一种聚脲纤维膜、机械活性敷料及其制备方法

本发明涉及医用敷料，具体而言，涉及一种聚脲纤维膜、机械活性敷料及其制备方法。

背景技术：

1、伤口管理是临床护理的中心问题，临床护理常采用敷料进行伤口处理。目前的敷料主要包括纱布、棉絮，其主要目的是保持伤口部位的水分，管理渗出物，并通过输送抗菌药物保护伤口免受致病性感染。尽管这些策略被广泛使用，但它们在治疗大面积损伤和慢性伤口时并不可靠，因为它们依赖于缓慢和被动的愈合过程。为了进一步促进伤口愈合，许多工作都集中在递送生物活性物质上，如生长因子和来自敷料的细胞。最近已经开发出复杂的伤口敷料来监测和响应伤口部位的生理信号，包括局部菌株、温度和ph值。然而，这些设计通常需要复杂的制造工艺、高成本、药物副作用以及生物活性剂的装载和控制释放困难。

2、胚胎创面愈合提供了胎儿皮肤的完美再生，可以启发创面敷料设计的新策略。胚胎创面愈合涉及在包裹创面的细胞前缘形成肌动蛋白索，肌动蛋白索收缩并施加力，将创面边缘以类似钱包的方式拉到一起。受胚胎创面收缩能力的启发，一种新的创面敷料被研发，称为机械活性粘附敷料，以施加足够的收缩力来促进创面主动闭合。在这种设计中，机械活性粘附敷料需要具有生物力学活性，要求机械活性粘附敷料同时具备以下特性：具有足够的强度和韧性；放置在皮肤上后能响应外界刺激以产生收缩力，具有强粘接性以有效地将这些收缩力传递到伤口边缘。然而，制备出同时满足以上性能的机械活性敷料，仍然比较困难。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：如何制备具备以下特性的机械活性粘附敷料：具有足够的强度和韧性；放置在皮肤上后能响应外界刺激以产生收缩力，具有强粘接性。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种聚脲纤维膜的制备方法，包括：

4、步骤s1、将聚醚胺溶液加入到二异氰酸酯溶液中，室温搅拌均匀，形成预聚物溶液；

5、步骤s2、向所述预聚物溶液中加入二胺单体溶液，之后置于20-50℃温度条件下反应，反应结束后，使反应液成型，得到聚脲弹性体；其中，所述二胺单体的侧链含有亲水基团；

6、步骤s3、将所述聚脲弹性体溶解在有机溶剂中，得到静电纺丝液；

7、步骤s4、使用所述静电纺丝液进行静电纺丝，得到聚脲纤维膜。

8、与现有技术相比，本发明以聚醚胺、二异氰酸酯和二胺单体为反应单体，聚醚胺中的氨基和二异氰酸酯中的异氰酸酯基反应，生成的脲基构成二重氢键，二异氰酸酯中的异氰酸酯基和二胺单体中的二氨基反应构成四重氢键，形成非共价键交联的仿蜘蛛丝结构的聚脲分子结构，由于分子链结构中包含可逆性的强氢键(四重氢键)和弱氢键(二重氢键)，调节强弱氢键的比例，使制备的聚脲具有宽范围可调节的强度和韧性，氢键的交联，增加了聚脲分子链之间的作用力，增强了交联网络结构，提高了材料的强度；在外力作用时，可逆的氢键交联会消散一部分能量，提高了材料的韧性。这种作用机理使制备的聚脲弹性体兼具有强而韧的力学性能，解决了弹性体强度和韧性不兼容的问题。而且，可逆氢键可以作为分子开关，施加外力可以改变网络结构，同时改变宏观形状，当可逆键重建之后就能将网络结构固定下来，形成临时形状；当再次引发可逆键的断裂时，在熵驱动网络结构会朝着熵增的方向变化，临时形状会恢复到初始形状，完成一个形状记忆周期。因此，本发明制备得到的聚脲弹性体具有强而韧的力学性能及优良的形状记忆性能。另外，由于二胺单体的侧链含有亲水基团，使得聚脲弹性体具有湿度响应特性。因而，使用本发明制得聚脲弹性体通过静电纺丝得到的聚脲纤维膜具有足够的强度和韧性；该聚脲纤维膜在水的作用下可以产生收缩力，从而促进伤口闭合；经实验发现，将该聚脲纤维膜包裹在新鲜的伤口处，聚脲纤维膜可以紧密的贴合伤口，具有较强的黏附特性，从而满足复杂伤口的动态变化，并且能够很好的将收缩力高效的转换用来闭合伤口。

