專利名稱：止血纖維及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種醫用纖維材料及其制造方法，具體為止血纖維及其制造方法。其IPC主分類號擬為D06M 15/327。
止血纖維是一種醫用纖維材料。由于纖維材料表面積比一般醫用薄膜、海綿等的表面積大得多，可以擴大其與出血創面血液的接觸面積，使血小板比較容易粘附或吸附在纖維表面上，因而有利于出血創面血液的凝固，達到迅速止血目的。據檢索，現有的止血纖維多以明膠為主要成分制造，工藝方法也各異。例如，中國專利CN 85109219A公開了一種用干法紡絲工藝替代濕法紡絲工藝的制造止血纖維的技術。其止血纖維中明膠/聚乙烯醇(40-65/35-60)的含量為40-50％，其余主要為軟水；又如中國專利CN 1157355A公開了一種“止血纖維組成及其氣體牽伸法紡絲工藝”。其止血纖維中的明膠含量提高到70-90％，其余也為聚乙烯醇(10-30％)或添加少量其他添加物。明膠是一種易于被人體吸收的蛋白質，醫用無害，因而人們總是希望提高明膠在止血纖維中的比例，以改善止血纖維的醫用效果。但高比例甚至純明膠止血纖維的紡絲和成纖性能不好，因此現有技術又總是不得不添加相當數量的聚乙烯醇，以改善其紡絲和成纖性能。但聚乙烯醇是一種人體不易吸收的高分子化合物，醫用性能不理想。更為重要的是，現有技術中均采用甲醛進行止血纖維的相應處理(如上述二例)，對人體和環境就明顯不利或說有害，也是先進技術標準所明文禁止的。可以說，這是現有止血纖維不能實際應用和廣泛推廣的主要癥結。此外，止血纖維現有技術的工藝過程也較為復雜，工序多，周期長，效率低，技術優勢不明顯。
本發明的目的在于提供一種高比例明膠含量，不含人體不能吸收添加物的止血纖維及其高效安全的制造方法，且該方法紡絲和成纖性能良好，沒有任何可能對人體或環境帶來有害影響的工藝過程。
本發明目的是如下實現的設計一種以明膠為主要成分的止血纖維，其特征在于該止血纖維的重量百分比配方為明膠91～99％；聚乙烯吡咯烷酮 1～9％。
設計一種適用于生產上述止血纖維的制造方法。其特征在于按所述的配方制成紡絲原液，經過濾、脫泡后，采用離心法紡絲，所得纖維迅速干燥成型，并直接收集、包裝、消毒，即制得所述的止血纖維；所述的離心法紡絲工藝參數是紡絲原液溫度 40～65℃；泵供料液速度 60～300克/分鐘；離心盤線速度 4000～8000米/分鐘；紡絲溫度 180～280℃；所述纖維迅速干燥成型的時間為10～40秒。
本發明止血纖維的明膠含量可高達91-99％，甚至更高，大大超過現有技術的水平。本發明產品完全拋棄現有技術止血纖維中的添加物——聚乙烯醇，而采用了聚乙烯吡咯烷酮作為少量添加物。聚乙烯吡咯烷酮雖也是一種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質，如膠體保護作用、成膜性、粘結性、吸濕性、增溶性或凝聚作用等，但它與現有技術聚乙烯醇相比，突出的性能是其良好的溶解性和生物相容性，對皮膚、粘膜、眼等人體敏感部位沒有任何不良刺激或副作用，對人體不產生抗原性，也不抑制人體抗體的生成，醫用安全可靠。聚乙烯吡咯烷酮已被美國、英國、德國、法國、歐州等國或地區藥典收錄，也已被世界各國的衛生機構所接受。經送檢，本發明產品的“急性毒性試驗(小鼠)”結論是“按《化學物質急性毒性計量分級標準》，本品屬于實際無毒”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO97-589)；“細胞毒性試驗”結論是“細胞毒性實驗合格”(天津市醫用生物材料中心檢驗報告書——NO980108)；“急性皮膚刺激”檢驗結論是“對家兔皮膚無刺激作用”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO97-590)；“皮內刺激試驗”結論也是“對家兔皮膚無刺激作用”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO97-388)；“皮膚致敏試驗”檢驗結論是“該樣品的致敏反應率為0，分度為I度，與陰性對照組比無明顯差異，表明本樣品皮膚致敏試驗合格。”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO98-348)。
