CN100482189C - 一种生物敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于治疗大面积皮肤缺损的生物敷料及其制备方法。该生物敷料以蚕丝中提取的丝素蛋白为主要原料，由丝素海绵多孔材料单独或与纤维网状加强层复合、以及在其表面覆盖一层有孔的高分子膜构成。本发明生物敷料具有优良的生物相容性，以及良好的柔韧性和强度、治疗药物的渗透性、创面湿度调控性，对创面愈合有明显的促进作用。本发明生物敷料的制备方法科学合理、可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物敷料及其制备方法，特别是一种由生物材料制成的，广泛用于治疗大面积皮肤缺损的医用材料—生物敷料，及其制备方法。
背景技术
我国和全球每年有大量的皮肤缺损患者，主要是安全事故、烧伤患者和因疾病引起的大面积皮肤溃疡患者。化工及现代工业的发展，现代武器和频发的战争，使烧伤患者人数每年居高不下；随着老龄人口比例的迅速增加、环境的恶化，全球因糖尿病等疾病引起的大面积皮肤溃疡患者随之增加。因此，对生物敷料的需求日趋增加。生物敷料的种类有多种，其中以生物相容性优良的天然高分子为主要原料的新型生物敷料的治疗效果为佳。蚕丝丝素蛋白以其天然的生物相容性、独特的材料性质、对人体的安全性、可利用转基因技术增进功能等特点成为开发新型生物敷料的重要研究对象之一。日本和我国对丝素生物敷料开展了应用研究，以前的研究和专利主要集中在薄膜型材料方面，例如：申请号02138127.5的中国专利申请公开了，在丝素蛋白中加入了家蚕熟织物作为增强层的技术。但是该敷料非海绵状，因此在柔软性、透气性和排除积液功能方面存在不足。申请号00102103.6的中国专利申请提到了，采用多孔丝素材料可以提高柔软性和排除积液的功能，但是需添加其它的化合物，而且不带增强层，影响丝素生物敷料发挥其天然的生物相容性和治疗效果，并且强度不足。目前，现有技术中没有覆盖在生物敷料表面便于调控创面湿度的膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服现有技术存在的缺点的、具有良好的生物相容性、较佳的治疗效果、较强的强度的用于治疗大面积皮肤缺损的丝素生物敷料及其这种生物敷料的科学合理、可操作性强的制备方法。
本发明实现上述目的所采用的技术方案是：一种生物敷料，该生物敷料单独采用丝素海绵多孔材料，或在其上复合纤维网状加强层，其特征在于：所述丝素海绵多孔材料的孔径大小均匀，且平均孔径在30—400μm之间，丝素海绵多孔材料的表面有皮膜，皮膜上有不规则裂隙。
本发明生物敷料所述的丝素海绵多孔材料与纤维网状加强层的复合层的表面覆盖一层有孔的高分子膜。
本发明生物敷料所述的丝素海绵多孔材料含有纯的丝素蛋白，纤维网状加强层为纤维弹性网状加强层。提供一种生物敷料。
本发明的生物敷料的丝素海绵多孔材料为纯丝素蛋白质材料，不含有其他复合或混合材料成分。表面有皮膜，皮膜上有不规则裂隙。内为孔径大小较均匀，长短径相接近的孔状结构，改变丝素溶液浓度、催化剂浓度、冻结温度等制备条件，平均孔径可在30～400μm微米调节。海绵结构能增加材料的柔软性，皮膜上的裂隙和内部的孔状结构有助于吸附缓释治疗药物、隔着敷料进行药物治疗、调控创面湿度等。材料不溶于水和生理盐水、酒精、碘酒等一般医用药水。
本发明的生物敷料的丝素海绵多孔材料可以经过多次反复冷冻以使其表面的皮膜上产生更多的不规则裂隙，提高生物敷料的治疗效果。
本发明的生物敷料的纤维网状加强层是采用纤维机织、编织、无纺方法制成的网状材料。纤维材料应对人体无害；在消毒、储藏、治疗过程中，在接触治疗药物和体液时，不产生对人体有害的溶解物、分解物；在医用材料方面已有应用的纤维，如：丝素、聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、纤维素、碳纤维以及以上原料的复合纤维、混纺纤维。本发明的生物敷料的纤维网状加强层若具有弹性则效果更佳。
