CN1114728C - 止血纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用止血纤维。其特征是该止血纤维重量百分比配方为：明胶91～99%；聚乙烯吡咯烷酮1～9%；其方法的特征是按配方制成纺丝原液，经过滤、脱泡后，采用离心法纺丝，所得纤维迅速干燥成型，并直接收集、包装、消毒即得产品；纺丝工艺参数是：原液温度40～65℃；泵料速度60～300克/分钟；离心盘线速度4000～8000米/分钟；纺丝温度180～280℃；干燥成型10～40秒。本发明纤维平均细度为1.5微米，质地柔软，比表面积大，没有任何对人体不利的组分或工艺，医用安全，止血效果良好。
Description
本发明涉及一种医用纤维材料及其制造方法，具体为止血纤维及其制造方法。其IPC主分类号拟为D06M15/327。
止血纤维是一种医用纤维材料。由于纤维材料表面积比一般医用薄膜、海绵等的表面积大得多，可以扩大其与出血创面血液的接触面积，使血小板比较容易粘附或吸附在纤维表面上，因而有利于出血创面血液的凝固，达到迅速止血目的。据检索，现有的止血纤维多以明胶为主要成分制造，工艺方法也各异。例如，中国专利CN85109219A公开了一种用干法纺丝工艺替代湿法纺丝工艺的制造止血纤维的技术。其止血纤维中明胶/聚乙烯醇(40-65/35-60)的含量为40-50％，其余主要为软水；又如中国专利CN1157355A公开了一种“止血纤维组成及其气体牵伸法纺丝工艺”。其止血纤维中的明胶含量提高到70-90％，其余也为聚乙烯醇(10-30％)或添加少量其他添加物。明胶是一种易于被人体吸收的蛋白质，医用无害，因而人们总是希望提高明胶在止血纤维中的比例，以改善止血纤维的医用效果。但高比例甚至纯明胶止血纤维的纺丝和成纤性能不好，因此现有技术又总是不得不添加相当数量的聚乙烯醇，以改善其纺丝和成纤性能。但聚乙烯醇是一种人体不易吸收的高分子化合物，医用性能不理想。更为重要的是，现有技术中均采用甲醛进行止血纤维的相应处理(如上述二例)，对人体和环境就明显不利或说有害，也是先进技术标准所明文禁止的。可以说，这是现有止血纤维不能实际应用和广泛推广的主要症结。此外，止血纤维现有技术的工艺过程也较为复杂，工序多，周期长，效率低，技术优势不明显。
本发明的目的在于提供一种高比例明胶含量，不含人体不能吸收添加物的止血纤维及其高效安全的制造方法，且该方法纺丝和成纤性能良好，没有任何可能对人体或环境带来有害影响的工艺过程。
本发明目的是如下实现的：设计一种以明胶为主要成分的止血纤维，其特征在于该止血纤维混溶组分的重量百分比配方为：
明胶 91～99％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～9％。
设计一种适用于生产上述止血纤维的制造方法。其特征在于按所述的配方制成纺丝原液，经搅拌混溶、过滤、脱泡后，采用离心法纺丝，所得纤维迅速干燥成型，并直接收集、包装、消毒，即制得所述的止血纤维；所述的离心法纺丝工艺参数是：
纺丝原液温度 40～65℃；
泵供料液速度 60～300克/分钟；
离心盘线速度 4000～8000米/分钟；
纺丝温度 180～280℃；
所述纤维迅速干燥成型的时间为10～40秒。
本发明止血纤维的明胶含量可高达91-99％，甚至更高，大大超过现有技术的水平。本发明产品完全抛弃现有技术止血纤维中的添加物——聚乙烯醇，而采用了聚乙烯吡咯烷酮作为少量添加物。聚乙烯吡咯烷酮虽也是一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，如胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶性或凝聚作用等，但它与现有技术聚乙烯醇相比，突出的性能是其良好的溶解性和生物相容性，对皮肤、粘膜、眼等人体敏感部位没有任何不良刺激或副作用，对人体不产生抗原性，也不抑制人体抗体的生成，医用安全可靠。聚乙烯吡咯烷酮已被美国、英国、德国、法国、欧州等国或地区药典收录，也已被世界各国的卫生机构所接受。