本發(fā)明涉及醫(yī)療器材
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地指一種用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：負(fù)壓封閉引流技術(shù)，是一種創(chuàng)面治療方式；它將醫(yī)用海綿覆蓋于創(chuàng)面，并用半透膜進(jìn)行封閉，連接負(fù)壓動(dòng)力源，使局部處于負(fù)壓環(huán)境，將創(chuàng)面壞死組織及滲液通過(guò)引流管排出體外，為創(chuàng)面修復(fù)和后期創(chuàng)造良好生長(zhǎng)環(huán)境。目前，醫(yī)用海綿主要分以下兩種：聚乙烯醇海綿和聚氨酯海綿。聚乙烯醇海綿具有良好的生物相容性和親水能力，對(duì)人體無(wú)毒、對(duì)皮膚無(wú)刺激性；聚氨酯海綿則具有疏水性，臨床應(yīng)用中僅能配合親膚的隔離墊來(lái)使用。通過(guò)臨床調(diào)查反饋：聚乙烯醇海綿在抽吸3～7天后，均發(fā)生海綿變干的情況，因此對(duì)聚乙烯醇海綿進(jìn)行抑菌、快吸水及保濕方面改性，至關(guān)重要。碳材料是目前生物相容性最好的材料之一。石墨烯是碳材料中活性較強(qiáng)的材料，為了充分發(fā)揮其優(yōu)良性質(zhì)，改善其分散性和溶解性，須對(duì)氧化石墨烯功能化，近年來(lái)，人們?cè)谘趸┑闹苽浞矫嬉讶〉昧朔e極的進(jìn)展，發(fā)展了熱膨脹法，電化學(xué)法、超聲剝離法、化學(xué)氧化法等多種制備方法，隨著氧化石墨烯制備技術(shù)的不斷完善，對(duì)于石墨烯的應(yīng)用提供了原料基礎(chǔ)。但對(duì)于氧化石墨烯的應(yīng)用，還面臨困難，主要應(yīng)用僅限在工業(yè)領(lǐng)域，利用氧化石墨烯高分散性改善基材的吸附能力，或者利用氧化石墨烯的電導(dǎo)能力改善基材電導(dǎo)能力。而在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，則相對(duì)較少，因此在聚乙烯醇海綿中加入少量功能化的氧化石墨烯，一方面開(kāi)辟了氧化石墨烯改性在醫(yī)療領(lǐng)域的新應(yīng)用，另一方面，相對(duì)普通聚乙烯醇而言，能提高聚乙烯醇海綿的生物安全性，吸附性和保濕性，從而滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的臨床使用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿及其制備方法，該氧化石墨烯改性海綿實(shí)現(xiàn)石墨烯與海綿材料功能化結(jié)合，改善海綿本身性能，滿足更高標(biāo)準(zhǔn)臨床使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿，它的原料按重量份數(shù)比計(jì)包括0.1～1份的氧化石墨烯、100～200份的聚乙烯醇pva、1～5份的發(fā)泡劑、100～200份的交聯(lián)劑和50～100份的催化劑。進(jìn)一步地，它的原料按重量份數(shù)比計(jì)包括0.5～1份的氧化石墨烯、150～200份的發(fā)泡材料、1～5份的發(fā)泡劑、150～200份的交聯(lián)劑和50～100份的催化劑。再進(jìn)一步地，它的原料按重量份數(shù)比計(jì)包括0.6份的氧化石墨烯、180份的發(fā)泡材料、3份的發(fā)泡劑，180份的交聯(lián)劑和90份的催化劑。再進(jìn)一步地，所述氧化石墨烯為羧基改性氧化石墨烯。再進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑為甲醛或戊二醛。再進(jìn)一步地，所述的發(fā)泡劑為山梨酯或聚氧乙烯醚。再進(jìn)一步地，所述的催化劑為硫酸，其中，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～50wt％。本發(fā)明還提供了一種上述用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿的制備方法，包括以下步驟：1)按上述重量份數(shù)比稱取氧化石墨烯、聚乙烯醇pva、發(fā)泡劑，發(fā)泡劑和催化劑；2)將聚乙烯醇pva溶于水中，得到聚乙烯醇溶液，3)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入發(fā)泡劑、催化劑和交聯(lián)劑，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存。進(jìn)一步地，所述氧化石墨烯的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與酸性溶液；2)將石墨烯加入酸性溶液中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯。