3D打印技术制备纳米银自凝胶敷料及普外科应用与护理.pdf

材料科技应用 年 月第 卷第 期 ：，收稿日期：；修回日期：作者简介：单蓉蓉（），女，本科，护师，研究方向：普外科临床护理；：。基金项目：江苏省卫健委项目（项目编号：）；江苏省海安市科技局项目（项目编号：）。引文格式：单蓉蓉，周敏露，朱日祥，等 打印技术制备纳米银自凝胶敷料及普外科应用与护理 粘接，（）：打印技术制备纳米银自凝胶敷料及普外科应用与护理单蓉蓉，周敏露，朱日祥，李申萍（江苏省海安市人民医院，江苏 海安 ；上海交通大学，上海 ）摘要：针对传统敷料抑菌效果和保湿效果差，易造成伤口发炎和脱水等问题，提出采用 打印技术制备一种新型纳米银水凝胶材料的制备，并对性能和临床应用效果进行研究。结果表明：纳米银负载量为 制备的水凝胶敷料综合性能最优，抗拉强度约 ；在应变量为 时，拉伸应力为 ，压缩强度约 ，溶胀比约 ，保湿时间约 ，体外凝血时间约 ，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 和 ，满足外科创口敷料的使用要求。将其用于普外科手术护理，养护 后，患者伤口肿胀、疼痛改善和伤口发炎情况均优于传统敷料组，满意度达到 ；整体表现出良好的临床应用效果。关键词：水凝胶自凝胶；纳米银敷料；抑菌效果；打印中图分类号：文献标志码：文章编号：（），（，；，）：，：；材料科技应用传统棉质敷料受其材料特性的影响，在对创口进行护理的过程中，存在屏障作用差、止血效果差的缺点，影响其护理效果。开发出一种性能良好的新型护理敷料，对患者伤口的护理有重要意义。通过冷冻干燥法制备了一种可止血的富血小板血浆壳聚糖 丝素蛋白多孔创口敷料，并对其性能进行研究 。制备了一种聚氨酯 水凝胶，并研究了其作为创口敷料的性能。试验结果表明，该水凝胶溶胀比为 ，失水率为 ，压缩强度为 ，溶血率为 ，细胞存活率为（），可作为伤口敷料使用 。以上学者的研究表明，水凝胶材料是替代传统敷料的理想材料。但目前关于水凝胶用于创口敷料的研究还存在很多的问题，制备的水凝胶性能还不到理想创口敷料的要求。基于此，本试验以文献 论文中的方法为参考，制备了一种新型纳米银水凝胶材料，并对其性能和临床应用效果进行研究。试验部分 材料与设备主要材料：硝酸银（，银兴实业）；海藻酸钠（，然糠生物）；聚乙烯醇（）（，千奇化工）；羧甲基壳聚糖（，晨明生物）；氯化钙（，尚善化工）。主要设备：型恒温水浴箱（华伟仪器）；型 打印机（金石三维打印科技）；型扫描电镜（维翰光电科技）；型万能试验机（卓亚仪器）；型冷冻干燥机（新诺仪器）；型紫外分光光度计（盛奥华科技）。试验方法 海藻酸钠 纳米银（）溶胶的制备（）分别配制质量浓度为 的硝酸银溶液和质量浓度为 的海藻酸钠溶液；（）按不同质量比混合硝酸银溶液和海藻酸钠溶液进行混合，置于避光环境加热搅拌反应，搅拌时间为 ，得到纳米银负载量分别为 、和 的 复合溶胶。打印纳米银水凝胶敷料（）的制备（）配制质量分数为 的 溶液，然后按质量比 海藻酸钠，质量比 的羧甲基壳聚糖粉末，在 水浴溶解，产物为 溶液；（）按体积比 混合 复合溶胶与 溶液，得到混合溶液；（）在 打印机的作用下将混合溶液打印成均匀网格结构的纳米银水凝胶敷料，然后对制备的纳米银水凝胶敷料进行冷冻 干燥处理；（）将冷冻干燥后的纳米银水凝胶敷料放入质量分数为 的氯化钙中进行交联，待充分溶胀交联后取出，将其放入冰箱进行冷冻处理，冷冻温度和时间分别为 和 ，然后进行室温解冻 。重复冰冻和解冻过程 次后，通过去离子水浸泡，每隔 换水，后得到纳米银水凝胶敷料。性能测试将水凝胶充分溶胀后，通过万能试验机测试其力学性能。溶胀：对样品进行冷冻干燥处理，然后置于蒸馏水中充分浸泡，根据浸泡前后质量变化计算溶胀比，并绘制溶胀曲线 。