CN101249275A

CN101249275A - 一种可隔离海水的创面敷料及其制备方法

Info

Publication number: CN101249275A
Application number: CNA2008100325243A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 魏长征; 侯春林; 顾其胜
Original assignee: Second Military Medical University SMMU
Current assignee: Second Military Medical University SMMU
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: CN101249275B

Abstract

本发明涉及医用生物材料技术领域。目前临床上的止血敷料只是单纯止血，新的生物敷料也仅适用于表浅的创面清洁和愈合，对战创伤创面尤其海战伤缺乏针对性。本发明的目的是提供一种对于高渗海水具有明显针对性且具有较好的吸水膨胀率和良好的透气性能的止血敷料的制备方法。本发明以壳聚糖和不同Na⁺/Ca²⁺配比的海藻酸钠为基本原料，冷冻干燥成具有良好机械强度的止血海绵，以聚乙烯醇为表面涂层材料制备出具有多孔层和致密层的不对称海水止血敷料。本发明的敷料经吸水膨胀率、透气率以及扫描电镜观测的结果表明具有较高的膨胀率和良好的透气率，在微观结构上具有丰富的多孔层的和致密的阻水层，适用于高渗海水环境下的止血和创面愈合。

Description

一种可隔离海水的创面敷料及其制备方法

技术领域

本发明涉及医用生物材料技术领域，具体涉及一种可隔离海水的创面敷料及其制备方法。

背景技术

现代战争随着精确制导武器和大杀伤力常规武器的应用，直接死亡人数相对明显减少，但是由于武器直接致伤、继发投射物和倒塌建筑物致伤和可能的核、化武器致伤的相对增加，军人和平民的开放性创伤相对来说有增无减。因此，战时的创伤急救，尤其是对开放伤的急救意义更加重大。作为急救的主要内容之一的止血包扎，现行方法和装备只是以清洁敷料加压包扎，达到加压止血作用，功能简单，效果有限。如果能针对战伤批量发生、开放伤多、出血量大、伤情复杂、救治不便等特点，有集方便快捷、消炎止痛、加速愈合、作用持久、自行降解、短时间内不需更换等优势于一身的复合型敷料可供使用，对减少死亡和减轻伤残有重要的意义。

跨海登陆作战中，伤员极易坠海，遭受海水浸泡的伤员发生率可达40％～60％。由于高渗海水的作用，伤口附近组织水肿严重，坏死和正常组织的界限不清，给早期清洗创面时判断组织界限带来困难，往往清创后仍然发生大块的组织坏死，因此，如何能在受伤早期很好地覆盖创面，保护创面免受或减轻海水浸泡，无疑具有非常重要的价值。对高渗海水环境下的创面来说，急救敷料除了应该具有更强的止血和抗感染性能外，更加重要的是能有效阻隔海水对创面的侵蚀作用。只有阻隔了海水与创面之间的直接接触，才能避免高渗盐、大量细菌、污染物以及碱性对创面的特殊破坏作用，从根本上减轻海水浸泡火器伤创面的致命和致伤程度。

壳聚糖是几丁质部分脱乙酰化的产物，大量的相关研究证明壳聚糖是一种生物相容性好、可生物降解吸收以及无毒副作用的天然多糖，它资源丰富是海洋渔业的下游产品因而价格低廉，是一种新型、优良的医用生物材料。它具有明显的抗炎、抑菌、促进创面修复、减少疤痕增生等生物活性作用，并且具有良好的透气性和可塑性。

海藻酸是一种海洋生物高分子材料，广泛地存在于棕藻之中，具有良好的生物相容性和可降解吸收性，同时具有抑菌、止血、促愈、减轻疤痕等特殊功能。不仅可用于可吸收缝合线、体表止血敷料、体表促愈合敷料等的开发，而且作为可吸收材料还可用于神经修复、菌株培养、组织工程和药物缓释等诸多方面。海藻酸钠可以通过二价阳离子如Ca²⁺等进行物理交联得到强度较好的海藻酸钙凝胶，该凝胶可以与Na⁺进行可逆的交换。

单纯的壳聚糖制得的敷料机械强度较差，而单纯的海藻酸的创面愈合效果不如壳聚糖好，中国专利CN02111437.4公开了一种由壳聚糖、胶原和海藻酸钙复合的海绵生物敷料及其制备工艺。