作為優(yōu)選方案，所述酸性溶液為高錳酸鉀、硝酸、硫酸、谷氨酸和甲酸中任意一種；且酸性溶液濃度為10～30wt％。本發(fā)明利用石墨烯填充改性的方法得到氧化石墨烯改性海綿，氧化石墨烯改性海綿具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)改性后的氧化石墨烯改性海綿對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌有明顯的抑菌效果，2)海綿中分散的石墨烯基體的表面有較強(qiáng)吸附作用，能吸收血液中的鈣離子，從而限制了鈣離子過(guò)多的流入細(xì)胞，破壞了正常的凝血過(guò)程，起到抗凝血的作用；3)由于石墨烯的界面效應(yīng)能加快水分子傳導(dǎo)，使得聚乙烯醇海綿具有快速吸水的功能。綜上所述：經(jīng)改性后的氧化石墨烯，不僅可有效抑菌，還可以提高醫(yī)用海綿本身的吸水性能和保濕性能，這是醫(yī)用海綿敷料所不能及的，并且在臨床使用病例中能充分說(shuō)明其療效。具體實(shí)施方式為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿，它的原料按重量份數(shù)比計(jì)包括0.1～1份的氧化石墨烯、100～200份的聚乙烯醇pva、1～5份的發(fā)泡、100～200份的交聯(lián)劑和50～100份的催化劑。其中，所述氧化石墨烯優(yōu)選為羧基改性氧化石墨烯。所述交聯(lián)劑為甲醛或戊二醛。所述的發(fā)泡劑為山梨酯或聚氧乙烯醚。所述的催化劑優(yōu)選為硫酸，其中，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～50wt％。一種上述用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿的制備方法，包括以下步驟：1)按上述重量份數(shù)比稱取氧化石墨烯、聚乙烯醇pva、發(fā)泡劑，發(fā)泡劑和催化劑；2)將聚乙烯醇pva溶于水中，得到聚乙烯醇溶液，3)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入發(fā)泡劑、催化劑和交聯(lián)劑，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存。將制備的氧化石墨烯改性海綿性能分析：1.抑菌性能測(cè)試a.將三種抗生素(利凡諾、慶大霉素和呋喃西林)按稀釋倍率1×、1/5×和1/20×三個(gè)濃度制備，然后將1*1cm無(wú)菌紗布浸入至對(duì)應(yīng)抗生素相應(yīng)濃度，取出3張1*1cm浸潤(rùn)紗布(不滴水)加蓋一層無(wú)菌干紗布。取金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌菌株分別接種到固體培養(yǎng)基上，置于溫箱中37℃培養(yǎng)24h，用接種環(huán)挑單菌落到2ml生理鹽水試管中制備懸菌液。取100ul菌懸液均勻涂布于培養(yǎng)基，放置約30min后，放入處理好的紗布(3層浸潤(rùn)抗生素紗布+1層無(wú)菌紗布)，置于溫箱中37℃培養(yǎng)24h，觀察模塊周?chē)?xì)菌生長(zhǎng)。b.將氧化石墨烯改性海綿切成直徑1*1cm大小模塊，消毒。取金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌菌株分別接種到固體培養(yǎng)基上，置于溫箱中37℃培養(yǎng)24h，用接種環(huán)挑單菌到2ml生理鹽水試管中制備懸菌液。取100ul菌懸液均勻涂布于培養(yǎng)基，放置約30min后，放入消毒的材料模塊各10塊，置于溫箱中37℃培養(yǎng)24h，觀察模塊周?chē)?xì)菌生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：表1三種抗生素抑菌性能測(cè)試抑菌性能測(cè)試結(jié)果如表1所示：氧化石墨烯改性海綿的抑菌效果優(yōu)于上述三種抗生素。2.吸水性能比較將a：干態(tài)聚乙烯醇海綿與b：干態(tài)氧化石墨烯改性海綿在室溫25攝氏度濕度60％的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，置入500ml水溶液中，1min后取出，觀察吸水效果：表2吸水性能比較如表2所示：干態(tài)氧化石墨烯改性海綿的吸水性能略優(yōu)于干態(tài)聚乙烯醇海綿。3.保水性能將規(guī)格為15*10cm，厚度為1cm的a:聚乙烯醇海綿與b：氧化石墨烯改性海綿吸收50ml水后，在200mmhg負(fù)壓下進(jìn)行臨床模擬抽吸實(shí)驗(yàn)，3天后，觀察海綿狀態(tài)：表3吸水性能比較如表3所示：氧化石墨烯改性海綿經(jīng)負(fù)壓抽吸3天后的保水性能明顯優(yōu)于聚乙烯醇海綿。4.