一种羧甲基纤维素水凝胶体敷料制备与临床应用比较及护理观察

张娜 王继宏 郭凯楠

摘 要：制备了一种羧甲基纤维素（CMC）水凝胶体敷料，研究其性能和临床应用效果。粒径分析和红外图谱结果表明：制备CMC过程中发生了羧甲基反應，最佳取代度为0.95 mol/L，CMC水凝胶纤维的黏度为4 711 MPa·s、粒径超过1 μm、强度为50.28 cN/TEX、伸度为59.07%，对蒸馏水吸湿效果为751%，对生理盐水溶液和模仿血液溶液的吸湿效果均超过450%，材料表现出较好的工作性能、力学性能以及保水效果，符合医用敷料的相关标准要求；以0.95 mol/L取代度的CMC水凝胶纤维临床应用时，水胶体敷料组患者的压疮发生率3.33%，低于常规性护理组30.00%（P<0.05）；过敏发生率3.33%，低于常规性护理组26.67%（P<0.05）；家长满意度96.67%，高于常规性护理组73.33%（P<0.05）。CMC水凝胶纤维水胶体敷料综合性能较好，可以有效改善护理质量，临床疗效显著。

关键词：羧甲基纤维素；黏度；力学性能；取代度；临床应用效果

中图分类号：TQ469

文献标志码：A

文章编号：1001-5922（2023）07-0050-05

Preparation， clinical application and nursing observation of a carboxymethyl cellulose hydrogel dressing

ZHANG Na，WANG Jihong，GUO Kainan

（Xingtai Third Hospital Cardiac Surgery Department，Xingtai 054000，Hebei China

）

Abstract：This experiment prepared a Carboxymethyl cellulose （CMC） hydrogel fiber hydrocolloid dressing，and studied its performance and clinical application effect.The experimental results indicate that particle size analysis and infrared spectroscopy indicate the occurrence of carboxymethyl reaction during the preparation of CMC.The optimal degree of substitution is 0.95.At this time，the CMC viscosity of the prepared CMC hydrogel fiber is 4 711 MPa·s，and the CMC particle size exceeds 1 μm.The strength is 50.28 cN/TEX，the elongation is 59.07%，and the hygroscopic effect on distilled water is 751%.The hygroscopic effect on physiological saline solution and simulated blood solution exceeds 450%.This material exhibits good working performance，mechanical properties，and water retention effect，meeting the relevant standards of medical dressings.In the clinical application of CMC hydrogel fiber with 0.95 degree of substitution，the incidence of pressure sore in the hydrocolloid dressing group was 3.33%，lower than 30.00% in the conventional nursing group （P<0.05）;the incidence of allergy was 3.33%，lower than 26.67% in the conventional nursing group （P<0.05）;the satisfaction of parents was 96.67%，higher than 73.33% in the conventional nursing group （P<0.05）.In conclusion，CMC hydrogel fiber hydrocolloid dressing has good comprehensive performance，can effectively improve the quality of care，and has significant clinical effect.

Key words：carboxymethyl cellulose;viscosity;mechanical properties;degree of substitution;clinical application effect

水体胶敷料的吸收性、透气性好、敏感性低，在伤口愈合的促进中得到了广泛应用，在局部皮肤受损的预防中也可以应用［1］。对此，许多学者对水胶体敷料进行了研究。例如，为提高敷料对创口的保护能力和抗菌性能，研究了一种可生物降解的抗菌型医用水凝胶敷料，并研究其性能。试验结果表明，该材料吸水效果优异，结构良好，使一种机械能力优异的医学敷料［2］。针对治疗婴幼儿失禁相关性皮炎（IAD），研究了康复新液联合水胶体敷料的临床效果。试验结果表明，康复新液联合水胶体敷料可以有效改善皮肤愈合情况，促进皮肤康复，在婴幼儿IAD治疗中的临床效果较好［3］。除此之外，制备了一种汉麻基纤维素水凝胶敷料，并研究其应用性能。试验结果表明，该敷料具备较好的保湿性、抗菌性等功能，并且湿透性达到（196.84±27.14）g/（m2·h），透气性达到11.5 mm/s，可以用于内分泌护理［4］。基于此，本试验为提高先天性心脏病患儿的护理质量，制备了一种羧甲基纤维素（CMC）水凝胶纤维水胶体敷料，并对其治疗效果进行研究。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