目前尚无文献报道既具有较强止血和抗感染性能，又能有效阻隔海水对创面侵蚀的生物敷料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有较强止血和抗感染性能，又能有效阻隔海水对创面侵蚀的生物敷料及其制备方法。

本发明的创面敷料是通过将壳聚糖和特定Na⁺/Ca²⁺比的海藻酸钠进行混合制备出了具有良好机械强度的止血海绵，然后在其表面涂层上聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯醇通过敷料上的微孔渗透至敷料内部，然后自然干燥。

本发明提供了一种创面敷料的制备方法，包括以下步骤：

A.制备酸性条件下浓度为0.5-2％(W/V)的壳聚糖溶液；

B.制备海藻酸钠溶液

将海藻酸钠溶解在去离子水中，配成1-2％(m/v)的溶液，然后100目绢布过滤，磁力搅拌下输液管缓慢滴加一定体积的1-5％％的CaCl₂溶液，待两者混合均匀后，继续搅拌1-3小时，使海藻酸钠和CaCl₂的质量比控制在(5-40)∶1；

C.海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

将海藻酸钠溶液在磁力搅拌下缓慢滴加壳聚糖溶液，使海藻酸钠和壳聚糖的质量比为(1-5)∶(5-1)；

D.止血海绵的制备

将海藻酸钠和壳聚糖混合液冷冻干燥，然后在80％-95％的乙醇溶液中反复清洗至洗涤液pH值为中性，立即冷冻干燥得到止血海绵；

E.创面敷料的表面涂层

在上述止血海绵表面涂层上聚乙烯醇(PVA)溶液，室温下自然干燥即得创面敷料，无菌包装后，进行⁶⁰Co辐照灭菌。

本发明的创面敷料的具体制备方法如下：

A.制备酸性条件下浓度为0.5-2％(W/V)的壳聚糖溶液；

取新鲜虾壳，去除头、脚和尾，用清水洗净，分别用5％HCl和10％的NaOH浸泡去除钙和蛋白，洗至中性、烘干、磨粉得到粉末几丁质；取粉末几丁质在40-50％的NaOH溶液中100℃以上脱乙酰反应24h以上，然后中和，用注射用水洗涤至中性，酒精脱水，最后真空干燥得脱乙酰度为85-95％的壳聚糖；将该壳聚糖溶解在0.5-1％(V/V)的醋酸中，使最终壳聚糖溶液浓度为0.5-2％(W/V)；

B.制备海藻酸钠溶液

将海藻酸钠溶解在去离子水中，配成1-2％(m/v)的溶液，然后100目绢布过滤，磁力搅拌下输液管缓慢滴加一定体积的2％的CaCl₂溶液，待两者混合均匀后，继续搅拌1h，使海藻酸钠和CaCl₂的质量比控制在(5-40)∶1；

C.海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

将搅拌均匀的海藻酸钠溶液在磁力搅拌下用输液管缓慢滴加壳聚糖溶液，使海藻酸钠和壳聚糖的质量比控制在(1-5)∶(5-1)；

D.止血海绵的制备

将混合均匀的海藻酸钠和壳聚糖混合液分装在冷冻干燥模具中，-20℃预冻2天，然后-48℃冷冻干燥48h，然后在85％的乙醇溶液中反复清洗至洗涤液pH值为中性，立即冷冻干燥得到白色止血海绵；

E.创面敷料的表面涂层

在上述止血海绵表面涂层上聚乙烯醇(PVA)溶液，室温下自然干燥48h即得创面敷料；采用双层无菌包装后，进行⁶⁰Co辐照灭菌。

本发明还提供了根据上述方法制得的创面敷料。

本发明以壳聚糖和特定Na⁺/Ca²⁺比例的海藻酸钠为原料，两者通过正负电荷相互作用形成聚电介质，冷冻干燥制得具有较好机械强度的止血海绵，然后通过将PVA涂层在海绵表面，通过多孔海绵的虹吸作用将PVA和海绵牢固地结合在一起，制备出具有多孔层和致密层的不对称创面敷料。

