闫溪

摘 要： 针对传统医用护理粘胶材料没有载药和抗菌性能的问题，提出一种新型蕲艾精油微胶囊粘胶材料的制备，并对其性能进行研究。试验结果表明，在聚乙烯醇（PVA）质量分数为1%，跨膜压力为20 kPa的乳化条件下，制备的微胶囊粒径为5.2 μm，表面平整光滑，粒径分布均匀。 以该微胶囊为原料制备的蕲艾精油粘胶纤维，载油率为25.7%，在36 h强制释放条件下，释放率约为29%，在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均中的抑菌带宽度分别为1.72 mm和8.31 mm时，缓释效果和抑菌效果良好，满足GB/T 20944.1—2007 的规定要求。

关键词： 抗菌粘胶材料；抑菌性能；蕲艾精油；缓释效果

中图分类号： TQ432

文献标志码： A  文章编号： 1001-5922（2023）08-0027-04

Preparation and application of antibacterial adhesive materials in medical nursing

YAN Xi

（Beijing Friendship Hospital affiliated to Capital Medical University，Beijing 100050，China）

Abstract：  Aiming at the problem that the traditional medical care adhesive material has no drug loading and antibacterial properties，a new type of Agkistrodon argyi essential oil microcapsule adhesive material was prepared and its properties were studied.The test results showed that the particle size of the microcapsule is 5.2 μm when the PVA concentration was 1% and the transmembrane pressure was 20 kPa.The surface was flat and smooth，and the particle size distribution was uniform.The argyi essential oil viscose fiber prepared with the microcapsule as the raw material had an oil loading rate of 25.7%.Under the 36 h forced release condition，the release rate was about 29%.The width of the bacteriostatic band in both Escherichia coli and Staphylococcus aureus was 1.72 mm and 8.31 mm，respectively.The sustained release effect and bacteriostatic effect were good，meeting the requirements of GB/T 20944.1—2007.

Key words：  antimicrobial adhesive material;bacteriostatic properties;agkistrodon argyi essential oil;slow release effect

針对现有医用胶粘剂在潮湿环境中粘附力较弱的问题，提出了一种新型仿聚合物基仿生医用粘合剂的制备，并对其性能进行研究[1]。针对医用胶粘剂抗菌性能差的问题，制备出一种载药粘胶纤维，并对其抗菌性能进行研究。试验结果表明，制备的载银粘胶材料具有持久抑菌效果，但其色光稳定性还无法达到理想要求[2]。基于此文献，本试验在吕淑扬[3]研究基础上，制备了一种新型医用蕲艾精油微胶囊粘胶纤维，为医用护理中的抗菌粘胶材料的选择提供参考。

1 试验部分

1.1 材料与设备

主要材料：蕲艾精油（AR，蕲艾康本草科技）；甲基丙烯酸（MAA）（AR，三恩化工）；甲基丙烯酸甲酯（MMA） （AR，航灏新材料）；季戊四醇丙烯酸（PETRA）（AR，新素新材料）；1，5-戊二醛（GA）（AR，迪欣化工）；聚乙烯醇（PVA）（AR，翔昭新型材料）；乙醇（AR，盛泓华化工）。

主要设备：DZF型真空干燥箱（宏阔试验设备）；FTIR-1500型红外光谱仪（中世沃克）；TG16B高速离心机（凯特实验仪器）；DL-5C型真空抽滤装置（精诚仪器）；DP-02型激光粒度仪（欧美克仪器）；HD-2700型扫描电镜（上多川国际贸易）；OLB-100C型恒温摇床（捷呈实验仪器）。

1.2 试验方法

1.2.1 蕲艾精油微胶囊的制备

（1）用O形圈将湿润的SPG膜夹紧并拧入不锈钢膜组件中。然后加入一定量蕲艾精油作为分散相；

（2）在烧杯中依次放入1 g MAA，6 g MMA和3 g PETRA，一定质量分数的GA溶液和PVA溶液，充分搅拌混合均匀，得到连续相；

（3）在放有连续相的烧杯中放入膜组件装置。放置时要注意水位应超过膜上部1 mm以上。通过氮气压力装置对乳化装置进行施压，使得蕲艾精油透过SPG膜进入烧杯中，形成均匀的O/W乳液；

（3）设置微胶囊芯璧比为4 ∶5。通过三口烧瓶对乳液进行冷凝回流，并通入氮气进行保护，放入0.3 gAIBN，提升反应温度并打开搅拌装置进行聚合反应，反应温度、转速和聚合时间分别为85 ℃、500 r/min和5 h；