保湿：将充分溶胀的样品在 恒温烘箱内放置，每隔固定时间对水凝胶进行称重，计算保湿率并绘制保湿曲线 。抗菌试验：将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌与水凝胶共同培养 ，测试菌液在 处的 吸光度（）值，计算材料的抑菌率 。体外凝血试验：在装有 样品的试管中放入含 柠檬酸纳的全血，然后放入 浓度为 的氯化钙 溶液，每隔 倾斜试管，血液不再流动时记录时间。结果与讨论 力学性能分析 拉伸性能图 为抗拉强度试验结果。图 抗拉强度试验结果 由图 可知，水凝胶敷料抗拉强度在纳米银用量为 时达到最高，约为 。这是因为适量的纳米银进入水凝胶敷料体系后，在体系内均匀分布，能提高 的结晶和强化水凝胶的交联密度，是敷料抗拉强度 增加 。但纳米银用量过多时，会在水凝胶体系内相互团聚，这就增加了纳米银的粒径和影响了纳米银的分布情况，降低了水凝胶敷料的抗拉强度 。通过应力 应变曲线（以 纳米银用量为例）进一步对制备的水凝胶弹性性能进行表征，结果如图 所示。材料科技应用图 应力 应变曲线 由图 可知，水凝胶敷料可以承受应变量为 的多次拉伸，加载曲线与卸载曲线间有较大滞后存在，这就说明在水凝胶敷料拉伸过程中，存在能量耗散的情况 。但随加载周期的增加，滞后面积明显减小逐渐趋于稳定，这就说明随加载周期的增加，水凝胶敷料的能量耗散减少，且逐渐趋于稳定。同时还能从图 可知，随加载周期的增加，应变量为 时的应力有所下降，但下降幅度较小，最后慢慢趋于稳定，表现出良好的弹性性能。当纳米银用量为 时，水凝胶敷料在该应变量条件下拉伸应力约为 。压缩性能对纳米银水凝胶创口敷料（以纳米银负载量 为例）压缩性能进行表征，结果如图 所示。图 压缩性能试验结果 由图 可知，水凝胶敷料的滞后曲线面积不随加载 卸载周期循环的增加发生变化，这就说明了本试验制备的纳米银水凝胶敷料能量耗散较为稳定。同时，随循环周期的增加，纳米银水凝胶敷料在应变量为 时的压缩应力均有一定增加，表明压力卸载后，纳米银水凝胶敷料能迅速恢复到初始状态，压缩性能良好。这是受水凝胶敷料特殊的网状结构影响，在外界载荷压力的作用下，水凝胶中的水分被挤压，在外界压力卸去后，水分又被快速吸收，快速恢复至初始状态，满足创口敷料的压缩性能要求，纳米银水凝胶敷料的压缩强度约为 。溶胀及保湿性能 溶胀性能图 为水凝胶溶胀性能测试结果。图 溶胀性能测试结果 由图 可知，水凝胶吸水能力较好，吸水速度快，在 内基本达到溶胀平衡，且基本不受纳米银影响，能满足使用过程中快速吸收血液和多余渗出液的功能 。这是因为纳米银水凝胶敷料特殊的网格结构具备较大的与液体接触的面积，使其吸水速度有所增加，快速达到溶胀平衡。当纳米银负载量为 时，水凝胶敷料溶胀比约为 。保湿性能图 为保湿性能测试结果。图 保湿性能测试结果 由图 可知，体系内随纳米银负载量的增加，水凝胶敷料的失水速度表现出先减小后增加的变化趋势，达到平衡的时间则表现出先增大后减小的趋势，也就是说，随体系内纳米银用量的增加，水凝胶敷料的保湿性能表现出先增加后降低的趋势。当纳米银用量为 时，创口敷料保湿时间约为 ，表现出良好的保湿效果，可以满足创口敷料对创面保湿功能的要求。抗菌性能评价图 为抗菌性能测试结果。图 抑菌性能测试结果 由图 可知，随水凝胶敷料中纳米银负载量的增加，种细菌的 值均表现出先降低再增加的变化趋势。说明随体系内纳米银负载量的增加，对种细菌的抑菌性也是先增加后降低。这是因为壳聚糖自身具备一定的抗菌性，与具有抑菌性的纳米材料科技应用银结合后，抑菌性能得到进一步提升。但纳米银负载量过多时，会在体系内团聚，这增加了纳米银的粒径，对其抗菌效果产生影响 。纳米银水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 和 ，满足外科创口敷料的使用要求。