经送检，本发明产品的“急性毒性试验(小鼠)”结论是“按《化学物质急性毒性计量分级标准》，本品属于实际无毒”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO97-589)；“细胞毒性试验”结论是“细胞毒性实验合格”(天津市医用生物材料中心检验报告书——NO980108)；“急性皮肤刺激”检验结论是“对家兔皮肤无刺激作用”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO97-590)；“皮内刺激试验”结论也是“对家兔皮肤无刺激作用”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO97-388)；“皮肤致敏试验”检验结论是“该样品的致敏反应率为0，分度为I度，与阴性对照组比无明显差异，表明本样品皮肤致敏试验合格。”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO98-348)。
本发明止血纤维不但不含有任何可能或潜在的医用安全隐患，首先保证了无毒无刺激等医用安全性能指标，而且吸血、止血等功能性指标也达到良好程度。经送检，本发明止血纤维的“溶血试验”检验结论是“止血纤维敷料的溶而率为0％，符合ISO＜5％的规定，溶血试验合格。”(天津市医用生物材料中心检验报告书——NO980107)；“可吸收性试验”的结论是“本止血纤维腹腔内具有可吸收性”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO99-035)；“止血试验”的检验结论是“1.止血纤维有明显的止血效果。2.止血纤维的内脏止血作用强于外伤血管的止血作用，且吸收较快，不易造成和其它组织粘连。”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO99-034)。
本发明独创的止血纤维离心法纺丝工艺，不但解决了高比例明胶含量纺丝和成纤性能差的问题，而且也比现有止血纤维干法纺丝工艺和气体牵伸法纺丝工艺设备减少，流程缩短，控制容易，成本降低，效率提高。特别是本发明止血纤维在纺丝工艺的全部过程中没有使用有害的甲醛，真正杜绝了“三废”污染，保证了医用安全，有利于该产品的实际应用和推广。
下面结合实施例及附图进一步叙述本发明：
图1为本发明方法的工艺流程图；
图2为作对比的现有技术方法的工艺流程图。
在本发明的止血纤维配方中，除了较大比例的提高了(从现有技术的70--90％提高到91-99％)人体易于吸收的明胶含量外，而且还设计少量加入、可以放心使用的聚乙烯吡咯烷酮，以取代现有技术中人体不易吸收的合成高分子化合物聚乙烯醇，因而本发明产品的医用效果和安全性能比现有技术产品有很大提高。
为了解决高比例明胶含量纺丝和成纤性能不理想的问题，本发明还独创了离心法纺丝工艺。其纺丝工艺过程具体如下(参见图1)：将各种所述的配方原料分别或同时溶解、混合、过滤、脱泡后，制得纺丝原液；所得纺丝原液经计量泵以一定的流量泵入离心纺丝机，直接纺制成短纤维；所得短纤维在下落过程中与净化后的热空气交汇，直接实现烘干。由于本发明方法所得的产品纤维很细，纤维中的水分在其下落过程中即可迅速蒸发掉，纤维落到接收器时已经干燥；干燥的纤维直接进行抽真空包装，然后用射线灭菌方法消毒，即可高效安全地制成本发明的止血纤维产品。
本发明的离心法纺丝工艺参数是：
纺丝原液温度 40℃～65℃；
泵供料液速度 60～300克/分钟；
离心盘线速度 4000～8000米/分钟；
纺丝温度 180℃～280℃
纤维干燥成型的时间仅为10～40秒。
在上述配方、方法和工艺条件下，可顺利进行纺丝。当泵供料液速度在60～200克/分钟，离心盘线速度控制在5000～8000米/分钟时，所纺止血纤维的平均直经可达到1.5μm(天津市理化分析中心分析报告NO99-526)。由于本发明纺制的止血纤维直径很细、质地更加柔软，纤维的比表面积增大，因而可进一步提高其医用止血效果和受术者创伤面的舒适感。
