一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法
技术领域
本发明涉及纱布制备技术领域，尤其涉及一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法。
背景技术
近年来，糖尿病的患病率、发病率的持续增长，糖尿病足的群体也在增加。糖尿病足是糖尿病患者合并神经病变及各种不同程度末梢血管病变而导致下肢感染、溃疡及深部组织的破坏，主要表现为足部溃疡和坏疽，是糖尿病患者尤其是老年糖尿病患者最痛苦的一种慢性并发症，也是患者致残的主要原因之一，据统计，12％-25％的糖尿病在病程进展中可并发足部溃疡，糖尿病足高发病率和致残率已成为一个严重问题。目前，常用的糖尿病足治疗方法为采用高锰酸钾溶液浸患足治疗，但在治疗后，与糖尿病足接触的纱布足套或者护理鞋中的纱布需要具备高透气性和抗菌性能，然而现有技术中的纱布抗菌性较弱，无法被糖尿病足患者使用，或者通过浸渍抗菌液等手段获得了一定的抗菌性，但是由于糖尿病足患者的糖尿病足需要与纱布长期摩擦，导致纱布的抗菌性无法持久。
发明内容
本发明是为了克服目前现有技术中的纱布抗菌性较弱，无法被糖尿病足患者使用，或者通过浸渍抗菌液等手段获得了一定的抗菌性，但是由于糖尿病足患者的糖尿病足需要与纱布长期摩擦，导致纱布的抗菌性无法持久等问题，提出了一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)粗酶液制备：取黄杆菌接种于发酵培养基中培养，随后离心、取上清液，加硫酸铵离心后收集沉淀，用磷酸盐缓冲液溶液透析，制备得到粗酶液；
(2)褐藻寡糖制备：将褐藻酸钠溶于磷酸盐缓冲液中得到底物，随后加入粗酶液进行水解反应，反应结束后采用沸水浴终止反应，制备得到褐藻寡糖；
(3)褐藻寡糖改性：将褐藻寡糖置于乙醇溶液中，随后加入四氯化锡，升温滴加烯丙基缩水甘油醚并保温至反应结束，随后除去溶剂制备得到改性褐藻寡糖；
(4)改性聚乙烯醇制备：在甲醇溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈搅拌均匀，随后加入醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖进行回流反应，反应结束后除去溶剂，真空干燥制备得到改性聚醋酸乙烯酯，将改性聚醋酸乙烯酯溶解于甲醇中，加入氢氧化钠溶液回流醇解，随后抽滤干燥得改性聚乙烯醇；
(5)纺丝液制备：将改性聚乙烯醇溶解于水中得到聚乙烯醇溶液，随后进行过滤、静置消泡，制备得到纺丝液；
(6)纺丝：将消泡后的纺丝液进行湿法纺丝，制备得到改性聚乙烯醇纤维；
(7)纱布制备：将改性聚乙烯醇纤维经过清花、梳棉、并条、纺纱后制备得到纱线，随后将纱线进行纺织，制备得到糖尿病足专用高透气纱布。
在本发明中，首先通过酶解法将褐藻酸钠降解为褐藻寡糖，这是由于虽然褐藻酸钠虽然具备良好的生物相容性和抗菌性，但其分子量大，无法参与至聚乙烯醇改性中，由此，本发明将褐藻酸钠降解为褐藻寡糖，褐藻寡糖为聚合度为3-8的寡糖，能够对病原菌的生长起到明显的抑制作用，然而，将将褐藻酸钠降解为褐藻寡糖后，由于褐藻寡糖上并不存在能够参与聚乙烯醇聚合的官能团，因此本发明首先对褐藻寡糖进行改性，利用其上面的羟基与烯丙基缩水甘油醚上的环氧基团反应，成功接枝上双键，得到改性褐藻寡糖，随后利用双键参与与醋酸乙烯酯的聚合，醇解后，使得褐藻寡糖成为聚乙烯醇分子链上的嵌段，制备得到了改性聚乙烯醇，其醇解度为97-99％，最后将改性聚乙烯醇进行纺丝和纺织，制备得到的高透气纱布具备优异的抗菌性能，并且，与现有技术不同的是，本发明中褐藻寡糖是以嵌段的形式聚合于聚乙烯醇中，
制备得到的纱布与足底摩擦后依然具有持久的抗菌性能，而现有技术中的纱布虽然通过浸渍抗菌液能够赋予纱布抗菌性能，但是在抗菌与糖尿病足摩擦使用或老化后，抗菌剂容易损耗，无法持久抗菌。
作为优选，步骤(1)中所述培养条件为在30℃下保温36-40h，离心条件为在4℃、10000-12000r/min下离心10-15min，所述粗酶液pH为6-8。
作为优选，步骤(2)中所述底物浓度为6-10g/L；所述水解反应为在30-50℃下反应15-20h。
作为优选，步骤(3)中所述褐藻寡糖与四氯化锡的质量比为150-200:1。
作为优选，步骤(3)中所述保温反应温度为70-80℃。