本发明的生物敷料的有孔高分子膜是在膜制备过程中形成多孔结构的，或者是在膜上开孔。这有孔的高分子膜可以压延成型，也可以机织成型。膜上的孔，便于调控创面湿度，必要时也可以通过这些孔向创面施加药物。高分子膜应对人体无害；在消毒、储藏、治疗过程中，在接触治疗药物和体液时，不产生对人体有害的溶解物、分解物；在医用材料方面已有应用；原料如硅橡胶、聚氨基甲酸乙酯、聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、纤维素及其以上高分子的共聚物、复合物。本发明的生物敷料可以由丝素海绵多孔材料和纤维网状加强层构成；也可以在由丝素海绵多孔材料和纤维网状加强层构成的生物敷料表面覆盖一层有孔高分子膜。
本发明实现上述目的所采用的技术方案还有：该生物敷料的制备方法，其特点是：所述的生物敷料单独采用丝素海绵多孔材料，或在其中复合纤维网状加强层；其制备方法为：在质量分数为3-10％的纯丝素蛋白水溶液中，加入质量分数为0.5～10％的丝素蛋白固化催化剂，把此溶液加入模具内，将模具置于-50～-2℃的温度下冷冻，待完全冻结后，再延长冻结时间10分钟～4小时，稳固丝素蛋白固化反应；从冷冻室取出模具，室温解冻或在模具中加入蒸馏水解冻；冻结和解冻步骤可以反复多次进行；从模具中取出解冻后的材料，用蒸馏水浸泡，多次换水，直至除尽催化剂，沥除水分至含水率40～80％后，将产品消毒、包装。
本发明生物敷料的制备方法所述的复合有纤维网状加强层的生物敷料，在模具内加入加了丝素蛋白固化催化剂的丝素蛋白水溶液步骤前，在模具底层先平铺一层纤维网状加强层，再将该溶液加入模具，浸透模具底层平铺的纤维网状加强层。
本发明生物敷料的制备方法所述的从模具中取出解冻后的材料，先用蒸馏水浸泡直至除尽催化剂，再沥除水分，然后在其表面覆盖一层有孔的高分子膜，再将产品消毒、包装。
本发明生物敷料的制备方法所述的丝素蛋白固化催化剂采用水溶性环氧化合物。
本发明生物敷料的制备方法所述的丝素蛋白的固化催化剂采用水溶性脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、水溶性缩水甘油酯环氧树脂或海因环氧树脂。
本发明所采用的水溶性脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、水溶性缩水甘油酯环氧树脂、海因环氧树脂固化催化剂如：
如：CH2OCHCH2O(CH2CH2O)nCH2CHOCH2，n＝1～22
CH2OCHCH2O(CH3CHCH2O)nCH2CHOCH2，n＝1～3
CH2OCHCH2OCH2CHOHCH2OCH2CHOCH2
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本发明的优点及效果在于：将天然丝素制成海绵多孔材料，中间复合有纤维网状加强层，提高了敷料的柔软性、透气性和强度以及排除积液的功能；在敷料的非创伤接触面上可以附帖有孔的高分子膜，因此在调节创伤面湿度、透气性方面具有良好的效果。本发明的敷料的创伤接触面为多孔的纯丝素材料，不添加其它的化合物，充分发挥了其天然的生物相容性和治疗效果。本发明生物敷料的制备方法科学合理、可操作性强。
具体实施方式
蚕茧剥去茧衣，去蛹，得到清洁茧壳。用质量分数为0.5％的碳酸钠水溶液精练茧壳2次，除去丝胶，每次30分钟，精练温度98～100℃，浴比1:100。精练后用水洗净丝胶，干燥，得到丝素纤维。用氯化钙水溶液溶解丝素纤维，溶解温度约98～100℃，丝素：氯化钙：水＝1克：25克：25毫升。将溶解后得到的溶液灌入纤维素透析膜中，在流水中透析2～4日，除去氯化钙，浓缩透析后的溶液，得到质量分数为3％～10％的丝素蛋白质水溶液。
实施例1：
在质量分数为6％的丝素蛋白质水溶液中加入5％溶液体积百分比的固化催化剂乙二醇二缩水甘油醚，均匀搅拌混合，将混合溶液一薄层加入模具，在-5???0～-2℃温度下冻结。本实施例采用-20℃温度下冻结3小时。取出模具，在模具中加入蒸馏水解冻。将解冻后的材料在蒸馏水中浸泡3天，每天多次换水，去除固化催化剂和游离丝素蛋白。沥除水分至一定含水量后，消毒，包装。
本实施例制造的生物敷料是由单一的丝素海绵多孔材料构成的。由于拉伸断裂强度有限，因此本产品主要适用于小面积的创面治疗。
本实施例制造的生物敷料其内部平均孔径：80-200μm；拉伸断裂强度：50-200KPa；拉伸断裂伸长：40-80％；透湿率：150-400g/m2h。