图2为现有技术(CN1157355A)的工艺流程图。与之对比可以清楚地看出，本发明方法工艺流程(图1)去除了在气体牵伸法纺丝工艺中所必备的压缩空气气源及其配套装置，设备减少，无此能耗，成本降低；与传统的湿法纺丝很长的工艺过程相比，流程大为缩短；与现有干法纺丝工艺相比，也省去了卷绕、集束和切断等工序，因而可使产品生产周期缩短，能耗减少，生产效率显著提高，而成本却大幅降低。
为了进一步改善和提高医用性能和效果，本发明的配方中还可以分别或同时增加少量或微量对人体无害且易于吸收的添加物，如水溶性壳聚糖、海藻酸钠等。水溶性壳聚糖物质是从甲壳类动物中提取的甲壳素经羧化改性处理得到的一种壳聚糖衍生物。它具有良好的生物相容性及生物活性。通过实验和临床观察，水溶性壳聚糖与生物体的细胞具有较好的亲合性；对血清、蛋白质等血液成分具有很大的吸附能力；对血清中的中分子物质具有高透过性；产生抗原的可能性很小；与血液接触可较快产生凝血现象，形成凝血层；在生物体内通过酶的作用可以分解等。本发明的配方中少量加入水溶性壳聚糖可以增加止血纤维产品的止血效果及人体吸收性能。海藻酸钠是从天然海草中提取的一种物质。海藻酸钠具有良好的吸液性。本发明加入微量的海藻酸钠，就是利用其这一性能，使伤口创面快速得以清洁。海藻酸钠还会形成一层浓厚的凝胶覆盖在伤口上，进一步提高其止血功能，同时又可避免止血纤维敷布与伤口的粘连现象(参见前述的各相关检验报告结论)。
本发明的进一步特征是在主配方(即前述的配方，或称配方1)基础上增加所述的添加物，具体配方是：
配方2：明胶 92～98.5％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；
水溶性壳聚糖 0.5～3％。
配方3：明胶 94.5～98.99％；
海藻酸钠 0.01～0.5％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％。
配方4：明胶 91.5～98.49％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；
水溶性壳聚糖 0.5～3％；
海藻酸钠 0.01～0.5％
本发明无论那种配方，所用的明胶均为医用明胶。但不同分子量的医用明胶对纺丝性能和成纤效果有一定的影响。经实验研究，本发明选用医用明胶的分子量为10～13万。在此范围内，可以获得较好的本发明产品。同样，本发明添加物的海藻酸钠和水溶性壳聚糖也均为医药级。在上述的配方和工艺条件下，所述的添加物对纺丝和成纤效果没有任何显著影响。还应说明的是，尽管本发明所给配方中明胶的含量可高达99％，但并不排除用本发明方法纺制纯明胶(99％--100％的明胶)止血纤维的可能性，或者说，用本发明方法完全有可能纺制纯明胶止血纤维。实际上，发明人已作过这方面的有益尝试，取得了较为满意的效果。
本发明离心法纺丝工艺中的进一步特征是所得止血纤维产品采用先包装，后消毒的工艺方法；所述的包装采用真空包装，所述的消毒采用钴60γ射线照射消毒，射线的剂量范围在1.4～2.4万格瑞，剂量率为600格瑞/小时。这种包装、消毒方法一方面从根本上杜绝了先消毒、后包装工艺可能带来的二次污染，产品医用更为安全；另一方面，采用钴60γ射线消毒技术，生产效率可大幅提高。现有技术(CN1157355A)采用的后处理方法需要多道工序(见图2)，耗时很长。其中，远红外干燥箱烘干和甲醛蒸气熏蒸需要4～6小时，还要在平衡室中放置8小时后，才能把纤维分装入内包装袋中，用环氧乙烷灭菌消毒，然后再进行外包装，制成止血纤维成品。这种方法费时太长，能耗过多，效率很低，且有不安全或不卫生之虞。本发明方法的工艺流程简单，产品生产周期很短，不但一步成纤(即离心法纺丝)，同时干燥，耗时仅10-40秒，效率很高，成本大降，而且先直接收集包装，后照射杀菌消毒，绝无二次污染的机会和可能，医用安全放心。“无菌试验”检验的结论证明，“经三个不同剂量(160、180、230拉德)照射的超细止血纤维均未见细菌生长”(天津市卫生防病中心、天津市食品卫生监督检验所检验报告书——NO99-033)。