與聚乙烯醇海綿變干回彈性能對(duì)比將a:聚乙烯醇海綿與b：氧化石墨烯改性海綿用負(fù)壓吸引機(jī)(負(fù)壓值設(shè)置在0.06mpa)抽吸72h，觀察并記錄海綿經(jīng)負(fù)壓抽吸后的變干狀態(tài)，并同時(shí)記錄海綿吸水恢復(fù)狀態(tài)和恢復(fù)所需時(shí)間：表4與聚乙烯醇海綿變干回彈性能對(duì)比如表4所示：氧化石墨烯改性海綿的在負(fù)壓吸引機(jī)抽吸后，吸水回彈能力高于聚乙烯醇海綿。5.與聚氨酯海綿撕裂強(qiáng)度對(duì)比對(duì)a:聚乙烯醇海綿與b：氧化石墨烯改性海綿進(jìn)行拉力實(shí)驗(yàn)，對(duì)比撕裂強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)：表5斷裂伸長(zhǎng)率比較如表5所示：氧化石墨烯改性海綿的力學(xué)性能明顯優(yōu)于聚乙烯醇海綿。6.氧化石墨烯改性海綿的臨床試驗(yàn)：6.1材料與方法6.11臨床資料：30例骨質(zhì)疏松性骨折患者，隨機(jī)分為組，即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，各15例。采用雙盲法給予氧化石墨烯改性海綿和普通醫(yī)用海綿于創(chuàng)面。兩組性別、年齡情況比較。差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)(表6)。表6兩組患者的性別、年齡分布(n＝30)6.12材料來(lái)源：采用海綿為氧化石墨烯改性海綿。6.13研究方法：將海綿置于創(chuàng)面表層，覆蓋整個(gè)創(chuàng)面，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均采用相同負(fù)壓進(jìn)行抽吸，一周后觀察創(chuàng)面肉芽組織生長(zhǎng)情況。6.14統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：用spss19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)以(x±s)表示，采用t檢驗(yàn)，以(p<0.05)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。6.2結(jié)果：一周后，實(shí)驗(yàn)組在創(chuàng)面表面均生長(zhǎng)出新鮮的肉芽組織，而觀察對(duì)照發(fā)現(xiàn)：部分較嚴(yán)重創(chuàng)面肉芽組織較難觀測(cè)。表7肉芽組織生長(zhǎng)程度評(píng)分結(jié)果(n＝30，x±s)如表7所示：實(shí)驗(yàn)組患者創(chuàng)面肉芽組織生長(zhǎng)速度優(yōu)于對(duì)照組，氧化石墨烯改性海綿能有效抑菌，促進(jìn)肉芽組織生長(zhǎng)。實(shí)施例1用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿1的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為30wt％的甲酸；2)將石墨烯加入甲酸中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)稱取0.1g的氧化石墨烯、100g的聚乙烯醇pva、1g的聚氧乙烯醚100g的甲醛，和50g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸；4)將聚乙烯醇pva溶于900g的水中，得到聚乙烯醇溶液，5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入聚氧乙烯醚、硫酸和甲醛，并在溫度為80℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿1；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存。實(shí)施例2用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿2的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為10～30wt％的谷氨酸溶液；2)將石墨烯加入谷氨酸溶液中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)稱取0.5g的氧化石墨烯、150g的聚乙烯醇pva、3g的聚氧乙烯醚和150g的甲醛和50g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸4)將聚乙烯醇pva溶于850g水中，得到聚乙烯醇溶液；5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入聚氧乙烯醚、硫酸和甲醛，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿2；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存。