壳聚糖/黏胶/涤纶水刺复合医用敷料的制备及其吸湿性能的研究

海波

(东华大学纺织学院，上海，201620)

近几十年来，国内外学者对于如何护理由擦伤、手术切口、糖尿病溃疡以及静脉曲张溃疡等原因造成的损伤的创面进行了大量的研究，结果表明为创面提供合适的湿润环境有利于伤口的愈合[1]。目前医用敷料主要采用凡士林纱布、盐水湿纱布，或采用不粘性薄膜隔离等方法，以达到不粘伤口的目的，但其吸液量、透湿性等吸湿性能不好，不利于伤口的愈合。

壳聚糖纤维及其制品因具有抑菌、止血、促愈和镇痛的特性，在医疗领域常用作功能性敷料[2-3]。同时，由于壳聚糖的分子结构中含有大量羟基、氨基等亲水基团，在分子内及分子间存在大量氢键[4]，所以还具有较好的吸湿性和保湿性。

本文对含壳聚糖的水刺复合医用敷料的吸液性、扩散性和透湿性等吸湿性能进行了测试和分析。

1 试样制备

1.1 原材料

(1)壳聚糖纤维，1.78 dtex×38 mm，山东华兴海慈新材料有限公司提供；

(2)黏胶纤维，1.68 dtex×38 mm，唐山三友集团兴达化纤有限公司提供；

(3)涤纶，1.56 dtex×38 mm，江苏新苏化纤有限公司提供。

1.2 试样规格

本文开发的复合敷料由功能层、吸水层和保护层三层组成。各层单独梳理成网，采用水刺技术复合。通过改变功能层壳聚糖纤维的含量和纤网结构，制备了7种不同规格的试样，见表1。

表1 不同规格的复合敷料

注：表中0°、45°、90°分别代表功能层纤网之间的排列角度；纤维配比均为质量比。

1.3 制备试样的水刺工艺

本试验采用Fieissner Aquajet Y500-2型水刺机。由于壳聚糖纤维强力低，在试样的制备过程中要减少水刺固结对壳聚糖纤维的损伤，同时使水压

和抽吸配比达到最佳，保证布面不起毛，纤网先经过预湿水刺头，能在一定程度上压实纤网，为确保纤网有效加固缠结，再经过主水刺头进行正反面水刺。试样的水刺工艺参数设计见表2。

表2 不同规格试样的水刺头压力 (单位：MPa)

2 测试方法

(1)液体吸收性。按照标准YY/T 0471.1—2004《接触性创面敷料试验方法—第1部分：液体吸收性》中3.2的方法配制试验液(用8.3 g NaCl 和0.367 g CaCl2·2H2O 稀释至1 L)进行测试。

(2)液体扩散性。参照标准YY/T 0471.1—2004《接触性创面敷料试验方法—第1部分：液体吸收性》中3.2的方法先配制试验液。为了便于观察，在试验液中加入少量活性黄(Relative yellow)试剂，充分搅拌溶解后得到A溶液。在试验过程中用滴定管缓慢滴1 mL的A溶液到水平铺开的样品上进行测试。

(3)透湿性能。按照标准GB/T 12704—1991《织物透湿量测定方法 透湿杯法/方法A吸湿法》中吸湿法的有关规定进行测试。

3 结果与分析

3.1 吸液性

将10个已知质量的5 cm×5 cm样品置于烧杯内，加入预热至37 ℃的试验液，加入量为供试材料质量的40倍，在37 ℃下保持30 min；用镊子夹持样品一角或一端，悬垂30 s，称重[5]。测试结果见图1。

图1 吸液率测试结果

由图1可以看出：6号、4号与1(2、3)号试样相比，随着试样功能层壳聚糖纤维含量的增大，试样的液体吸收量逐渐增加，这是因为壳聚糖纤维大分子存在大量的亲水性基团，且其表面有很多微孔[4]，使得纤维具有很好的吸湿性和液体吸收性，试样吸收的液体大部分被保留在纤维和纤维之间的毛细空间内；4号和6号试样分别比5号和7号试样吸收的液体多，原因在于4号和6号试样的功能层纤维采用的是纤网复合结构，壳聚糖纤维本身卷曲少，梳理后的纤网排列比较疏松，有较大的孔隙吸收更多的液体，而5号和7号试样的功能层纤维采用的是纤维混合结构，充分梳理的纤网排列紧实，经过水刺可以很好地缠结，吸液量就会下降；6号比5号试样吸液量大，说明采用纤网复合的结构排列疏松，可以大大改善试样的吸湿性。从图1还可以看出，1号、2号和3号试样的液体吸收量逐渐增大，其主要原因是纤网结构不同。平行排列的纤网结构中纤维排列的定向度较高，吸收的液体主要在平行于纤维排列方向上；而杂乱排列的纤网结构则使得沿纤网结构的各个方向上都能吸收液体，所以杂乱排列的纤网结构比平行排列的纤网结构能吸收更多的液体，有较好的吸湿性能。