还要特别指出的是：本发明不但在配方组分中没有使用人体不易吸收的合成高分子化合物聚乙烯醇，而且在纺丝工艺中也没有使用现有技术中所使用的甲醛，因而绝对避免了对人体和环境有害的甲醛可能带来的显在和潜在的损害或污染。因此，本发明无论从配方组分内容，还是从工艺方法过程，都没有任何可能产生污染之处，真正作到没有“三废”处理问题，生产非常安全，医用非常安全，可以称为“绿色止血纤维”或“绿色产品”。
以下给出本发明的具体实施例。
实施例1：
将237.5g分子量为13万的医药级明胶放入700g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把12.5g聚乙烯吡咯烷酮放入300g蒸馏水中，在40℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中，升温至75℃，搅拌混溶90分钟，然后将混合料过滤；过滤后的混合料液泵入高位罐中；在60℃下静置脱泡4小时后，将料液温度控制在60℃时打开阀门；混合料液通过计量泵进入离心纺丝机，泵供量或速度为150g/分钟，离心盘线速度为6000米/分钟，料液迅速被纺成短纤维；湿的短纤维在下落过程中，与纺丝温度为250℃的纺丝箱体中的热空气充分交汇，将纤维中的水分迅速蒸发掉；当纤维落到接收器时(约15秒)已经干燥。纤维经真空包装后，在剂量1.80万格瑞，剂量率为600格瑞/小时的钴60γ射线照射下，灭菌消毒，即制成本发明的成品止血纤维。
实施例2：
将247.5分子量为10万的医药级明胶放入800g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把2.5g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸馏水中，在40℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中，升温至75℃，搅拌混溶90分钟；然后将混合料过滤，在60℃下静置脱泡4小时；将料温控制在45℃后，打开阀门，混合料液通过计量泵进入离心纺丝机。纺丝及纤维的后处理与实施例1基本相同，其中泵供量调整为70g/分钟，离心盘线速度调整为4500米/分钟，纺丝温度调整为190℃。
实施例3：
将241.5g分子量为11万的医药级明胶放入500g蒸馏水中在常温下溶胀150分钟，把7.2g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸馏水中，1.3g市售羧化壳聚糖钠盐放入300g蒸馏水中在50℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中，升温至75℃搅拌混溶90分钟。然后将混合料过滤，过滤后的料液泵入高位罐中，在60℃下静置脱泡4小时，将料温控制在55℃后，打开阀门料液通过计量泵进入离心纺丝机，泵供量为300G/分钟，离心盘线速度为7600米/分钟，料液迅速纺成短纤维。湿的短纤维与纺丝箱体中的热空气交汇，纺丝温度为280℃，纤维中的水分迅速被蒸发，纤维落到接收器时(约35秒)已干燥。纤维经真空包装后，在剂量1.60万格瑞，剂量率为600格瑞/小时的钴60γ射线照射下消毒，制成为成品止血纤维。
实施例4：
将238g分子量为11万的医药级明胶放入500g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把4.5g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸馏水中，7.5g市售羧化壳聚糖钠盐放入300g蒸馏水中，在50℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中制成纺丝原液。纺丝及纤维后处理过程与实施例1相同。
实施例5：
将212.67g分子量为12万的医药级明胶放入500g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把7.3g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸馏水中，0.03g医药级水溶性海藻酸钠放入300g蒸馏水中，在50℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中，升温至75℃，搅拌混溶90分钟。然后将混合料液过滤，过滤后的混合料液泵入高位罐中，在60℃下静置脱泡4小时。纺丝及纤维后处理过程与实施例1相同。