本發明止血纖維不但不含有任何可能或潛在的醫用安全隱患，首先保證了無毒無刺激等醫用安全性能指標，而且吸血、止血等功能性指標也達到良好程度。經送檢，本發明止血纖維的“溶血試驗”檢驗結論是“止血纖維敷料的溶血率為0％，符合ISO＜5％的規定，溶血試驗合格。”(天津市醫用生物材料中心檢驗報告書——NO980107)；“可吸收性試驗”的結論是“本止血纖維腹腔內具有可吸收性”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO99-035)；“止血試驗”的檢驗結論是“1.止血纖維有明顯的止血效果。2.止血纖維的內臟止血作用強于外傷血管的止血作用，且吸收較快，不易造成和其它組織粘連。”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO99-034)。
本發明獨創的止血纖維離心法紡絲工藝，不但解決了高比例明膠含量紡絲和成纖性能差的問題，而且也比現有止血纖維干法紡絲工藝和氣體牽伸法紡絲工藝設備減少，流程縮短，控制容易，成本降低，效率提高。特別是本發明止血纖維在紡絲工藝的全部過程中沒有使用有害的甲醛，真正杜絕了“三廢”污染，保證了醫用安全，有利于該產品的實際應用和推廣。
下面結合實施例及附圖進一步敘述本發明

圖1為本發明方法的工藝流程圖；圖2為作對比的現有技術方法的工藝流程圖。
在本發明的止血纖維配方中，除了較大比例的提高了(從現有技術的70--90％提高到91-99％)人體易于吸收的明膠含量外，而且還設計少量加入、可以放心使用的聚乙烯吡咯烷酮，以取代現有技術中人體不易吸收的合成高分子化合物聚乙烯醇，因而本發明產品的醫用效果和安全性能比現有技術產品有很大提高。
為了解決高比例明膠含量紡絲和成纖性能不理想的問題，本發明還獨創了離心法紡絲工藝。其紡絲工藝過程具體如下(參見圖1)將各種所述的配方原料分別或同時溶解、混合、過濾、脫泡后，制得紡絲原液；所得紡絲原液經計量泵以一定的流量泵入離心紡絲機，直接紡制成短纖維；所得短纖維在下落過程中與凈化后的熱空氣交匯，直接實現烘干。由于本發明方法所得的產品纖維很細，纖維中的水分在其下落過程中即可迅速蒸發掉，纖維落到接收器時已經干燥；干燥的纖維直接進行抽真空包裝，然后用射線滅菌方法消毒，即可高效安全地制成本發明的止血纖維產品。
本發明的離心法紡絲工藝參數是紡絲原液溫度40℃～65℃；泵供料液速度60～300克/分鐘；離心盤線速度4000～8000米/分鐘；紡絲溫度180℃～280℃纖維干燥成型的時間僅為 10～40秒。
在上述配方、方法和工藝條件下，可順利進行紡絲。當泵供料液速度在60～200克/分鐘，離心盤線速度控制在5000～8000米/分鐘時，所紡止血纖維的平均直經可達到1.5μm(天津市理化分析中心分析報告MO99-526)。由于本發明紡制的止血纖維直徑很細、質地更加柔軟，纖維的比表面積增大，因而可進一步提高其醫用止血效果和受術者創傷面的舒適感。
圖2為現有技術(CN1157355A)的工藝流程圖。與之對比可以清楚地看出，本發明方法工藝流程(圖1)去除了在氣體牽伸法紡絲工藝中所必備的壓縮空氣氣源及其配套裝置，設備減少，無此能耗，成本降低；與傳統的濕法紡絲很長的工藝過程相比，流程大為縮短；與現有干法紡絲工藝相比，也省去了卷繞、集束和切斷等工序，因而可使產品生產周期縮短，能耗減少，生產效率顯著提高，而成本卻大幅降低。