（4）依次用乙醇和蒸馏水洗涤多次并进行离心处理，在真空干燥箱的作用下干燥1 d，得到蕲艾精油微胶囊。

1.2.2 功能粘胶纤维的制备

（1）在DL-5C型真空抽滤装置的作用下去除粒大于5 μm的蕲艾微胶囊，然后对选择后微胶囊进行脱泡处理，得到微胶囊悬浮液。

（2）将纺丝原液用量2%的微胶囊悬浮液加入至纺丝原液中，然后在动、静态混合器的作用下混合均匀，在计量泵的作用下，依次通过烛形过滤器和鹅颈管进入喷丝头组件中，经过复杂的物化反应，得到初生丝条。水洗、脱硫、酸洗、上油、干燥，得到功能粘胶。纺丝参数如表1所示。

1.3 性能测试

1.3.1 微观形貌测试

通过扫描电镜对材料的微观形貌进行观察。

1.3.2 粒径测试

通过激光粒度测试仪分析材料的粒径。

1.3.3 红外光谱测试

通过红外光谱仪进行红外光谱测试。

1.3.4 载油率测试

（1）分别在10 mL乙醇溶液中溶解适量蕲艾精油微胶囊和蕲艾精油粘胶纤维，然后用乙醇溶液定容至25 mL，在90 ℃条件下超声混合60 min；

（2） 将超声后溶液在TG16B高速离心机的作用下进行离心处理，离心转速和时间分别为10 000 r/min和8 min。载油率表达式为：

P= cV m ×100%   （1）

式中， P 为载油率，%； c 为蕲艾精油提取物浓度，mg/mL； V 为蕲艾精油溶出液体积，mL； m 为蕲艾精油微胶囊/粘胶纤维干态重量，mg。

1.3.5 抗菌性能测试

参照 GB/T 20944.1—2007测试材料抗菌性。

（1）在营养肉汤中接种目标菌液，通过恒温摇床37 ℃，在130 r/min条件下震荡培养18 h；

（2）用PBS缓冲液稀释震荡后菌液，然后将1 mL浓度为3×108 CFU/mL接种细菌悬浮液均匀在营养琼脂平板均匀涂布；

（3）在直径为6 mm的无菌滤纸盘浸轧待测材料，通过紫外线灯进行干燥，干燥时间为5 min。干燥结束后将无菌滤纸盘贴在营养琼脂平板表面，放入培养箱培养相应天数，培养箱培养温度为37 ℃，在相应天数计算其抑菌带宽度。

抑菌带宽度表达式为：

H=（D-d）/2   （1）

式中： H 为抑菌带宽度，mm； D 为抑菌带外径值，mm； d 为试样直径，mm。

2 结果与讨论

2.1 微胶囊制备工艺优化

2.1.1  PVA浓度优化

图1为PVA浓度对材料的影响。

由图1可知，PVA质量分数为0.5%时，微胶囊表面粒径分布最宽，且表面有大量附着物。当PVA质量分数增至1%时，微胶囊表面未见附着物，也无明显缺点，粒径约为5.2 μm，分布较为均匀，单个胶囊的粒径差别不大。 继续增加PVA质量分数，微胶囊表面出现少量附着物，胶囊粒径变大，且分布不均匀，单个胶囊粒径差异较大。出现这个变化的主要原因在于，PVA作为稳定剂进入体系后，在新的吸附作用下，分散相与连续相间的界面张力迅速降低，这对乳化液滴的聚结和聚集产生了限制[4]。当体系内PVA质量分数较低时，难以满足乳液滴的稳定需求，这就增大了微胶囊的平均粒径，使其粒径分布较宽。增加体系内PVA质量分数，达到了乳液滴的稳定要求，减小了微胶囊粒径，增强了粒径分布的均匀性[5]。而体系内PVA质量分数过高时，分散相和连续相间的界面张力过低，这就在一定程度上增加了微胶囊粒径，同时也影响了微胶囊分布的均匀性[6]。因此适合的PVA质量分数为1%。

2.1.2 跨膜压力优化

跨膜压力也是影响微胶囊形貌和粒径的重要因素，对不同跨膜压力条件下的微胶囊形貌和粒径进行测试，结果如图2所示。

由图2可知，当跨膜压力为20 kPa时，制备的微胶囊形貌最为光滑紧凑，粒径最小为5.2 μm，分布也最为均匀。继续增加跨膜压力，微胶囊表面开始变得粗糙，且表现出严重的粘连性，粒径变大，且不均匀性增加。出现这个变化的主要原因在于，较大的跨膜压力使得膜孔中挤压出的一部分分散相小液滴迅速聚集，形成大液滴，另一部分快速进入连续相，破坏了连续相中单体稳定，使得微胶囊表面附着有大量的杂质[7]。同时，较高的跨膜压力会产生较高的分散相通量，增加了分离前液滴体积，液滴产生频率较高，使得液滴在分离前就出现聚结的现象，增加了微胶囊的粒径和不均匀性[8]。因此，选择跨膜压力为20 kPa。

