本發明涉及醫療器材
技術領域：
，具體地指一種用于負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：
：負壓封閉引流技術，是一種創面治療方式；它將醫用海綿覆蓋于創面，并用半透膜進行封閉，連接負壓動力源，使局部處于負壓環境，將創面壞死組織及滲液通過引流管排出體外，為創面修復和后期創造良好生長環境。目前，醫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，對人體無毒、對皮膚無刺激性；聚氨酯海綿則具有疏水性，臨床應用中僅能配合親膚的隔離墊來使用。通過臨床調查反饋：聚乙烯醇海綿在抽吸3～7天后，均發生海綿變干的情況，因此對聚乙烯醇海綿進行抑菌、快吸水及保濕方面改性，至關重要。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的材料，為了充分發揮其優良性質，改善其分散性和溶解性，須對氧化石墨烯功能化，近年來，人們在氧化石墨烯的制備方面已取得了積極的進展，發展了熱膨脹法，電化學法、超聲剝離法、化學氧化法等多種制備方法，隨著氧化石墨烯制備技術的不斷完善，對于石墨烯的應用提供了原料基礎。但對于氧化石墨烯的應用，還面臨困難，主要應用僅限在工業領域，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能力改善基材電導能力。而在醫療領域的應用，則相對較少，因此在聚乙烯醇海綿中加入少量功能化的氧化石墨烯，一方面開辟了氧化石墨烯改性在醫療領域的新應用，另一方面，相對普通聚乙烯醇而言，能提高聚乙烯醇海綿的生物安全性，吸附性和保濕性，從而滿足更高標準的臨床使用。技術實現要素：本發明的目的是提供一種用于負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現石墨烯與海綿材料功能化結合，改善海綿本身性能，滿足更高標準臨床使用。為實現上述目的，本發明提供的一種用于負壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿，它的原料按重量份數比計包括0.1～1份的氧化石墨烯、100～200份的聚乙烯醇pva、1～5份的發泡劑、100～200份的交聯劑和50～100份的催化劑。進一步地，它的原料按重量份數比計包括0.5～1份的氧化石墨烯、150～200份的發泡材料、1～5份的發泡劑、150～200份的交聯劑和50～100份的催化劑。再進一步地，它的原料按重量份數比計包括0.6份的氧化石墨烯、180份的發泡材料、3份的發泡劑，180份的交聯劑和90份的催化劑。再進一步地，所述氧化石墨烯為羧基改性氧化石墨烯。再進一步地，所述交聯劑為甲醛或戊二醛。再進一步地，所述的發泡劑為山梨酯或聚氧乙烯醚。再進一步地，所述的催化劑為硫酸，其中，硫酸的質量分數為30～50wt％。本發明還提供了一種上述用于負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)按上述重量份數比稱取氧化石墨烯、聚乙烯醇pva、發泡劑，發泡劑和催化劑；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，然后依次加入發泡劑、催化劑和交聯劑，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點：1)改性后的氧化石墨烯改性海綿對大腸桿菌、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吸附作用，能吸收血液中的鈣離子，從而限制了鈣離子過多的流入細胞，破壞了正常的凝血過程，起到抗凝血的作用；3)由于石墨烯的界面效應能加快水分子傳導，使得聚乙烯醇海綿具有快速吸水的功能。綜上所述：經改性后的氧化石墨烯，不僅可有效抑菌，還可以提高醫用海綿本身的吸水性能和保濕性能，這是醫用海綿敷料所不能及的，并且在臨床使用病例中能充分說明其療效。具體實施方式為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限于以下實施例。用于負壓封閉引流的氧化石墨烯改性海綿，它的原料按重量份數比計包括0.1～1份的氧化石墨烯、100～200份的聚乙烯醇pva、1～5份的發泡、100～200份的交聯劑和50～100份的催化劑。其中，所述氧化石墨烯優選為羧基改性氧化石墨烯。所述交聯劑為甲醛或戊二醛。所述的發泡劑為山梨酯或聚氧乙烯醚。所述的催化劑優選為硫酸，其中，硫酸的質量分數為30～50wt％。一種上述用于負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)按上述重量份數比稱取氧化石墨烯、聚乙烯醇pva、發泡劑，發泡劑和催化劑；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，然后依次加入發泡劑、催化劑和交聯劑，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1/20×三個濃度制備，然后將1*1cm無菌紗布浸入至對應抗生素相應濃度，取出3張1*1cm浸潤紗布(不滴水)加蓋一層無菌干紗布。