技术领域
[0001] 本
发明涉及一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化
纤维素的方法，属于纺织领域的天然纤维制备与止血用氧化纤维素应用的技术领域。
背景技术
[0002] 近年来医用可吸收止血材料引起了各国医学界和产业界的高度重视，随着对止血材料性能要求的提高，开发止血效果更佳、绿色、环保、可降解、无毒、无
副作用、无刺激性、具有良好
生物相容性的医用可吸收止血材料势在必行。目前医用止血材料主要有纤维蛋白胶、明胶海绵、氧化纤维素、微纤维胶原、壳聚糖及藻酸
钙纤维等类型。从自然界中寻找优良的
生物质材料进行加工改进，制备方法简单、成本低廉、止血效果较好的新型可吸收止血材料，成为一种理想的选择。
[0003] 从
棉、麻纤维及各种天然纤维素材料中提取的纤维素基止血材料受到人们的广泛青睐。氧化纤维素(Oxidized Cellulose，也称为6-羧基纤维素)为纤维素的衍生物，具有多孔和
比表面积大的特性，有良好生物相容性、
生物可降解性并且无毒，可作为止血材料被应用在医疗领域。将氧化纤维素制成的医用纱布植入体内后，其羧基与
血浆中的Ca2+发生交联，导致氧化纤维素与血红蛋白反应，形成人工血
块，从而起到止血作用。目前临床上用作止血纱布的氧化纤维素商用产品为美国强生公司的“速即纱”(SURGICEL)，但其产品现有形态不利于与其他产品结合，且生产工艺比较复杂，成本高，价格昂贵，生产过程中氧化液浪费严重，亟待开发更好的替代产品，探究更优的医用止血氧化纤维素制备工艺是一个迫切的命题。
[0004] 苎麻是一种性能优异的天然纤维素纤维，其纤维坚韧，富有光泽，且具有耐腐、不易发霉的特性。苎麻原麻的主要成分为纤维素，此外还含有木质素，果胶，半纤维素等非纤维素成分，统称为胶质。在利用之前，必须把缠绕在纤维素上的胶质去掉。苎麻氧化脱胶是选用特定的
氧化剂，把苎麻纤维中的胶质分子切断，氧化降解成小分子，同时保留纤维素成分的脱胶方法。氧化脱胶具有反应时间快，成本低，易操作，污染小，能耗少的优点，是目前天然纤维制备领域的研究热点。但是，某些氧化剂的氧化性比较强，随着氧化程度的加深，也容易把纤维素大分子链
葡萄糖基环上的C6位伯羟基氧
化成羧基，生成氧化纤维素(即6-羧基纤维素)，具备一定的
吸附性能。因此，在苎麻氧化脱胶制备纤维的过程中，合理选择氧化体系及调控工艺条件，可以一举多得，既可以脱除胶质成分，也能温和地把纤维素上的羟基氧化成羧基，生成具有吸附性能的氧化纤维素，实现天然纤维提取及医用止血材料制备的双重目标，从而达到减少流程时间，节约药品和成本，提高效率的目的。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，通过研究氧化脱胶与氧化纤维素生成之间的关系，合理控制反应
进程，让苎麻脱胶与吸附性氧化纤维素的生成同时同浴进行，取得最优的脱胶效果，制备适用于止血用的纤维素类吸附剂，提高纤维素衍生物的附加值。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，其特征在于：该方法由以下3个步骤组成：
[0007] 步骤1：原麻纤维预处理
[0008] 将苎麻原麻
粉碎成短纤维，将短纤维放入密闭容器中平衡
水分，测定短纤维的回潮率；称量短纤维
质量，根据回潮率计算其纤维干重；在短纤维中加入去离子水，通过浸泡使原麻纤维素充分润湿溶胀；
[0009] 步骤2：纤维素的氧化处理
[0010] 将重量百分浓度为2％～10％氧化剂、0.5％～5％纤维素保护剂、0.5％～4％纤维膨胀剂、0.5％～3％