為了進一步改善和提高醫用性能和效果，本發明的配方中還可以分別或同時增加少量或微量對人體無害且易于吸收的添加物，如水溶性殼聚糖、海藻酸鈉等。水溶性殼聚糖物質是從甲殼類動物中提取的甲殼素經羧化改性處理得到的一種殼聚糖衍生物。它具有良好的生物相容性及生物活性。通過實驗和臨床觀察，水溶性殼聚糖與生物體的細胞具有較好的親合性；對血清、蛋白質等血液成分具有很大的吸附能力；對血清中的中分子物質具有高透過性；產生抗原的可能性很小；與血液接觸可較快產生凝血現象，形成凝血層；在生物體內通過酶的作用可以分解等。本發明的配方中少量加入水溶性殼聚糖可以增加止血纖維產品的止血效果及人體吸收性能。海藻酸鈉是從天然海草中提取的一種物質。海藻酸鈉具有良好的吸液性。本發明加入微量的海藻酸鈉，就是利用其這一性能，使傷口創面快速得以清潔。海藻酸鈉還會形成一層濃厚的凝膠覆蓋在傷口上，進一步提高其止血功能，同時又可避免止血纖維敷布與傷口的粘連現象(參見前述的各相關檢驗報告結論)。
本發明的進一步特征是在主配方(即前述的配方，或稱配方1)基礎上增加所述的添加物，具體配方是配方2明膠 92～98.5％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；水溶性殼聚糖 0.5～3％。
配方3明膠 94.5～98.99％；海藻酸鈉 0.01～0.5％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％。
配方4明膠 91.5～98.49％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；水溶性殼聚糖 0.5～3％；海藻酸鈉 0.01～0.5％本發明無論那種配方，所用的明膠均為醫用明膠。但不同分子量的醫用明膠對紡絲性能和成纖效果有一定的影響。經實驗研究，本發明選用醫用明膠的分子量為10～13萬。在此范圍內，可以獲得較好的本發明產品。同樣，本發明添加物的海藻酸鈉和水溶性殼聚糖也均為醫藥級。在上述的配方和工藝條件下，所述的添加物對紡絲和成纖效果沒有任何顯著影響。還應說明的是，盡管本發明所給配方中明膠的含量可高達99％，但并不排除用本發明方法紡制純明膠(99％--100％的明膠)止血纖維的可能性，或者說，用本發明方法完全有可能紡制純明膠止血纖維。實際上，發明人已作過這方面的有益嘗試，取得了較為滿意的效果。
本發明離心法紡絲工藝中的進一步特征是所得止血纖維產品采用先包裝，后消毒的工藝方法；所述的包裝采用真空包裝，所述的消毒采用鈷60γ射線照射消毒，射線的劑量范圍在1.4～2.4萬格瑞，劑量率為600格瑞/小時。這種包裝、消毒方法一方面從根本上杜絕了先消毒、后包裝工藝可能帶來的二次污染，產品醫用更為安全；另一方面，采用鈷60γ射線消毒技術，生產效率可大幅提高。現有技術(CN1157355A)采用的后處理方法需要多道工序(見圖2)，耗時很長。其中，遠紅外干燥箱烘干和甲醛蒸氣熏蒸需要4～6小時，還要在平衡室中放置8小時后，才能把纖維分裝入內包裝袋中，用環氧乙烷滅菌消毒，然后再進行外包裝，制成止血纖維成品。這種方法費時太長，能耗過多，效率很低，且有不安全或不衛生之虞。本發明方法的工藝流程簡單，產品生產周期很短，不但一步成纖(即離心法紡絲)，同時干燥，耗時僅10-40秒，效率很高，成本大降，而且先直接收集包裝，后照射殺菌消毒，絕無二次污染的機會和可能，醫用安全放心。“無菌試驗”檢驗的結論證明，“經三個不同劑量(160、180、230拉德)照射的超細止血纖維均未見細菌生長”(天津市衛生防病中心、天津市食品衛生監督檢驗所檢驗報告書——NO99-033)。
還要特別指出的是本發明不但在配方組分中沒有使用人體不易吸收的合成高分子化合物聚乙烯醇，而且在紡絲工藝中也沒有使用現有技術中所使用的甲醛，因而絕對避免了對人體和環境有害的甲醛可能帶來的顯在和潛在的損害或污染。因此，本發明無論從配方組分內容，還是從工藝方法過程，都沒有任何可能產生污染之處，真正作到沒有“三廢”處理問題，生產非常安全，醫用非常安全，可以稱為“綠色止血纖維”或“綠色產品”。