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基上，置于溫箱中37℃培養24h，用接種環挑單菌落到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基，放置約30min后，放入處理好的紗布(3層浸潤抗生素紗布+1層無菌紗布)，置于溫箱中37℃培養24h，觀察模塊周圍細菌生長。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基上，置于溫箱中37℃培養24h，用接種環挑單菌到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24h，觀察模塊周圍細菌生長。實驗結果如下：表1三種抗生素抑菌性能測試抑菌性能測試結果如表1所示：氧化石墨烯改性海綿的抑菌效果優于上述三種抗生素。2.吸水性能比較將a：干態聚乙烯醇海綿與b：干態氧化石墨烯改性海綿在室溫25攝氏度濕度60％的實驗室環境下，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：干態氧化石墨烯改性海綿的吸水性能略優于干態聚乙烯醇海綿。3.保水性能將規格為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負壓下進行臨床模擬抽吸實驗，3天后，觀察海綿狀態：表3吸水性能比較如表3所示：氧化石墨烯改性海綿經負壓抽吸3天后的保水性能明顯優于聚乙烯醇海綿。4.與聚乙烯醇海綿變干回彈性能對比將a:聚乙烯醇海綿與b：氧化石墨烯改性海綿用負壓吸引機(負壓值設置在0.06mpa)抽吸72h，觀察并記錄海綿經負壓抽吸后的變干狀態，并同時記錄海綿吸水恢復狀態和恢復所需時間：表4與聚乙烯醇海綿變干回彈性能對比如表4所示：氧化石墨烯改性海綿的在負壓吸引機抽吸后，吸水回彈能力高于聚乙烯醇海綿。5.與聚氨酯海綿撕裂強度對比對a:聚乙烯醇海綿與b：氧化石墨烯改性海綿進行拉力實驗，對比撕裂強度發現：表5斷裂伸長率比較如表5所示：氧化石墨烯改性海綿的力學性能明顯優于聚乙烯醇海綿。6.氧化石墨烯改性海綿的臨床試驗：6.1材料與方法6.11臨床資料：30例骨質疏松性骨折患者，隨機分為組，即實驗組和對照組，各15例。采用雙盲法給予氧化石墨烯改性海綿和普通醫用海綿于創面。兩組性別、年齡情況比較。差異均無統計學意義(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：將海綿置于創面表層，覆蓋整個創面，實驗組和對照組均采用相同負壓進行抽吸，一周后觀察創面肉芽組織生長情況。6.14統計學分析：用spss19.0軟件進行統計學分析，數據以(x±s)表示，采用t檢驗，以(p<0.05)為差異有統計學意義。6.2結果：一周后，實驗組在創面表面均生長出新鮮的肉芽組織，而觀察對照發現：部分較嚴重創面肉芽組織較難觀測。表7肉芽組織生長程度評分結果(n＝30，x±s)如表7所示：實驗組患者創面肉芽組織生長速度優于對照組，氧化石墨烯改性海綿能有效抑菌，促進肉芽組織生長。實施例1用于負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的質量分數為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。實施例2用于負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的質量分數為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。實施例3用于負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的質量分數為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；實施例4用于負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的質量分數為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；實施例5用于負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的質量分數為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。實施例6用于負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的質量分數為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；對上述實施例1～6制備的氧化石墨烯改性海綿進行性能比較，并打分，份數范圍為1-10分，其中，10分為性能最優：表8實施例1～6制備的氧化石墨烯改性海綿進行性能比較吸水性能保水性能回彈性能撕裂強度實施例18.78.18.18.3實施例2999.19實施例310109.810實施例48.88.78.68.8實施例58.58.58.58.4實施例68888如表8所示：按實施例3制備的氧化石墨烯改性海綿性能最優。其它未詳細說明的部分均為現有技術。盡管上述實施例對本發明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據本實施例在不經創造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬于本發明保護范圍。當前第1頁12