表面活性剂、0.5％～3％螯合剂和蒸馏水配成脱胶反应液；将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液在反应器中混合，调节脱胶液的初始pH值为3.0～14.0，将反应器放入恒温水浴锅中，在避光条件下搅拌反应器内的混合物，把水浴锅升温到50～100℃，保温40～150min，利用氧化剂的氧化性充分去掉原麻中的胶质，同时把带有羟基的纤维素氧化成含有大量羧基的氧化纤维素；
[0011] 步骤3：氧化纤维素的洗涤及稳定化处理
[0012] 将反应后的纤维用
有机溶剂浸泡洗涤，除去未反应的氧化剂，然后用去离子水充分清洗浸泡；所制得的混合物进行离心分层，将上层清液转移到另一容器中，剩余的浓缩纤维素悬浮液放入
真空冷冻干燥仪中，采用液氮冷冻干燥成型，制得粉态的氧化纤维素吸附剂，最后放入冷冻室储存。
[0013] 优选地，所述步骤1中，粉碎成的短纤维细度为20～100目，在短纤维中加入蒸馏水使纤维素固体在蒸馏水中质量百分比浓度为1％～10％，蒸馏水浸泡时间为12～48h。
[0014] 优选地，所述步骤2中，将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液按质量比为1∶10在反应器中混合；调节脱胶液初始pH值所用的溶液为0.1mol/L的NaOH溶液或0.1mol/L的HCl溶液；搅拌反应器内的混合物是用磁
力搅拌器以200rpm的速度连续搅拌。
[0015] 优选地，所述步骤2中，氧化剂为溴酸钠，氯酸钠，亚氯酸钠，四甲基哌啶氧化物-
次氯酸钠-溴化钠三元复合氧化体系，
硝酸-
磷酸-亚硝酸钠氧化体系，过
碳酸钠，高碘酸钠，高碘酸
钾，次氯酸钠，过碳酸钾，氯酸钠，溴酸钠中的一种或几种。
[0016] 优选地，所述步骤2中，纤维素保护剂为聚苯烯酸钠，蒽醌，氢氧化镁，聚乙烯醇，水玻璃，聚丙烯酰胺，
硅酸镁，乙酰苯胺，间苯二酚，
柠檬酸钠，苯
甲酸钠中的一种或几种。
[0017] 优选地，所述步骤2中，纤维膨胀剂包括尿素，乙二胺，液
氨，硫脲，4-甲基吗啉-N-氧化物，
铜乙二胺，二甲基亚砜中的一种或两种。
[0018] 优选地，所述步骤2中，表面活性剂为聚乙烯醇，十二烷基苯磺酸钠，十二
烷基磺酸钠，十二烷基
硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)，平平加中的一种或两种。
[0019] 优选地，所述步骤2中，
金属离子螯合剂包括氨基三乙酸，乙二胺四亚甲基膦酸钠，二乙烯三胺五甲叉膦酸，乙二胺二邻苯基乙酸钠，羟基乙叉二膦酸及其钠盐，聚
丙烯酸钠，乙二胺四甲叉膦酸钠中的一种或几种。
[0020] 优选地，所述步骤3中，浸泡反应后纤维所用的
有机溶剂为丙三醇，乙二醇，丙
酮，1，3-丙二醇中的一种或两种，浓度为0.1mol/L，浸泡洗涤时间为0.5～2h。
[0021] 优选地，所述步骤3中，用去离子水充分清洗浸泡的时间为24h；所制得的混合物通过离心机进行离心分层，离心机转速为6000～12000rpm，离心次数为3～6次；冷冻干燥成型的
温度为-40～-60℃，冷冻干燥成型的压力10～60Pa，冷冻干燥成型的时间为4～10h。
[0022] 本发明提供的方法以天然苎麻纤维为原料，研制和开发出新型氧化纤维素类吸附剂。选用特定的氧化剂，合理调控反应工艺条件，在脱除原麻中胶质成分的同时，把纤维素链上的C6位伯羟基选择性氧化成羧基，改变纤维素的结构，赋予纤维素新的功能，使其成为具有止血功能的氧化纤维素，拓展了纤维素的应用领域。
[0023] 本发明提供的方法克服了现有苎麻氧化脱胶和止血用氧化纤维素制备技术的不足，流程简单，将原有的两道工序合为一道工序，使总反应时间缩短，节约药品和成本，效率大大提高。同时制备方法工艺简单，环境友好，反应条件温和，设备要求低，便于规模化生产。所得产品的残胶率为2.0％～2.3％，聚合度为300～500，羧基含量为18％～22％，止血速度快，止血效率高，效果稳定，具有体内吸收时间短、广谱杀菌消炎，促进