体外凝血性能评价图 为体外凝血试验结果。图 体外凝血时间试验结果 由图 可知，随水凝胶敷料中纳米银负载量的增加，创口凝血时间表现出先降低后增加的变化趋势。当纳米银负载量为 时，其凝血时间约为 ，表现出良好的凝血效果。纳米银水凝胶敷料具备良好的组织粘附和机械封闭的作用，使得水凝胶拥有促体外凝血的能力，满足普外科护理要求。临床应用效果 一般资料选择 年 月至 年 月入院的 名在普外科就诊的患者，随机分为试验组和对照组，试验组采用纳米银水凝胶敷料进行护理，对照组采用传统纱布护理。纳入标准知情同意并自愿参与本研究；单纯由普外科手术带来的伤口，不存在其余原因出现的伤口和不适应药物使用者。临床护理应用步骤对创口消毒后，将敷料覆盖在伤口表面，并用纱布固定，同等条件护理，更换敷料时观察患者伤口情况和疼痛情况，在出院时对患者满意度进行调查。统计方法采用 处理分析数据。采用 样本 检验，计数资料采用百分比表示，采用 检验。以“”为差异具有统计学意义。临床应用结果敷料临床应用效果评价结果如表 所示。表 临床应用效果 项目伤口肿胀最大直径 疼痛改善情况 例（）伤口发炎例（）满意度例（）试验组 （）（）（）对照组 （）（）（）由表 可知，经过纳米银水凝胶敷料治疗 后，患者伤口肿胀情况、疼痛改善情况和伤口发炎均优于传统敷料组，满意度达到 ，临床应用效果良好，结果具有统计学意义（）。结语（）纳米银水凝胶敷料结构为贯穿上下的网络结构，其内部孔径大小均匀，排列整齐致密；（）纳米银进入水凝胶敷料体系后，在体系内均匀分布，能提高 的结晶和强化水凝胶的交联密度，增加了水凝胶的抗拉强度。而其特殊的网格结构使其具备较好的压缩强度，力学性能表现良好；（）纳米银水凝胶创口敷料在 内可达到溶胀平衡，保湿时间约为 ，可使伤口长时间保持湿润状态，促进伤口的愈合；（）纳米银水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 和 ，满足外科创口敷料的使用要求；（）水凝胶敷料凝血时间约为 ，表现出良好的凝血效果；（）经过纳米银水凝胶护理 后，患者伤口肿胀情况、疼痛改善情况和伤口发炎均优于传统敷料组，表现出良好的临床应用效果。【参考文献】韩玎玎，贺曾，钟锐，等 一种可止血的富血小板血浆壳聚糖 丝素蛋白多孔伤口敷料的制备及性能表征 生物工程学报，（）：姚周，范宏蕾，田振，等 聚氨酯 水凝胶的制备及其作为伤口敷料的性能 精细化工，（）：王丰艳 载银聚乙烯醇 羧甲基壳聚糖 海藻酸钠水凝胶伤口敷料的制备及性能表征 北京：中国矿业大学，唐川，赵冰，杨铭，等 壳聚糖不对称膜的制备及其在伤口愈合中的应用 高分子通报，（）：李萌萌，王自立，高玉洁，等 慢性炎症伤口的蚕丝基敷料研究进展 丝绸，（）：沈月，栾凤兰，邢桂红，等 聚氨酯 复合水凝胶的制备及伤口应用 粘接，（）：侯超，辛斌杰，李庭晓 新型伤口敷料的性能及研究进展 棉纺织技术，（）：朱青美，张妍婧，付慧莉，等 木质素 聚氨酯复合膜的制备与表征 武汉工程大学学报，（）：彭婷 汉麻基纤维素水凝胶复合功能伤口敷料制备及性能 粘接，（）：杨卫，徐呈祥，陈则胜，等 基于生物聚合物伤口敷料的研究及应用进展 材料导报，（）：吴倩倩，李珂，杨立双，等 载药聚偏氟乙烯伤口敷料的制备及其性能 纺织学报，（）：张灵娜，王天宇，洪婉凤，等 以硝化纤维为膜材的伤口敷料的制备及处方优化 药学实践杂志，（）：林建云，罗时荷，杨崇岭，等 生物基高分子型止血材料和伤口敷料 化学进展，（）：黄雨欣，王伟，杨涛，等 基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展 杭州师范大学学报（自然科学版），（）：梁晓旭，程倩，林丹蕾，等 新型水凝胶基伤口敷料的研究进展 现代化工，（）：