由于采用特定的Na⁺/Ca²⁺比的海藻酸钠，因此本发明的面敷料具有较好的机械强度。在制备海藻酸钠溶液时，Na⁺/Ca²⁺比可以是40∶1、20∶1或10∶1。

本发明作为止血海绵主体的壳聚糖和特定Na⁺/Ca²⁺比的海藻酸钠溶液之间的混合和比例决定了止血海绵的孔径、孔率等微观结构，最终决定了止血海绵的吸水膨胀率、透气率等物理性质。在制备海藻酸钠溶液和壳聚糖混合溶液时，海藻酸钠和壳聚糖的质量比可以是1∶1、1∶5、5∶1或2∶1。

本发明的涂层材料—聚乙烯醇(PVA)通过冷冻干燥制备的海绵的疏松孔渗透与之紧密结合形成致密的阻水层，其致密层的厚度可以根据实际需要调整涂层的浓度和体积用量。

本发明的创面敷料经⁶⁰Co辐照灭菌后，表面的聚乙烯醇(PVA)可发生一定程度的物理交联，其致密层的微孔的孔径会更小，其防水效果会更佳。

通过对本发明的创面敷料的吸水率、膨胀率、透气率以及扫描电镜的观测表明，该敷料具有良好的吸水膨胀率，在30min内即可达到最大膨胀率1073.12％，透气率为2322.67g/m²/24h，可见本发明制备的敷料具有良好的膨胀率和透气率；扫描电镜结果显示该敷料具有明显的不对称性，表面为致密的聚乙烯醇层，可见聚乙烯醇渗透到敷料内部，经过对⁶⁰Co辐照灭菌后的敷料观察发现，表面的聚乙烯醇和海藻酸/壳聚糖敷料都发生了一定程度的物理交联，孔径变小，对海水具有一定的抵御作用。

附图说明

图1是本发明的创面敷料的吸水膨胀率测定结果图

图2是本发明的创面敷料的微观结构扫描电镜图

其中：A辐照前敷料的纵切面SEM照片(50×)

B辐照前敷料的横切面SEM照片(2000×)

C辐照后敷料的纵切面SEM照片(50×)

D辐照后敷料的横切面SEM照片(2000×)

具体实施方式

现结合附图和实施例，对本发明做详细描述，但本发明的实施并不仅限于此。

实施例1创面敷料的制备

第一步：壳聚糖溶液的制备

取新鲜虾壳，去除头、脚和尾，用清水洗净，分别用5％HCl和10％的NaOH浸泡去除钙和蛋白，洗至中性、烘干、磨粉得到粉末几丁质。取粉末几丁质在50％的NaOH溶液中100℃以上脱乙酰反应24h以上，然后中和，用注射用水洗涤至中性，酒精脱水，最后真空干燥得脱乙酰度为90％的壳聚糖。将该壳聚糖溶解在1％(V/V)的醋酸中，使最终壳聚糖溶液浓度为2％(W/V)。

第二步：海藻酸钠溶液的制备

取2g海藻酸钠溶解在100ml去离子水中，配成2％(m/v)的溶液，然后100目绢布过滤，磁力搅拌下输液管缓慢滴加2％的CaCl₂溶液，使海藻酸钠和CaCl₂的质量比控制在40∶1。

第三步：海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

将搅拌均匀的海藻酸钠溶液在磁力搅拌下用输液管慢慢滴加2％的壳聚糖溶液，使海藻酸钠和壳聚糖的质量比控制在1∶5。

第四步：止血海绵的制备

将混合均匀的海藻酸钠和壳聚糖混合液分装在冷冻干燥模具中，每盒20ml，-20℃预冻2d，然后-48℃冷冻干燥48h。将冷冻干燥的止血敷料在85％的乙醇溶液中反复清洗至洗涤液pH值为中性，然后立即冷冻干燥得到白色止血海绵。

第五步：创面敷料的表面涂层

将冷冻干燥的止血海绵表面涂层上2ml 10％的PVA溶液，室温下自然干燥48h，既得创面敷料。采用双层无菌包装后，进行⁶⁰Co辐照灭菌。

实施例2创面敷料的制备

第一步同实例1；

第二步：海藻酸钠溶液的制备

取2g的海藻酸钠溶解在100ml去离子水中，配成1-3％(m/v)的溶液，然后100目绢布过滤，磁力搅拌下输液管缓慢滴加2％的CaCl₂溶液，待两者混合均匀后，继续搅拌1h，使海藻酸钠和CaCl₂的质量比控制在20∶1。