实施例2
在质量分数为4％的丝素蛋白质水溶液中加入3％溶液体积百分比的固化催化剂聚丙二醇二缩水甘油醚。在模具底层平铺聚酰胺网状加强层，将溶液一薄层加入模具，在-50～-2℃温度下冻结。本实施例采用-30℃温度下冻结2小时。取出模具，自然温度下解冻，使加入的材料与模具松开。也可以继续补充蒸馏水，将蒸馏水浸没材料，再次将模具置于-30℃温度下冻结2小时。反复进行冻结、解冻步骤。将解冻后的材料在蒸馏水中浸泡3天，每天多次换水，去除固化催化剂和游离丝素蛋白。沥除水分至一定含水量后，消毒，包装。
本实施例制造的生物敷料是由丝素海绵多孔材料和纤维弹性网状加强层构成的。大大地提高了拉伸断裂强度，适用于各种不同大小面积的创面的治疗。
本实施例制造的生物敷料其内部平均孔径：150-250μm；拉伸断裂强度：500Kpa-2MPa；拉伸断裂伸长：60-120％；透湿率：150-350g/m2h。
实施例3：
在质量分数为5％的丝素蛋白质水溶液中加入5％溶液体积百分比的固化催化剂二羧酸二缩水甘油酯。在模具底平铺弹性聚氨基甲酸乙酯网状加强层，将溶液一薄层加入模具，在-50～-2℃温度下冻结。本实施例采用-20℃温度下冻结4小时。取出模具，使材料在自然温度下解冻。将解冻后的材料在蒸馏水中浸泡3天，每天多次换水，去除固化催化剂和游离丝素蛋白，沥除水分至一定含水量后，贴上有孔的硅橡胶胶膜，消毒，包装。
有孔的高分子膜的孔径和孔距可根据实际使用的要求来确定，一般孔径为0.5—3mm，孔距为3—20mm。
有孔的高分子膜可以单独包装和消毒，使用时贴附在丝素海绵多孔材料的表面。
本实施例制造的生物敷料其内部平均孔径：100-220μm；拉伸断裂强度：500Kpa-2MPa；拉伸断裂伸长：60-120％；透湿率：50-300g/m2h。其中拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长为未贴附有孔的高分子膜时的值。
Claims (8)
1、一种生物敷料，该生物敷料单独采用丝素海绵多孔材料，或在其上复合纤维网状加强层，其特征在于：所述丝素海绵多孔材料的孔径大小较均匀，且平均孔径在30—400μm之间，所述丝素海绵多孔材料的表面有皮膜，该皮膜上有不规则裂隙。
2、根据权利要求1所述的生物敷料，其特征在于：所述的丝素海绵多孔材料与纤维网状加强层的复合层的表面覆盖一层有孔的高分子膜。
3、根据权利要求1所述的生物敷料，其特征在于：所述的丝素海绵多孔材料含有纯的丝素蛋白，纤维网状加强层为纤维弹性网状加强层。
4、一种生物敷料的制备方法，其特征在于：所述的生物敷料单独采用丝素海绵多孔材料，或在其上复合纤维网状加强层；其制备方法为：在质量分数为3-10％的纯丝素蛋白水溶液中，加入质量分数为0.5～10％的丝素蛋白固化催化剂，把此溶液加入模具内，将模具置于-50～-2℃的温度下冷冻，待完全冻结后，再延长冻结时间10分钟～4小时，稳固丝素蛋白固化反应；从冷冻室取出模具，室温解冻或在模具中加入蒸馏水解冻；冻结和解冻步骤可以反复多次进行；从模具中取出解冻后的材料，用蒸馏水浸泡，多次换水，直至除尽催化剂，沥除水分至含水率40～80％后，将产品消毒、包装。
5、根据权利要求4所述的生物敷料的制备方法，其特征在于：所述的复合有纤维网状加强层的生物敷料，在模具内加入加了丝素蛋白固化催化剂的丝素蛋白水溶液步骤前，在模具底层先平铺一层纤维网状加强层，再将该溶液加入模具，浸透模具底层平铺的纤维网状加强层。
6、根据权利要求4或5所述的生物敷料的制备方法，其特征在于：所述的从模具中取出解冻后的材料，先用蒸馏水浸泡直至除尽催化剂，再沥除水分，然后在其表面覆盖一层有孔的高分子膜，再将产品消毒、包装。
7、根据权利要求4所述的生物敷料的制备方法，其特征在于：所述的丝素蛋白固化催化剂采用水溶性环氧化合物。
8、根据权利要求4所述的生物敷料的制备方法，其特征在于：所述的丝素蛋白的固化催化剂采用水溶性脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、水溶性缩水甘油酯环氧树脂或海因环氧树脂。
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