主要材料：棉浆粕（工业级）， 亚新威包装；氢氧化钠（AR），辉腾化工；一氯乙酸（AR），和为医药科技；醋酸（AR），满堂红新材料；乙醇（AR），联成化工；硫酸铝（AR），迈腾化工；丙三醇（AR），科密欧试剂；溴化钾（AR），三石生物科技。

主要设备：RD1020型电子天平，荣达仪器；YHPM-450型粉碎机，银河分析仪器；HH-1S型水浴锅，金达来建筑器材；DYJG-9023型真空干燥箱，亿捷科技；TQ-810型旋转黏度计，世通科创技术；WJL-608型激光粒度仪，俊升科学器材；TD5A型离心机，凯达科学仪器；BSNIR型红外光谱仪，百思光电科技；DZ-DSC300C型差示扫描热量仪，大展检测仪器；YG026型强力机，德普纺织科技。

1.1.1 羧甲基纤维素（CMC）的制备

（1）用电子天平称取适量的棉浆粕，将棉浆粕加入粉碎机中，粉碎备用；

（2）在一个三口烧瓶中加入适量粉碎后的棉浆粕，然后向三口烧瓶中倒入适量的氢氧化钠和乙醇，在恒温40 ℃环境下，进行超声清洗处理2 h；

（3）按照1∶1的比例用电子天平称取适量的一氯乙酸和棉浆粕，加入“步骤（2）”中的三口烧瓶中，在恒温70 ℃环境下进行搅拌处理3 h，获得CMC；

（4）取出CMC，加入适量醋酸中和，之后使用乙醇进行多次冲洗，烘干、粉碎，得到试验所需的CMC。

1.1.2 CMC水凝胶的制备

（1）先在烧杯中倒入100 mL水，用电子天平称取“1.2.1”中烘干好的4 g CMC，加入烧杯中，搅拌溶解。之后倒入10 mL甘油，继续进行搅拌处理；

（2）设置高速离心机转速为2 500 r/min，对烧杯中的混合溶液进行脱泡处理5 min，然后装入蒸发皿中静置30 min，之后在恒温50 ℃环境下进行烘干处理4 h；

（3）将烘干后的材料在浓度为0.1%的硫酸铝溶液中浸泡1 min，取出，获得试验所需的CMC水凝胶。

1.1.3 CMC水凝胶纤维的制备

（1）在烧杯中倒入95 mL蒸馏水，之后用电子天平称量5 g制備好的CMC粉末。用磁力搅拌器对烧杯进行搅拌处理，并在搅拌过程中慢慢加入CMC粉末；

（2）将烧杯中搅拌好的CMC水溶液转入离心管中，设置离心转速和温度分别为5 000 r/s、20℃，进行离心脱泡处理5 min；

（3）本试验采用溶液纺丝法，先用针管吸取“步骤（2）”中处理好的CMC水溶液，然后将针管浸入硫酸铝溶液中数秒，取出硫酸铝溶液中的细丝，挂置晾干，获得CMC水凝胶纤维，装袋备用。

1.1.4 一般资料

选取2020年2月至2022年2月在本院接受治疗的先天性心脏病患儿60例，依据皮肤护理方法分为水胶体敷料组、常规性护理组2组，每组30人。2组患儿的一般资料比较差异均不显著（P>0.05）。纳入标准：（1）均经症状体征、影像学检查等确诊；（2）均符合先天性心脏病的诊断标准［5］；（3）均接受体外循环下心内畸形矫治术治疗。排除标准：（1）有皮肤破损；（2）合并凝血功能障碍；（3）合并肺功能障碍。

患者入院后均先接受基础治疗。常规性护理组尽可能将胶布粘贴减少，重点预防水肿、昏迷患儿的皮肤损伤，应用水针、水床。水胶体敷料组根据实际需求，采用滚压方式在皮肤上粘贴适宜大小的水体胶敷料，并增强病房巡视力度，及时更换敷料。

1.2 实验方法

1.2.1 取代度测定

用万分之一天平称取0.2 g烘干后的CMC，加入80 mL蒸馏水，搅拌溶解，并调节pH值至8。之后用0.1 mol/L的硫酸标准溶液滴定至pH值为3.74，并计算取代度，具体公式［6］：

