壳聚糖(CS)是天然高分子生物多糖甲壳素脱乙 酰化产物，具有良好的成膜性和抑菌性能，可用作医学 材料。但由于壳聚糖脆性大，力学性能差，使其单独使 用受到限制m。目前，有大量文献报道壳聚糖与其它 高分子共混改性制得性能优良的敷料膜u_4」。引人其 它高分子较纯壳聚糖膜而言，某些性能会受到影响。 壳聚糖与聚乙烯醇共混制得的敷料膜，由于聚乙烯醇 降解性能差，共混膜降解性能明显降低。壳聚糖与海 藻酸钠共混制得的敷料膜，由于海藻酸钠不具有抑菌 性，同时又为细菌提供了很好的营养来源，共混膜抑菌 性能明显降低。本文以壳聚糖为主体，添加了少量的 羧甲基纤维素钠（泡沫稳定剂）和甘油（增塑剂），采用 适当工艺实现壳聚糖基多孔膜的制备，并且考察了不 同配方和工艺条件下的成膜性、pH、吸水性和透气性 能。通过抑菌和降解实验表明，该膜在应用方面有着 很好的前景。

2 实验

2.1主要试剂和仪器

壳聚糖(CSH上海伟康生物制品有限公司，黏均 分子量1.4X105,脱乙酰度为88%);羧甲基纤维素钠 (CMC)(上海精化科技研究所）；氢氧化钠、冰乙酸、丙 三醇均为化学纯;大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验

室保存菌种。

JSM-6360LV型扫描电镜（日本电子（JEOL)公 司）；热重分析仪（PerkinELmer公司）。

2.2壳聚糖基复合膜的制备

称取一定量的壳聚糖溶解于2%(体积比）的醋酸 水溶液中，按照表1添加一定量的助剂（增塑剂、起泡 剂和泡沫稳定剂）。在特定的温度下，将混合液置于磁 力搅拌器t剧烈搅拌至溶液充满泡沫，将铸膜液倒人 玻璃器皿，依次进行预冷冻和真空冷冻干燥，成膜。

按照文献[6]报道的方法配制成含0.5%牛肉浸 膏、1.0%蛋白胨、0. 5%NaCl的液体培养基，pH自 然，培养基经12FC高温灭菌后备用。取一环大肠杆 菌和金黄色葡萄球菌于37’C接种于液体培养基中培 养。

取3cmX 3cm多孔膜，紫外灭菌20min，置于培养 基中。将0.2mL培养过夜的大肠杆菌和金黄色葡萄 球菌接种于膜中心,37X：培养1周后，进行细菌的渗透 性检査。

3结果与讨论

3.1壳聚糖基多孔膜配方筛选

在壳聚糖溶液中，添加少量羧甲基纤维素钠（泡沫 稳定剂）、甘油（增塑剂）和碳酸氢钠，在搅拌过程中形 成大量的泡沫，最终形成壳聚糖基多孔膜。泡沫稳定 剂和增塑剂的用量对膜的性能有着较大的影响，通过 单因素实验，以成膜性、pH、吸水性和透气性能确定各 助剂的最佳用量，结果如表2所示。

3. L1助剂比例的确定

表1配方1〜5中，以0. lg羧甲基纤维素钠/lmL 甘油的助剂配方，改变助剂占溶液总体积的比例，考察 助剂的用量对成膜情况的影响。实验结果表明，只有

2、3号膜具有很好的外观。0、1号膜表面较脆，冷干 后，膜表面出现裂纹。4号膜表面粘度过大，无法完整 揭膜，且易撕烂，力学性能较差。编号5〜11是在配方 2的基础上进行单因素考察。

3.1.2竣甲基纤维素钠用量对膜性能的影响

羧甲基纤维素钠在溶液中起到增稠、稳定泡沫的 作用。考察不同CMC用量对膜性能的影响。通过实 验，吸水率随CMC用敏增加而变化不大（表2)，透气 率随CMC用量增加而增加。当CMC用量为〇.4g，膜 的透气性为2027.76gAm2 • d)，能达到理想伤口敷料 的要求。

表2多孔膜的理化性质

Table 2 The physical and chemical propeties of por-

ous membrane

膜的编号膜的外观X(g/m 2 • d 1 )S(%)pH

6较好1795.0010.376.5

7较好2166.409.856.5

8较好2261. 3410. 396.5

9较好2027.7611.996.5

10较好2356. 1610. 937.0

7.2

11较好2410.096.69

12铸膜液有沉淀， 不能成膜-3.057.5

3. 1. 3 NaHC03用量对膜性能的影响

大量文献报道通过添加HCl和NaHC03来实现 溶液泡沫的丰富化,从而使材料有一定的孔隙和弹性。 本实验使用的增稠剂是羧甲基纤维素钠，添加了 HC1 后，会出现结块现象。由于壳聚糖溶液中含有2%的 HAc，直接添加无机起泡剂NaHC03。从图1可以看 出，膜的吸水率随起泡剂用景的增加而降低，这主要是 由于起泡剂增加，溶液中泡沫体积增大，成膜后孔隙体 积增大，相应的膜孔量减少，从而使得单位质量膜的吸 水率降低。起泡剂的用量对膜的透气性能也有影响。