作为优选，步骤(4)中所述醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖的质量比为10:2-3。
作为优选，步骤(4)中所述偶氮二异丁腈的添加量为醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖总质量的0.5-1％。
作为优选，步骤(4)中所述回流反应为在60-70℃下反应4-5h，所述回流醇解为在45-55℃下回流2-3h。
作为优选，步骤(5)中所述聚乙烯醇溶液的浓度为10-15wt％。
作为优选，步骤(5)中所述静置消泡为在85-90℃下静置消泡2-3h。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明通过褐藻酸钠降解制备得到褐藻寡糖，随后将褐藻寡糖以嵌段的形式聚合于聚乙烯醇中，制备得到的聚乙烯醇纱布不但抗菌性能好，且与足底摩擦后具有长效持久的抗菌性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)粗酶液制备：取黄杆菌接种于发酵培养基中，在30℃下保温培养38h，随后在4℃、11000r/min下离心12min、取上清液，加硫酸铵至60％饱和度，在4℃、11000r/min下离心12min后收集沉淀，用磷酸盐缓冲液溶液透析，制备得到pH为7粗酶液；
(2)褐藻寡糖制备：将褐藻酸钠溶于磷酸盐缓冲液中得到浓度为8g/L的底物，随后加入粗酶液在40℃下保温18h进行水解反应，反应结束后采用沸水浴终止反应，制备得到褐藻寡糖；
(3)褐藻寡糖改性：将褐藻寡糖置于乙醇溶液中，随后加入四氯化锡，褐藻寡糖与四氯化锡的质量比为180:1；升温至75℃滴加烯丙基缩水甘油醚并保温至反应结束，随后除去溶剂制备得到改性褐藻寡糖；
(4)改性聚乙烯醇制备：在甲醇溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈搅拌均匀，随后加入醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖在65℃下回流反应4.5h，其中醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖的质量比为10:3，偶氮二异丁腈的添加量为醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖总质量的0.8％；反应结束后除去溶剂，真空干燥制备得到改性聚醋酸乙烯酯，将改性聚醋酸乙烯酯溶解于甲醇中，加入氢氧化钠溶液在50℃下回流醇解2.5h，随后抽滤干燥得醇解度为98％的改性聚乙烯醇；
(5)纺丝液制备：将改性聚乙烯醇溶解于水中得到12wt％聚乙烯醇溶液，随后进行过滤、90℃下静置消泡2.5h，制备得到纺丝液；
(6)纺丝：将消泡后的纺丝液进行湿法纺丝，制备得到改性聚乙烯醇纤维；
(7)纱布制备：将改性聚乙烯醇纤维经过清花、梳棉、并条、纺纱后制备得到纱线，随后将纱线进行纺织，制备得到糖尿病足专用高透气纱布。
实施例2：一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)粗酶液制备：取黄杆菌接种于发酵培养基中，在30℃下保温培养40h，随后在4℃、12000r/min下离心10min、取上清液，加硫酸铵至60％饱和度，在4℃、12000r/min下离心10min后收集沉淀，用磷酸盐缓冲液溶液透析，制备得到pH为8粗酶液；
(2)褐藻寡糖制备：将褐藻酸钠溶于磷酸盐缓冲液中得到浓度为10g/L的底物，随后加入粗酶液在50℃下保温15h进行水解反应，反应结束后采用沸水浴终止反应，制备得到褐藻寡糖；
(3)褐藻寡糖改性：将褐藻寡糖置于乙醇溶液中，随后加入四氯化锡，褐藻寡糖与四氯化锡的质量比为200:1；升温至80℃滴加烯丙基缩水甘油醚并保温至反应结束，随后除去溶剂制备得到改性褐藻寡糖；
(4)改性聚乙烯醇制备：在甲醇溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈搅拌均匀，随后加入醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖在70℃下回流反应4h，其中醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖的质量比为10:3，偶氮二异丁腈的添加量为醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖总质量的1％；反应结束后除去溶剂，真空干燥制备得到改性聚醋酸乙烯酯，将改性聚醋酸乙烯酯溶解于甲醇中，加入氢氧化钠溶液在45℃下回流醇解2h，随后抽滤干燥得醇解度为98％的改性聚乙烯醇；