B=2MVam（1）

DS=0.062B1－0.08B （2）

式中：DS为取代度，mol/L；M为硫酸标准溶液浓度，mol/L；V为所用硫酸标准溶液体积，mL；a为CMC纯度，%；m为CMC质量，g。

1.2.2 黏度测试

使用黏度计对试样的黏度进行测试。

1.2.3 粒度测试

通过粒度分析仪对试样的粒度大小情况进行测试。

1.2.4 红外测试

通过红外光谱仪对试样进行红外分析。

1.2.5 DSC测试

采用差示扫描量热仪对试样进行DSC分析。

1.2.6 溶胀率（SR）测试

通过测试试样完全溶胀前后的质量情况，分析试样的溶胀率。

1.2.7 力学性能测试

通过强力机对试样进行力学性能测试。

1.2.8 吸湿动力测试

将CMC水凝胶纤维烘干，备用；之后配置生理盐水溶液（质量分数为0.9%的NaCl溶液）和模仿血液溶液（依据英国药典，其中，钠离子和钙离子用量分别为142、2.5 mmol/L）。将CMC水凝胶纤维分别放在生理盐水溶液、模仿血液溶液和蒸馏水中，每隔10 s取出吸干表面水分并称重记录，绘制吸湿动力曲线［7］。

1.2.9 观察指标

压疮发生情况：依据压疮分期标准，分为Ⅰ～Ⅳ期［8］。

过敏发生情况：观察并记录患者过敏出现情况。

家长满意度：自制满意度调查问卷，总分为0～10分；0～2、3～5、6～8和9～10分分别评定为不满意、一般、基本满意、非常满意。

2 结果与讨论

2.1 CMC分析

2.1.1 基本性能

本试验通过控制一氯乙酸和氢氧化钠的用量，制备出4种不同取代度的CMC试样，其取代度和黏度情况如表1所示。

由表1可知，随着CMC取代度的增加，黏度基本上呈现降低的变化。但是当取代度为0.61 mol/L时，CMC的黏度突然降至最低，仅为1 016 MPa·s。

2.1.2 粒径分析

普通棉浆粕与各CMC试样的平均粒径大小的测试结果如图1所示。

从图1可以看出，相对于普通棉浆粕粉末，各CMC试样的平均粒径大小减小很多。对于普通棉浆粕粉末，其平均粒径大小为6.126 μm，而对于各CMC试样，其颗粒的粒径基本在1 μm以上，且随着取代度的增加，粒径不断减小。在本试验制备CMC的过程中，先是棉浆粕粉碎，然后碱化、醚化，CMC试样颗粒的大小可以表现出CMC羧甲基化的程度［9］。因此，由以上现象可知，制备CMC过程中发生了羧甲基反应。

2.1.3 红外分析

图2为普通棉浆粕与各CMC试样的红外图谱。

从图2可以看出，普通棉浆粕与各CMC试样的主要吸收峰的出现情况基本相同，但强度、峰形存在差异。可观察到，随着取代度的增加，峰形不断增大，且比原本的普通棉浆粕峰形更加尖锐。这表明，取代度高的CMC试样中含有更多的—CH2—COONa基团，这也反映了羧甲基化的发生以及反应程度。

2.2 CMC水凝胶分析

2.2.1 DSC分析

本试验对制备的不同取代度CMC水凝胶进行DSC分析，结果如图3所示。

从图3可以看出，对于不同取代度的CMC水凝胶，相变温度基本差别不大，都在82 ℃左右。但可观察到，随着取代度的增加，相变温度存在较小幅度的提高。从A1水凝胶到A4水凝胶，相变温度从79.4 ℃渐渐提高到88.1 ℃。发生这种现象的原因是，当CMC的取代度增加时，CMC水凝胶与水的结合能力会增强，从而提高了对水的保持能力，因此，材料的相变温度会增加［10］。由此可见，较高的取代度可以增加CMC水凝胶的保水能力。

2.2.2 SR分析

本试验将不同取代度的CMC水凝胶样品，在15 ℃到60 ℃温度的蒸馏水中浸泡12 h以上，使CMC水凝胶充分吸水，并分析其溶胀率情况，结果如图4所示。

从图4可以看出， 当蒸馏水的温度不断增加时，CMC水凝胶的溶胀率也在不斷提高。同时，在温度一定的情况下，随着取代度的增加，CMC水凝胶的溶胀率也增加。当浸泡温度为15 ℃时，A1水凝胶与A4水凝胶的溶胀率分别是1.212、1.835 g/g；当浸泡温度提高至60 ℃时，A1水凝胶与A4水凝胶的溶胀率分别提升至2.455、3.636 g/g。这些现象表明，温度和取代度的提高，可以增加CMC水凝胶的溶胀率，提高CMC水凝胶的保水性能。