随起泡剂用量的增加，膜的透气率增强，这主要是 因为起泡剂可以增加成膜液中泡沫的大小进而使膜的 孔隙体积变大，透气率增强。当起泡剂增加到〇. 3g 时，成膜表面不均匀，无法测得膜的透气性能。另外， _ NaHC03用量的增加，膜pH增加。理想的伤口 敷料pH应保持在6.0〜7.0之间，对皮肤的刺激性 小。从表2可以看出，当NaHC03用量为0〜0. lg 时，多孔膜的pH符合要求。综合考虑多孔膜的性能， 最佳配方是3%的壳聚糖31. 5 mL，甘油3. 5mL，羧甲 基纤维素钠0. 40g，碳酸氢钠0. lg。

3.2壳聚糖基多孔膜工艺条件的筛选 3.2.1温度对铸膜液起泡情况的影响

根据最终优化配方，制备铸膜液，分别于25、50、 8〇'C搅拌，溶液起泡情况如表3所示。

表3不同搅拌温度对溶液起泡情况的影响

Table 3The effect of different stirring temperature on foaming

搅拌温度起泡情况

CC)

25泡沫多且较大，放置一段时间后，泡沫不会消失

50泡沫较少，并且体积较25r明显变小

80泡沫数量少且体积小，放置一段时间，泡沫量减 少，只有表层出现泡沫

从表3可以看出，温度对溶液起泡情况影响较大。 这是由于羧甲基纤维素钠在加热的条件下虽然具有稳 定性，但其粘度和性能发生变化造成的，当温度升高 80 'C以上长时间加热使羧甲基纤维素钠的胶体变性而 粘度明显降低。因此，在搅拌过程中，将搅拌温度设置 为 25'C。

3. 2. 2预冷冻时间对膜外观的影响

配制3%的壳聚糖溶液，添加一定量的助剂，搅拌 后放人冰箱中预冷冻，再转人冷冻干燥机中。预冷冻 时间分别为7、10和24h，观察膜的外观。实验表明， 预冷时间过长，膜的表面有明显裂纹，当预冻时间为 7h时，膜的外观最佳，重复性好。

3.3多孔膜的扫描电镜分析

图2为壳聚糖基多孔膜的表面形貌。从图2中可 以看出，膜的表面孔隙较大且均匀，孔隙量多且密集， 并且里层仍有孔径大小不一的孔，以确保膜良好的透 气性能。膜表面的孔隙较大，直径大约为500fxm，里层 膜的孔隙较第一层小，直径大约为50pm。SEM表明 制得的膜具有良好的多孔状态。

3.4多孔膜的热重分析

多孔膜的TGA曲线如图3所示。从图3中可以 看出，多孔膜的热分解分为2个过程：10(TC之前，100 〜20(TC之间。在8(TC左右，敷料膜发生一定程度的 失重。这可能是由于分子内结合水的热蒸发造成的， 壳聚糖基的敷料膜具有良好的吸水性，放在空气中，极 易吸水，造成样品不可能完全干燥。样品热分解主要 发生在第二阶段，分解温度在158°C左右，主要是高分 子链的侧链遭到破坏引起的。30CTC之后热失重很缓 慢，热分解逐渐趋于平稳，失重完全。

Fig 3 The TGA analysis of chitosan porous membrane 3.5多孔膜的体外酶降解性能

溶菌酶是一种多糖降解酶，胶原酶是一种胶原蛋 白水解酶。这两种酶都广泛地存在于人体内。多孔膜 在两种酶溶液中的降解曲线如图4所示。从图4中可 以看出，多孔膜在20h后降解了 50%,在50h后降解 了 20%。这表明了多孔膜具有很好的降解性能，可以 安全地用在体内。

结论

采用壳聚糖，通过添加少量羧甲基纤维素钠、甘油 和碳酸氢钠，在搅拌过程中形成大量的泡沫，最终形成 壳聚糖基多孔膜。起泡剂、泡沫稳定剂和增塑剂的用 量对膜的性能有着较大的影响，通过实验得到最佳配 方为3%的壳聚糖31. 5mL，甘油3. 5mL，羧甲基纤维 素钠〇.40g，碳酸氢钠0. lg。抑菌和降解实验表明，该 膜有着很好的抑菌性能和降解性能，并且可以安全地 应用于人体内部。