3.2 扩散性能

当用来护理伤口的棉纱布或绷带等普通医用敷料覆盖在伤口上时, 伤口上渗出的血液可以很快地扩散开来, 浸渍伤口周边的皮肤, 不利于伤口的愈合[6]。本文开发的新型医用敷料在一定程度上可以减缓液体扩散的速度，不会像棉纱布那样很快地沿织物结构扩散，且相对于纱布可保持较小的扩散圈。图2为将1 mL的A溶液滴加到5号试样上后液体扩散效果的照片。

由图2可以看出,A溶液在5号试样上扩散

图2 5号试样的液体扩散效果照片

的最大直径在纤维排列方向(纵向)上可达到7 cm，在垂直于纤维排列方向(横向)上稍小，为5 cm，说明液体是沿试样的纤维结构扩散的。在试验中发现，液体在7号试样上的扩散效果与5号试样没有太大区别。

图3为将1 mL的A溶液滴加到1号试样上后液体扩散效果的照片。图3(a)显示，液体在试样表面长时间处于水珠状态，在给予一定的外力后则出现了如图3(b)的情况，水珠分散开来并慢慢扩散。试验中发现2号、3号、4号和6号试样出现了与1号试样相同的情况，且在水珠分散后扩散的速度均比5号和7号试样慢得多，其原因可能是前者与皮肤直接接触的是壳聚糖纤维，而后者与皮肤直接接触的功能层中加入了一定量的黏胶纤维。壳聚糖纤维的表面相对比较光滑，造成由其制成的试样表面张力较小，浸润性能不好，液体不易浸润试样；而黏胶纤维的沟槽较明显，边缘呈锯齿形，大大提高了试样的浸润性能，因此5号和7号试样的液体能被很快地吸收并扩散。

图3 1号试样的液体扩散效果照片

3.3 透湿性

为了加快伤口的愈合，创面敷料既要为伤口提供一个湿润的环境，又要具有较好的透汽性能。透湿量是体现试样透汽性能的主要指标，透湿量越大，透汽性越好。试样的透湿量测试结果见图4。

图4 透湿量测试结果

透湿量与试样的纤维原料特性和面密度有密切关系。本试验中，在试样面密度、水刺压力等参数基本一致的情况下，纤维原料本身的性能和试样的纤网结构是影响其透湿量的主要因素。由图4可以看出：6号、4号与1(2、3)号试样相比，随着试样功能层壳聚糖纤维含量的增多透湿量增大；4号和6号试样分别比5号和7号试样透湿量大。影响试样透湿性的原因分析与对吸液性的影响相同。5号和6号试样的透湿量相差不大，说明在壳聚糖纤维含量较低的情况下，采用纤网复合的方式可以提高试样的透湿量。从图4还可以看出，在壳聚糖纤维含量一定的情况下，1号、2号和3号试样的液体吸收量逐渐增大，主要原因也是纤网结构的不同。

4 结论

(1)壳聚糖/黏胶/涤纶复合医用敷料的吸液量、透湿量随着功能层壳聚糖纤维含量的增加而增加。

(2)壳聚糖/黏胶/涤纶复合医用敷料中杂乱排列的纤网结构比平行排列的纤网结构有较好的液体吸收性和透湿性，纤网复合结构比纤维混合结构的吸液量和透湿量大。

(3)壳聚糖/黏胶/涤纶复合医用敷料的功能层中加入黏胶纤维后，液体能被很快地吸收并扩散。

[1] 王震云.医用伤口敷料的研制与临床应用[J].中华护理杂志,2006,41(1)：87-88.

[2] 陈龙敏,陈喆.甲壳质非织造医用敷料[J].产业用纺织品,2006，24(3)：18-24．

[3] 钱程,丁淑琴.甲壳胺非织造布及其在医用敷料方面的应用前景[J].产业用纺织品,2004, 22(1)：22-25.

[4] 王夕雯.壳聚糖纤维水刺非织造工艺研究与产品开发[D].东华大学，2011.

[5] 王夕雯,靳向煜,柯勤飞.壳聚糖纤维的性能测试与分析[J].产业用纺织品,2011，29(11)：15-19.

[6] 秦益民，朱长俊.海藻酸钙医用敷料与普通棉纱布的性能比较[J].纺织学报，2007,28(3)：45-48.