2.2 微胶囊红外光谱分析

图3为红外光谱结果。

由图3可知，在微胶囊中同时存在壁材和蕲艾精油的特征吸收峰，且微膠囊的吸收峰均较单独壁材和精油的吸收峰强度更高。这证明了经过聚合反应后，成功制备出蕲艾精油微胶囊。

2.3 纤维表面粗糙度分析

表2为表面粗糙度测试结果。

由表2可知，蕲艾精油粘胶纤维表面粗糙度表现良好。这是因为微胶囊与粘胶原液共混后，附着在纤维表面，形成少量的凸起，对粘胶的表面形态产生一些影响，增大了纤维表面的粗糙度。

2.4 缓释性能分析

对蕲艾微胶囊和蕲艾粘胶纤维的缓释性能进行分析，结果如图5所示。经过计算后，确定蕲艾精油微胶囊和蕲艾精油粘胶纤维载油率分别为37%和25.7%。

由图4（a）可知，前12 h内，微胶囊在压力差的作用下迅速释放，释放率达到24.7%;在15 d后，微胶囊的累计释放量约为73.8%。以上数据说明了试验制备的蕲艾精油具有较持久的释放时间，表现出较好的缓释性能。由图4（b）可知，在36 h强制释放条件下，蕲艾精油粘胶纤维的释放率约为29%，表现出良好的缓释效果。与同等条件下的蕲艾微胶囊进行对比可知，粘胶纤维的释放度略低于微胶囊，缓释效果更好。

2.5 抗菌性能分析

分别对蕲艾精油微胶囊和蕲艾精油粘胶纤维的抗菌性能进行分析，结果分别如图6、图7所示。

由图5可知，与细菌在营养琼脂平板上共同培养1 d后，蕲艾精油和蕲艾精油微胶囊均出现明显的抑菌圈，其宽度分别为7.4、6.8 mm，而丙烯酸树脂微胶囊空壳则不产生抑菌效果。随培养时间的增加，二者的抑菌圈宽度均有一定减小，其中蕲艾精油微胶囊抑菌圈宽度减小的速度明显慢于蕲艾精油。这是因为蕲艾精油有挥发作用，培养时间增加，蕲艾精油挥发后，其抑菌效果受到影响，而蕲艾精油微胶囊具有一定的缓释作用，抑制了蕲艾精油的挥发，使其可以持续有效的发挥抗菌性能[9]。

由图6可知，蕲艾精油粘胶纤维对两种细菌均产生明显的抑菌效果，其抑菌带宽度分别为1.72、8.31 mm，满足GB/T 20944.1—2007 的规定要求[10-11]。而普通粘胶纤维在2种细菌菌液中不产生抑菌带，因此可认定普通粘胶纤维没有抑菌效果。

3 结语

（1）微胶囊最佳乳化工艺为：PVA浓度为1%，跨膜压力为20 kPa，在此工艺条件下制备的微胶囊粒径约为5.2 μm，表面较为光滑紧凑;

（2）红外光谱测试结果表明，在微胶囊中同时存在丙烯酸壁材和蕲艾精油芯材的特征吸收峰，证明经过聚合反应后，成功制备出蕲艾精油微胶囊;

（3）对蕲艾精油粘胶纤维微观形貌进行分析，蕲艾精油粘胶纤维表面有细小的颗粒附着，沟槽相对变宽，沟槽中间也有小颗粒附着。这种结构对增强蕲艾精油粘胶纤维的缓释效果产生积极的影响;

（4）蕲艾精油粘胶纤维具备较好的粗糙度，为医用护理过程中的使用提供了基础;

（5）蕲艾精油微胶囊载油率为37%，12 h内，微胶囊释放率达到24.7%，在15 d后，微胶囊的累计释放量约为73.8%，缓释性能表现良好;

（6） 蕲艾精油粘胶纤维载油率为25.7%，在36 h强制释放条件下，释放率约为29%，同等条件下，蕲艾微胶囊的释放率更高，粘胶纤维缓释效果更好;

（7）与细菌在营养琼脂平板上共同培养7 d后，蕲艾精油微胶囊在2种细菌中均存在明显的抑菌圈，具备较好的抑菌效果;

（8）蕲艾精油粘胶纤维在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌中抑菌带宽度分别为1.72 mm和8.31 mm，满足GB/T 20944.1—2007 的规定要求。

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