伤口愈合等优点，另外不受创面大小和部位的影响。与现有止血医用材料相比，本发明的氧化纤维素具有环境友好、反应条件温和、设备要求低、化学
稳定性好等优点，可广泛适用于战伤、创伤等状况的快速止血。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体
实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
[0025] 实施例1
[0026] 一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法如下：
[0027] 将苎麻原麻用粉碎机粉碎成细度为40目的短纤维，放入带有
密封圈的容器中平衡水分，测定短纤维的回潮率为9.2％。称量短纤维质量为21.10g，根据回潮率计算其纤维干重为19.16g。加入去离子水使原麻纤维素质量浓度在6％，浸泡48h，使其充分润湿。将氯酸钠0.4g，间苯二酚0.1g，4-甲基吗啉-N-氧化物0.1g，聚乙烯醇0.1g，氨基三乙酸0.1g，加199.2g水配成脱胶液；将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液按质量比为1∶10混合，以1000mL棕色锥形瓶作为反应器。用0.1mol/L的NaOH溶液调节脱胶溶液的pH值至8.0，在避光条件下用磁力搅拌器以200rpm的速度连续搅拌苎麻原料和脱胶溶液的混合物。把水浴锅升温到100℃，在此温度下保温40min，利用氧化剂的氧化性充分去掉苎麻原麻中的胶质，同时把C6位的伯羟基氧化成羧基，生成6-羧基氧化纤维素。将反应后的纤维用0.1mol/L的丙酮水溶液浸泡2h，除去未反应的氧化剂，然后用去离子水充分清洗浸泡24h。最后采用转速为
11000rpm的离心机离心洗涤3次，将上层清液转移到另一容器中，剩余的浓缩纤维素悬浮液放入真空冷冻干燥仪中；在-60℃温度和50Pa压力下进行处理干燥4h，最终得到粉态的氧化纤维素吸附剂，最后放入冷冻室储存。
[0028] 选用4只成年新西兰家兔(雌雄各半，体重2.5～3kg)作为实验动物，给实验兔
耳缘静脉注射戊巴比妥钠溶液使其全身麻醉，切开其背部肌肉层，暴露面积约2cm×2cm。将制得的氧化纤维素(面积1cm×1cm)平铺于创面，考察其止血效果。缝合伤口，分别于试验后第6和第9天打开伤口，观察吸收情况。
[0029] 利用20g/L的NaOH溶液煮沸测定氧化纤维素的残胶率为2.3％，利用
X射线衍射仪测定氧化纤维素的结晶度60.12％，利用铜乙二胺黏度法测试氧化纤维素的聚合度(DP)为300，利用酸
碱中和滴定法测试氧化纤维素的羧基含量为18.0％。家兔背部肌肉植入试验表明，氧化纤维素贴在动物伤口创面100秒内即可有效止血。在第6天时氧化纤维素部分降解，第9天时几乎完全降解。
[0030] 由此可见，本发明提供的一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，制得的止血用氧化纤维素残胶率小，结晶度和聚合度适中，羧基含量高，同时止血速度快，止血性能稳定，吸收效果好。
[0031] 实施例2
[0032] 一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法如下：
[0033] 将苎麻原麻用粉碎机粉碎成细度为20目的短纤维，放入带有密封圈的容器中平衡水分，测定短纤维的回潮率为9.2％。称量短纤维质量为21.20g，根据回潮率计算其纤维干重为19.25g。加入去离子水使原麻纤维素质量浓度在1％，浸泡24h，使其充分润湿。将四甲基哌啶氧化物-次氯酸钠-溴化钠三元复合氧化体系1g，