第三步：海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

将搅拌均匀的海藻酸钠溶液在磁力搅拌下用输液管慢慢滴加2％的壳聚糖溶液，使海藻酸钠和壳聚糖的质量比控制在1∶1。

第四步和第五步同实例1。

实施例3创面敷料的制备

第一步同实例1；

第二步同实例2；

第三步海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

将搅拌均匀的海藻酸钠溶液在磁力搅拌下用输液管慢慢滴加2％的壳聚糖溶液，使海藻酸钠和壳聚糖的质量比控制在5∶1。

第四步和第五步同实例1。

实施例4创面敷料吸水膨胀率的测定

将根据实施1-3制备的创面敷料在37℃烘箱中烘至衡重，然后称重(标记为W₀)放入模拟海水中浸泡，每隔30min取出敷料用滤纸吸干表面的水分，分析天平上称重(标记为W₁)，该实验设3个平行样，其膨胀率按以下公式进行计算：

膨胀率＝W₁-W₀/W₀×100％

所的创面敷料的吸水膨胀率测定结果图1所示。

实施例5创面敷料透气率的测定

创面敷料吸水膨胀率的测定方法参照《中华人民共和国医药行业标准(YY/T 0471.2-2004)接触性创面敷料实验方法》来进行。其透气率按照以下公式来计算：

X＝(W₁-W₂)×1000×24/T

其中X：透气率，单位为g/m²/24h。

W₁：实验装置、模拟海水和敷料的原始质量，单位为g。

W₂：实验后实验装置、模拟海水和敷料的质量，单位为g。

T：实验的时间，单位为小时(h)。

其测定结果如下

实施例6创面敷料微观结构的观测

用锋利的刀片切取一定大小的敷料放置在载物台上，从不同的侧面在扫描电镜下进行观察⁶⁰Co辐照灭菌前的和辐照后的敷料的微观结构，如图2所示。

经过扫描电镜的横切面和纵切面的观察可以发现，敷料明显分为致密层和多孔层，多孔层的孔壁较薄，辐照处理后的敷料致密层更加致密，多孔层的孔径较辐照前变小，孔间排列更加紧密。

Claims

1、一种创面敷料的制备方法，包括以下步骤：

A.制备酸性条件下浓度为0.5-2％(W/V)的壳聚糖溶液；

B.制备海藻酸钠溶液

将海藻酸钠溶解在去离子水中，配成1-2％(m/v)的溶液，然后100目绢布过滤，磁力搅拌下输液管缓慢滴加一定体积的1-5％的CaCl₂溶液，待两者混合均匀后，继续搅拌1-3小时，使海藻酸钠和CaCl₂的质量比为(5-40)∶1；

C.海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

D.止血海绵的制备

将海藻酸钠和壳聚糖混合液冷冻干燥，然后在85-95％的乙醇溶液中反复清洗至洗涤液pH值为中性，立即冷冻干燥得到止血海绵；

E.创面敷料的表面涂层

在上述止血海绵表面涂层上聚乙烯醇溶液，室温下自然干燥即得创面敷料，无菌包装后，进行⁶⁰Co辐照灭菌。

2、根据权利要求1所述的创面敷料的制备方法，具体步骤如下：

A.制备酸性条件下浓度为0.5-2％(W/V)的壳聚糖溶液；

B.制备海藻酸钠溶液

C.海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的混合

D.止血海绵的制备

E.创面敷料的表面涂层

在上述止血海绵表面涂层上2ml 10％聚乙烯醇溶液，室温下自然干燥48h即得创面敷料；采用双层无菌包装后，进行⁶⁰Co辐照灭菌。

3、根据权利要求1或2所述的创面敷料的制备方法，其特征在于，在制备海藻酸钠溶液时，海藻酸钠和CaCl₂的质量比为40∶1、20∶1或10∶1。

4、根据权利要求1或2所述的创面敷料的制备方法，其特征在于，在制备海藻酸钠溶液和壳聚糖混合溶液时，海藻酸钠和壳聚糖的质量比为1∶1、1∶5、5∶1或2∶1。

5、根据权利要求1或2制得的创面敷料。