9、较佳地，所述二胺单体包括1,3-二氨基-2-丙醇、2,6-二氨基-3-吡啶醇、2-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)乙醇中的至少一种。

10、较佳地，所述聚醚胺包括聚醚胺2000、聚醚胺300和聚醚胺230中的至少一种；所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和4,4-二环己甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

11、较佳地，所述二异氰酸酯、所述聚醚胺和所述二胺单体的摩尔比为10：3.4632-7.4074：2.1164-6.0606。

12、较佳地，所述静电纺丝液的质量分数为25％。

13、较佳地，所述步骤s4中，所述静电纺丝的推进速度为0.5ml/h，电压15kv，注射器与收集器的距离30cm。

14、本发明还提供了一种聚脲纤维膜，采用如上所述的聚脲纤维膜的制备方法制得。

15、本发明还提供了一种机械活性敷料的制备方法，包括：

16、步骤m1、将如上所述的聚脲纤维膜浸泡在多巴胺溶液中，调节ph值至8.5，室温反应22-26h后，进行清洗、干燥，得到复合纤维膜；

17、步骤m2、将所述复合纤维膜浸泡在银氨溶液中，加入葡萄糖溶液，搅拌反应10-14h后，进行清洗、干燥，得到机械活性敷料。

18、较佳地，所述步骤m1中，所述多巴胺溶液的浓度为2mg/ml。

19、本发明还提供了一种机械活性敷料，采用如上所述的机械活性敷料的制备方法制得。

20、与现有技术相比，本发明制得的聚脲纤维膜具有足够的强度和韧性；该聚脲纤维膜在水的作用下可以产生收缩力，从而促进伤口闭合；经实验发现，将该聚脲纤维膜包裹在新鲜的伤口处，聚脲纤维膜可以紧密的贴合伤口，具有较强的黏附特性，从而满足复杂伤口的动态变化，并且能够很好的将收缩力高效的转换用来闭合伤口。本发明通过进一步在该聚脲纤维膜上复合多巴胺和ag纳米颗粒，得到机械活性敷料，由于多巴胺对ag+具有较强的吸附能力，ag纳米颗粒能够均匀的包裹在聚脲纤维膜的纤维的外壁上，ag纳米颗粒可以直接与细菌接触，因而抗菌效果较好；另外，本发明提供的机械活性敷料将不同的组成和功能分区集成，既具有较佳的抗菌性能，又确保了敷料具有足够的强度和韧性，将该机械活性敷料包裹在新鲜的伤口处，通过水对伤口进行刺激，机械活性敷料吸水会发生收缩，从而促进伤口的闭合。

技术特征：

1.一种聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，所述二胺单体包括1,3-二氨基-2-丙醇、2,6-二氨基-3-吡啶醇、2-(4,6-二氨基-1,3,5-三嗪-2-基)乙醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，所述聚醚胺包括聚醚胺2000、聚醚胺300和聚醚胺230中的至少一种；所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯和4,4-二环己甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯、所述聚醚胺和所述二胺单体的摩尔比为10：3.4632-7.4074：2.1164-6.0606。

5.根据权利要求1所述的聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝液的质量分数为25％。

6.根据权利要求1所述的聚脲纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述静电纺丝的推进速度为0.5ml/h，电压15kv，注射器与收集器的距离30cm。

7.一种聚脲纤维膜，采用如权利要求1-6任一项所述的聚脲纤维膜的制备方法制得。

8.一种机械活性敷料的制备方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的机械活性敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤m1中，所述多巴胺溶液的浓度为2mg/ml。

10.一种机械活性敷料，其特征在于，采用如权利要求8-9任一项所述的机械活性敷料的制备方法制得。

技术总结本发明涉及医用敷料技术领域，具体而言，涉及一种聚脲纤维膜、机械活性敷料及其制备方法；该聚脲纤维膜的制备方法包括：步骤S1、将聚醚胺溶液加入到二异氰酸酯溶液中，室温搅拌均匀，形成预聚物溶液；步骤S2、向所述预聚物溶液中加入二胺单体溶液，之后置于20‑50℃温度条件下反应，反应结束后，使反应液成型，得到聚脲弹性体；其中，所述二胺单体的侧链含有亲水基团；步骤S3、将所述聚脲弹性体溶解在有机溶剂中，得到静电纺丝液；步骤S4、使用所述静电纺丝液进行静电纺丝，得到聚脲纤维膜。本发明制得聚脲弹性体通过静电纺丝得到的聚脲纤维膜具有足够的强度和韧性；该聚脲纤维膜在水的作用下可以产生收缩力，从而促进伤口闭合。技术研发人员：冷劲松,刘稳,孔德艳,刘彦菊受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29