以下給出本發明的具體實施例。
實施例1將237.5g分子量為13萬的醫藥級明膠放入700g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把12.5g聚乙烯吡咯烷酮放入300g蒸餾水中，在40℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中，升溫至75℃，攪拌混溶90分鐘，然后將混合料過濾；過濾后的混合料液泵入高位罐中；在60℃下靜置脫泡4小時后，將料液溫度控制在60℃時打開閥門；混合料液通過計量泵進入離心紡絲機，泵供量或速度為150g/分鐘，離心盤線速度為6000米/分鐘，料液迅速被紡成短纖維；濕的短纖維在下落過程中，與紡絲溫度為250℃的紡絲箱體中的熱空氣充分交匯，將纖維中的水分迅速蒸發掉；當纖維落到接收器時(約15秒)已經干燥。纖維經真空包裝后，在劑量1.80萬格瑞，劑量率為600格瑞/小時的鈷60γ射線照射下，滅菌消毒，即制成本發明的成品止血纖維。
實施例2將247.5分子量為10萬的醫藥級明膠放入800g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把2.5g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸餾水中，在40℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中，升溫至75℃，攪拌混溶90分鐘；然后將混合料過濾，在60℃下靜置脫泡4小時；將料溫控制在45℃后，打開閥門，混合料液通過計量泵進入離心紡絲機。紡絲及纖維的后處理與實施例1基本相同，其中泵供量調整為70g/分鐘，離心盤線速度調整為4500米/分鐘，紡絲溫度調整為190℃。
實施例3將241.5g分子量為11萬的醫藥級明膠放入500g蒸餾水中在常溫下溶脹150分鐘，把7.2g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸餾水中，1.3g市售羧化殼聚糖鈉鹽放入300g蒸餾水中在50℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中，升溫至75℃攪拌混溶90分鐘。然后將混合料過濾，過濾后的料液泵入高位罐中，在60℃下靜置脫泡4小時，將料溫控制在55℃后，打開閥門料液通過計量泵進入離心紡絲機，泵供量為300G/分鐘，離心盤線速度為7600米/分鐘，料液迅速紡成短纖維。濕的短纖維與紡絲箱體中的熱空氣交匯，紡絲溫度為280℃，纖維中的水分迅速被蒸發，纖維落到接收器時(約35秒)已干燥。纖維經真空包裝后，在劑量1.60萬格瑞，劑量率為600格瑞/小時的鈷60γ射線照射下消毒，制成為成品止血纖維。
實施例4將238g分子量為11萬的醫藥級明膠放入500g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把4.5g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸餾水中，7.5g市售羧化殼聚糖鈉鹽放入300g蒸餾水中，在50℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中制成紡絲原液。紡絲及纖維后處理過程與實施例1相同。
實施例5將212.67g分子量為12萬的醫藥級明膠放入500g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把7.3g聚乙烯吡咯烷酮放入200g蒸餾水中，0.03g醫藥級水溶性海藻酸鈉放入300g蒸餾水中，在50℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中，升溫至75℃，攪拌混溶90分鐘。然后將混合料液過濾，過濾后的混合料液泵入高位罐中，在60℃下靜置脫泡4小時。紡絲及纖維后處理過程與實施例1相同。