苯甲酸钠0.5g，尿素0.4g，十二烷基磺酸钠0.3g，聚丙烯酸钠0.3g，加197.5g水配成脱胶液；将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液按质量比为1∶10混合，以1000mL棕色锥形瓶作为反应器。用0.1mol/L的HCl溶液调节脱胶溶液的pH值至3.0，在避光条件下用磁力搅拌器以200rpm的速度连续搅拌苎麻原料和脱胶溶液的混合物。把水浴锅升温到85℃，在此温度下保温100min，利用氧化剂的氧化性充分去掉苎麻原麻中的胶质，同时把C6位的伯羟基氧化成羧基，生成6-羧基氧化纤维素。将反应后的纤维用0.1mol/L的丙三醇水溶液浸泡0.5h，除去未反应的氧化剂，然后用去离子水充分清洗浸泡24h。最后采用转速为6000rpm的离心机离心洗涤4次，将上层清液转移到另一容器中，剩余的浓缩纤维素悬浮液放入真空冷冻干燥仪中；在-40℃温度和20Pa压力下进行处理干燥4h，最终得到粉态的氧化纤维素吸附剂，最后放入冷冻室储存。
[0034] 选用4只成年新西兰家兔(雌雄各半，体重2.5～3kg)作为实验动物，给实验兔耳缘静脉注射戊巴比妥钠溶液使其全身麻醉，切开其背部肌肉层，暴露面积约2cm×2cm。将制得的氧化纤维素(面积1cm×1cm)平铺于创面，考察其止血效果。缝合伤口，分别于试验后第6和第9天打开伤口，观察吸收情况。
[0035] 利用20g/L的NaOH溶液煮沸测定氧化纤维素的残胶率为2.1％，利用X射线衍射仪测定氧化纤维素的结晶度61.09％，利用铜乙二胺黏度法测试氧化纤维素的聚合度(DP)为500，利用酸碱中和滴定法测试氧化纤维素的羧基含量为22.0％。家兔背部肌肉植入试验表明，氧化纤维素贴在动物伤口创面100秒内即可有效止血。在第6天时氧化纤维素部分降解，第9天时几乎完全降解。
[0036] 由此可见，本发明提供的一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，制得的止血用氧化纤维素残胶率小，结晶度和聚合度适中，羧基含量高，同时止血速度快，止血性能稳定，吸收效果好。
[0037] 实施例3
[0038] 一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法如下：
[0039] 将苎麻原麻用粉碎机粉碎成细度为60目的短纤维，放入带有密封圈的容器中平衡水分，测定短纤维的回潮率为8.9％。称量短纤维质量为22.02g，根据回潮率计算其纤维干重为20.06g。加入去离子水使原麻纤维素质量浓度在3％，浸泡36h，使其充分润湿。将硝酸-磷酸-亚硝酸钠氧化体系2.0g，水玻璃1.0g，硫脲0.8g，十二烷基苯磺酸钠0.6g，二乙烯三胺五甲叉膦酸0.6g，加195.0g水配成脱胶液；将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液按质量比为1∶10混合，以1000mL棕色锥形瓶作为反应器。用0.1mol/L的NaOH溶液调节脱胶溶液的pH值至
14.0，在避光条件下用磁力搅拌器以200rpm的速度连续搅拌苎麻原料和脱胶溶液的混合物。把水浴锅升温到50℃，在此温度下保温150min，利用氧化剂的氧化性充分去掉苎麻原麻中的胶质，同时把C6位的伯羟基氧化成羧基，生成6-羧基氧化纤维素。将反应后的纤维用
0.1mol/L的乙二醇水溶液浸泡1h，除去未反应的氧化剂，然后用去离子水充分清洗浸泡