2.3 CMC水凝胶纤维分析

2.3.1 力学性能

将各CMC水凝胶纤维在烘干处理后，用强力机进行测试，结果如图5所示。

从图5可以看出，随着取代度的增加，CMC水凝胶纤维的强度和伸度基本上呈现不断提高的趋势。其中，A4材料所制备的CMC水凝胶纤维具备最佳的力学性能，其强度和伸度分别是50.28 cN/TEX、59.07%。这表明，在力学性能方面，本试验制备的CMC水凝胶纤维远远高于普通的棉纤维。并且，用A4材料所制备的CMC水凝胶纤维力学性能较好，完全符合医用敷料的标准［11］。

2.3.2 吸湿动力学分析

作为医用敷料的CMC水凝胶纤维材料，本试验对A4材料制备的CMC水凝胶纤维吸收蒸馏水、生理盐水溶液以及模仿血液溶液的能力进行测试，绘制吸湿动力学曲线，结果如图6所示。

从图6可以看出，对于不同的吸液环境，CMC水凝胶纤维的吸湿动力学曲线均表现为先快速吸湿，吸湿率迅速增加，然后在200 s左右开始缓慢吸湿，吸湿率逐渐趋于平缓。其中，CMC水凝胶纤维对蒸馏水的吸湿效果是最好的，在吸湿平衡时的吸水率能达到751%。这表明，作为医用纤维，CMC水凝胶纤维对蒸馏水的吸湿能力是非常可观的。除此之外，CMC水凝胶纤维对生理盐水溶液以及模仿血液溶液的吸湿效果相对较差，但在吸湿较为平衡时的吸湿率也能超过450%，吸湿效果良好。从图6还可观察到，在生理盐水溶液以及模仿血液溶液中，吸湿动力学曲线在纤维吸湿较平衡后，依然有缓慢增长的趋势。这主要是因为在生理盐水溶液以及模仿血液溶液中含有钠离子和钙离子，会与CMC上的羟基、羧基之间发生反应并结合，因此，CMC水凝胶纤维的重量增加，吸湿率提高［12］。综上，该CMC水凝胶纤维对蒸馏水、生理盐水溶液以及模仿血液溶液均具备较好的吸湿效果，满足医用敷料的要求。

2.4 临床应用

使用取代度为0.95 的CMC水凝胶纤维材料作为水胶体敷料组，并与常规性护理组进行对比，确定CMC水凝胶纤维材料的临床应用效果。

2.4.1 压疮发生情况

水胶体敷料组患者的压疮发生率3.33%低于常规性护理组30.00%（P<0.05）；具体结果如表2所示。

2.4.2 过敏发生情况

水胶体敷料组患者的过敏发生率3.33%低于常规性护理组26.67%（P<0.05）；具体结果如表3所示。

2.4.3 家长满意度

水胶体敷料组患者的家长满意度96.67%高于常规性护理组73.33%（P<0.05）；具体结果如表4所示。

在先天性心脏病患儿护理中，水胶体敷料能够对操作过程中可能损伤患儿皮肤的现象进行有效预防，将患儿感染率降低到最低限度。其原因是水体胶敷料护理中对敷料粘贴方法进行规范，对干燥、清洁的敷料进行保持［13］。同时，水体胶敷料具有柔软的质地、光滑的表面，能够将摩擦力有效减少，因此能够有效防护患儿皮肤［14］。另外，水体胶敷料弹性良好，且不易移位，紧密贴合面膜后不易有漏气现象发生，从而将患儿的痛苦减轻，将护理质量提升，从而促进患儿早日康复［15］。

3 结语

（1）制备CMC过程中发生了羧甲基反应，取代度越高，粒径越小，羧甲基反应程度越强;

（2）本试验中，取代度为0.95 mol/L的CMC水凝胶纤维材料综合性能最佳，其CMC黏度为4 711 MPa·s，强度和伸度分别是50.28 cN/TEX、59.07%，对蒸馏水吸湿效果达到751%，对生理盐水溶液和模仿血液溶液的吸湿效果超过450%，符合医用敷料的相关标准要求;

（3）在临床应用中，水胶体敷料组的压疮发生率、过敏发生率均低于常规性护理组，且患者的家长满意度高于常规性护理组。因此，CMC水凝胶纤维水胶体敷料可以有效改善护理质量，临床疗效显著。

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