實施例6將214.6g分子量為11萬的醫藥級明膠放入500g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把4.4g聚乙烯吡咯烷酮放入100g蒸餾水中，1.0g醫藥級水溶性海藻酸鈉放入400g蒸餾水中，在50℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中制成紡絲原液。紡絲及纖維后處理過程與實施例1相同。
實施例7將210.76g分子量為11萬的醫藥級明膠放入400g蒸餾水中，在常溫下溶脹150分鐘；把4.4g聚乙烯吡咯烷酮放入100g蒸餾水中，4.4g市售羧化殼聚糖鈉鹽放入200g蒸餾水中，0.44g醫藥級水溶性海藻酸鈉放入300g蒸餾水中，在50℃下溶解；將分別溶解的料液放入溶脹后的明膠中制成紡絲原液。紡絲及纖維后處理過程與實施例1相同。
權利要求
1.一種以明膠為主要成分的止血纖維，其特征在于該止血纖維的重量百分比配方為明膠91～99％；聚乙烯吡咯烷酮 1～9％。
2.根據權利要求1所述的止血纖維，其特征在于該止血纖維的重量百分比配方為明膠92～98.5％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；水溶性殼聚糖0.5～3％。
3.根據權利要求1所述的止血纖維，其特征在于該止血纖維的重量百分比配方為明膠94.5～99％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；海藻酸鈉0.01～0.5％。
4.根據權利要求1所述的止血纖維，其特征在于該止血纖維的重量百分比配方為明膠91.5～98.49％；聚乙烯吡咯烷酮 1～5％；水溶性殼聚糖0.5～3％；海藻酸鈉0.01～0.5％。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的止血纖維，其特征在于所用明膠分子量為10～13萬的醫用明膠。
6.一種適用于生產上述止血纖維的制造方法，其特征在于按所述的配方制成紡絲原液，經過濾、脫泡后，采用離心法紡絲；所得纖維迅速干燥成型，并直接收集、包裝、消毒，即制得所述的止血纖維；所述的離心法紡絲工藝參數是紡絲原液溫度 40～65℃；泵供料液速度 60～300克/分鐘；離心盤線速度 4000～8000米/分鐘；紡絲溫度 180～280℃；所述纖維迅速干燥成型時間為10～40秒。
7.根據權利要求6所述止血纖維的制造方法，其特征在于用該方法所制得的止血纖維的平均直經為1.5μm。
8.根據權利要求6、7所述止血纖維的制造方法，其特征在于所得止血纖維產品采用先包裝，后消毒的工藝方法；所述的包裝采用真空包裝，所述的消毒采用鈷60γ射線消毒，射線的劑量范圍在1.4～2.4萬格瑞。
全文摘要
本發明涉及一種醫用止血纖維。其特征是該止血纖維重量百分比配方為:明膠91～99%;聚乙烯吡咯烷酮1～9%;其方法的特征是按配方制成紡絲原液,經過濾、脫泡后,采用離心法紡絲,所得纖維迅速干燥成型,并直接收集、包裝、消毒即得產品;紡絲工藝參數是:原液溫度40～65℃;泵料速度60～300克/分鐘;離心盤線速度4000～8000米/分鐘;紡絲溫度180～280℃;干燥成型10～40秒。本發明纖維平均細度為1.5微米,質地柔軟,比表面積大,沒有任何對人體不利的組分或工藝,醫用安全,止血效果良好。
文檔編號A61L15/16GK1270240SQ00105948
公開日2000年10月18日 申請日期2000年4月21日 優先權日2000年4月21日
發明者齊魯, 李和玉, 鄒建柱, 葉建忠, 段謹源 申請人:中國石油化工集團公司, 天津紡織工學院