24h。最后采用转速为10000rpm的离心机离心洗涤6次，将上层清液转移到另一容器中，剩余的浓缩纤维素悬浮液放入真空冷冻干燥仪中；在-60℃温度和10Pa压力下进行处理干燥6h，最终得到粉态的氧化纤维素吸附剂，最后放入冷冻室储存。
[0040] 选用4只成年新西兰家兔(雌雄各半，体重2.5～3kg)作为实验动物，给实验兔耳缘静脉注射戊巴比妥钠溶液使其全身麻醉，切开其背部肌肉层，暴露面积约2cm×2cm。将制得的氧化纤维素(面积1cm×1cm)平铺于创面，考察其止血效果。缝合伤口，分别于试验后第6和第9天打开伤口，观察吸收情况。
[0041] 利用20g/L的NaOH溶液煮沸测定氧化纤维素的残胶率为2.0％，利用X射线衍射仪测定氧化纤维素的结晶度59.82％，利用铜乙二胺黏度法测试氧化纤维素的聚合度(DP)为418，利用酸碱中和滴定法测试氧化纤维素的羧基含量为20.14％。家兔背部肌肉植入试验表明，氧化纤维素贴在动物伤口创面100秒内即可有效止血。在第6天时氧化纤维素部分降解，第9天时几乎完全降解。
[0042] 由此可见，本发明提供的一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，制得的止血用氧化纤维素残胶率小，结晶度和聚合度适中，羧基含量高，同时止血速度快，止血性能稳定，吸收效果好。
[0043] 实施例4
[0044] 一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法如下：
[0045] 将苎麻原麻用粉碎机粉碎成细度为100目的短纤维，放入带有密封圈的容器中平衡水分，测定短纤维的回潮率为9.0％。称量短纤维质量为21.35g，根据回潮率计算其纤维干重为19.43g。加入去离子水使原麻纤维素质量浓度在10％，浸泡12h，使其充分润湿。将高碘酸钠1.5g，蒽醌0.6g，尿素0.3g，平平加0.2g，聚丙烯酸钠0.2g，加197.2g水配成脱胶液；将苎麻原麻短纤维和脱胶反应液按质量比为1∶10混合，以1000mL棕色锥形瓶作为反应器。
用0.1mol/L的HCl溶液调节脱胶溶液的pH值至5.0，在避光条件下用磁力搅拌器以200rpm的速度连续搅拌苎麻原料和脱胶溶液的混合物。把水浴锅升温到90℃，在此温度下保温
120min，利用氧化剂的氧化性充分去掉苎麻原麻中的胶质，同时把C6位的伯羟基氧化成羧基，生成6-羧基氧化纤维素。将反应后的纤维用0.1mol/L的丙酮水溶液浸泡1.5h，除去未反应的氧化剂，然后用去离子水充分清洗浸泡24h。最后采用转速为12000rpm的离心机离心洗涤5次，将上层清液转移到另一容器中，剩余的浓缩纤维素悬浮液放入真空冷冻干燥仪中；
在-50℃温度和60Pa压力下进行处理干燥10h，最终得到粉态的氧化纤维素吸附剂，最后放入冷冻室储存。
[0046] 选用4只成年新西兰家兔(雌雄各半，体重2.5～3kg)作为实验动物，给实验兔耳缘静脉注射戊巴比妥钠溶液使其全身麻醉，切开其背部肌肉层，暴露面积约2cm×2cm。将制得的氧化纤维素(面积1cm×1cm)平铺于创面，考察其止血效果。缝合伤口，分别于试验后第6和第9天打开伤口，观察吸收情况。
[0047] 利用20g/L的NaOH溶液煮沸测定氧化纤维素的残胶率为2.1％，利用X射线衍射仪测定氧化纤维素的结晶度62.10％，利用铜乙二胺黏度法测试氧化纤维素的聚合度(DP)为409，利用酸碱中和滴定法测试氧化纤维素的羧基含量为19.0％。家兔背部肌肉植入试验表明，氧化纤维素贴在动物伤口创面100秒内即可有效止血。在第6天时氧化纤维素部分降解，第9天时几乎完全降解。
[0048] 由此可见，本发明提供的一种苎麻氧化脱胶过程中制备止血用氧化纤维素的方法，制得的止血用氧化纤维素残胶率小，结晶度和聚合度适中，羧基含量高，同时止血速度快，止血性能稳定，吸收效果好。