实施例6：
将214.6g分子量为11万的医药级明胶放入500g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把4.4g聚乙烯吡咯烷酮放入100g蒸馏水中，1.0g医药级水溶性海藻酸钠放入400g蒸馏水中，在50℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中制成纺丝原液。纺丝及纤维后处理过程与实施例1相同。
实施例7：
将210.76g分子量为11万的医药级明胶放入400g蒸馏水中，在常温下溶胀150分钟；把4.4g聚乙烯吡咯烷酮放入100g蒸馏水中，4.4g市售羧化壳聚糖钠盐放入200g蒸馏水中，0.44g医药级水溶性海藻酸钠放入300g蒸馏水中，在50℃下溶解；将分别溶解的料液放入溶胀后的明胶中制成纺丝原液。纺丝及纤维后处理过程与实施例1相同。
Claims (10)
1.一种以明胶为主要成分的止血纤维，其特征在于该止血纤维混溶组分的重量百分比配方为：
明胶 91～99％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～9％。
2.根据权利要求1所述的止血纤维，其特征在于该止血纤维混溶组分的重量百分比配方为：
明胶 92～98.5％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；
水溶性壳聚糖 0.5～3％。
3.根据权利要求1所述的止血纤维，其特征在于该止血纤维混溶组分的重量百分比配方为：
明胶 94.5～98.99％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；
海藻酸钠 0.01～0.5％。
4.根据权利要求1所述的止血纤维，其特征在于该止血纤维混溶组分的重量百分比配方为：
明胶 91.5～98.49％；
聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；
水溶性壳聚糖 0.5～3％；
海藻酸钠 0.01～0.5％。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的止血纤维，其特征在于所用明胶分子量为10～13万的医用明胶。
6.一种适用于生产权利要求1、2、3或4所述止血纤维的制造方法，其特征在于按所述的配方制成纺丝原液，经搅拌混溶、过滤、脱泡后，采用离心法纺丝；所得纤维迅速干燥成型，并直接收集、包装、消毒，即制得所述的止血纤维；
所述的离心法纺丝工艺参数是：
纺丝原液温度 40～65℃；
泵供料液速度 60～300克/分钟；
离心盘线速度 4000～8000米/分钟；
纺丝温度 180～280℃；
所述纤维迅速干燥成型时间为10～40秒。
7.一种适用于生产权利要求5所述止血纤维的制造方法，其特征在于按所述的配方制成纺丝原液，经搅拌混溶、过滤、脱泡后，采用离心法纺丝；所得纤维迅速干燥成型，并直接收集、包装、消毒，即制得所述的止血纤维；
所述的离心法纺丝工艺参数是：
纺丝原液温度 40～65℃；
泵供料液速度 60～300克/分钟；
离心盘线速度 4000～8000米/分钟；
纺丝温度 180～280℃；
所述纤维迅速干燥成型时间为10～40秒。
8.根据权利要求6所述止血纤维的制造方法，其特征在于用该方法所制得的止血纤维的平均直经为1.5μm。
9.根据权利要求7所述止血纤维的制造方法，其特征在于用该方法所制得的止血纤维的平均直经为1.5μm。
10.根据权利要求8、9所述止血纤维的制造方法，其特征在于所得止血纤维产品采用先包装，后消毒的工艺方法；所述的包装采用真空包装，所述的消毒采用钴60γ射线消毒，射线的剂量范围在1.4～2.4万格瑞。
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