實(shí)施例3用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿3的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為20wt％的甲酸；2)將石墨烯加入甲酸中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)按上述重量份數(shù)比稱取0.6g的氧化石墨烯、180g的聚乙烯醇pva、3g的聚氧乙烯醚和180g的甲醛和90g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸；4)將聚乙烯醇pva溶于820g水中，得到聚乙烯醇溶液，5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入聚氧乙烯醚、硫酸和甲醛，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿3；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存；實(shí)施例4用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿4的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為20wt％的硫酸；2)將石墨烯加入硫酸中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)按上述重量份數(shù)比稱取0.1g的氧化石墨烯、100g的聚乙烯醇pva、1g的山梨酯、100g的戊二醛和50g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸；4)將聚乙烯醇pva溶于900g水中，得到聚乙烯醇溶液，5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入山梨酯、硫酸和戊二醛，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿4；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存；實(shí)施例5用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿5的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為10wt％的甲酸；2)將石墨烯加入甲酸溶液中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)按上述重量份數(shù)比稱取0.5g的氧化石墨烯、150g的聚乙烯醇pva、3g的山梨酯、100g的戊二醛和50g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸；4)將聚乙烯醇pva溶于850g水中，得到聚乙烯醇溶液，5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入山梨酯、硫酸和戊二醛，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿5；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存。實(shí)施例6用于負(fù)壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿6的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比1:50～500稱取石墨烯與濃度為20wt％的甲酸；2)將石墨烯加入甲酸中，在溫度為2～9℃條件下攪拌分散均勻，得到氧化石墨烯溶液，冷凍干燥，得到粉末即為氧化石墨烯；3)按上述重量比稱取0.6g的氧化石墨烯、180g的聚乙烯醇pva、5g的山梨酯、100g的戊二醛和50g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50wt％的硫酸；4)將聚乙烯醇pva溶于820g水中，得到聚乙烯醇溶液，5)向聚乙烯醇溶液中加入氧化石墨烯，然后依次加入山梨酯、硫酸和戊二醛，并在溫度為55～95℃條件下固化形成氧化石墨烯改性海綿6；然后清洗至ph＝6.8～7.3、切割、輻照滅菌處理保存；對(duì)上述實(shí)施例1～6制備的氧化石墨烯改性海綿進(jìn)行性能比較，并打分，份數(shù)范圍為1-10分，其中，10分為性能最優(yōu)：表8實(shí)施例1～6制備的氧化石墨烯改性海綿進(jìn)行性能比較吸水性能保水性能回彈性能撕裂強(qiáng)度實(shí)施例18.78.18.18.3實(shí)施例2999.19實(shí)施例310109.810實(shí)施例48.88.78.68.8實(shí)施例58.58.58.58.4實(shí)施例68888如表8所示：按實(shí)施例3制備的氧化石墨烯改性海綿性能最優(yōu)。其它未詳細(xì)說(shuō)明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12