(5)纺丝液制备：将改性聚乙烯醇溶解于水中得到15wt％聚乙烯醇溶液，随后进行过滤、90℃下静置消泡3h，制备得到纺丝液；
(6)纺丝：将消泡后的纺丝液进行湿法纺丝，制备得到改性聚乙烯醇纤维；
(7)纱布制备：将改性聚乙烯醇纤维经过清花、梳棉、并条、纺纱后制备得到纱线，随后将纱线进行纺织，制备得到糖尿病足专用高透气纱布。
实施例3：一种糖尿病足专用高透气纱布的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)粗酶液制备：取黄杆菌接种于发酵培养基中，在30℃下保温培养36h，随后在4℃、10000r/min下离心15min、取上清液，加硫酸铵至60％饱和度，在4℃、10000r/min下离心10min后收集沉淀，用磷酸盐缓冲液溶液透析，制备得到pH为6粗酶液；
(2)褐藻寡糖制备：将褐藻酸钠溶于磷酸盐缓冲液中得到浓度为6g/L的底物，随后加入粗酶液在30℃下保温20h进行水解反应，反应结束后采用沸水浴终止反应，制备得到褐藻寡糖；
(3)褐藻寡糖改性：将褐藻寡糖置于乙醇溶液中，随后加入四氯化锡，褐藻寡糖与四氯化锡的质量比为150:1；升温至70℃滴加烯丙基缩水甘油醚并保温至反应结束，随后除去溶剂制备得到改性褐藻寡糖；
(4)改性聚乙烯醇制备：在甲醇溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈搅拌均匀，随后加入醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖在60℃下回流反应5h，其中醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖的质量比为10:2，偶氮二异丁腈的添加量为醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖总质量的0.5％；反应结束后除去溶剂，真空干燥制备得到改性聚醋酸乙烯酯，将改性聚醋酸乙烯酯溶解于甲醇中，加入氢氧化钠溶液在45℃下回流醇解3h，随后抽滤干燥得醇解度为98％的改性聚乙烯醇；
(5)纺丝液制备：将改性聚乙烯醇溶解于水中得到10wt％聚乙烯醇溶液，随后进行过滤、85℃下静置消泡2h，制备得到纺丝液；
(6)纺丝：将消泡后的纺丝液进行湿法纺丝，制备得到改性聚乙烯醇纤维；
(7)纱布制备：将改性聚乙烯醇纤维经过清花、梳棉、并条、纺纱后制备得到纱线，随后将纱线进行纺织，制备得到糖尿病足专用高透气纱布。
对比例1：一种聚乙烯醇纱布的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)聚乙烯醇制备：在甲醇溶液中加入引发剂偶氮二异丁腈搅拌均匀，随后加入醋酸乙烯酯在60℃下回流反应5h，其中醋酸乙烯酯和改性褐藻寡糖的质量比为10:2，偶氮二异丁腈的添加量为醋酸乙烯酯总质量的0.5％；反应结束后除去溶剂，真空干燥制备得到聚醋酸乙烯酯，将聚醋酸乙烯酯溶解于甲醇中，加入氢氧化钠溶液在45℃下回流醇解3h，随后抽滤干燥得醇解度为98％的聚乙烯醇；
(5)纺丝液制备：将聚乙烯醇溶解于水中得到10wt％聚乙烯醇溶液，随后进行过滤、85℃下静置消泡2h，制备得到纺丝液；
(6)纺丝：将消泡后的纺丝液进行湿法纺丝，制备得到聚乙烯醇纤维；
(7)纱布制备：将改性聚乙烯醇纤维经过清花、梳棉、并条、纺纱后制备得到纱线，随后将纱线进行纺织，制备得到聚乙烯醇纱布。
对比例2：将对比例1制备得到的聚乙烯醇纱布在室温下浸渍于中药提取物抗菌液中0.5-1h，随后取出烘干，重复5次，制备得到抗菌聚乙烯醇纱布。
将实施例3制备得到的糖尿病足专用高透气纱布和对比例1及对比例2制备得到的纱布剪成6mm的圆片置于金黄色葡萄球菌的培养琼脂平板上，在37℃下保温24h，观察抑菌区，并将实施例和对比例制备的纱布模拟足底摩擦15天(每天3h)后进行抑菌区测试，抑菌区平均宽度如下表所示。
由上述数据可知，相比纯聚乙烯醇纱布(对比例1)和采用浸渍方式获得的抗菌聚乙烯醇纱布(对比例2)，本发明实施例制备得到的糖尿病足专用高透气纱布具有优异的抗菌性能和持久抗菌的能力。
