CN101791425A - 用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料及其制备方法 - Google Patents
用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料及其制备方法。用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：包括天然凝胶剂、壳聚糖、生物活性物、可溶性银盐和有机酸，加入水，水的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的5～20倍，然后通过交联固化，再经后处理得到各种形态的抗菌促愈凝胶材料；所述的抗菌促愈凝胶材料按干基计量，各组分的配比以重量计为：天然凝胶剂57～90.9％；生物活性物5～25％；壳聚糖2～8％；可溶性银盐0.1～2％；有机酸2％～8％。该抗菌促愈凝胶材料生物相容性好，抗菌性好，促使组织再生能力强，且形态多样，制备成医用创伤敷料简单、方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料及其制备方法。
背景技术
一般医用创伤敷料用纱布或无纺布和棉花配合药物制成，可保护伤口免受机械性损伤，防止伤口受感染，但其抗菌、吸液、消炎等性能不尽如人意。中国专利200810122438.1公开了一种水凝胶创伤敷料的制备方法，采用此方法合成的水凝胶创伤敷料溶胀度高，吸收伤口渗液能力强，但其在生物相容性、促进组织再生、抗菌性等方面存在不足；中国专利200820055198.3公开了一种含甲壳质的创可贴，天然壳聚糖因具有一定的抗菌消炎功能，能提高其医疗性能，但应用单一，成本较高，未作化学改性，吸收伤口渗液能力较低；中国专利200810157267.6公开了一种抗菌海藻酸钙纤维的制造方法，其将天然凝胶物和阳离子抗菌剂结合，用于制造医用敷料，具有良好的吸液性、生物相容性，但与纳米银相比，其抗菌性弱，且在促进细胞生长加速创口愈合存在不足。
综上，采用上述方法制备得到的医用创伤敷料或存在生物相容性差，或抗菌性差，或吸收伤口渗液能力差，或在促进细胞生长创口愈合方面存在不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，为满足创口对敷料的多种物理和生理功能需要，提供一种用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料及其制备方法。该抗菌促愈凝胶材料生物相容性好，抗菌性好，促使组织再生能力强，且形态多样，制备成医用创伤敷料简单、方便。
为解决本发明提出的技术问题，本发明提供的技术方案是：
用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：包括天然凝胶剂、壳聚糖、生物活性物、可溶性银盐和有机酸，加入水，水的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的5～20倍，然后通过交联固化，再经后处理得到各种形态的抗菌促愈凝胶材料；所述的抗菌促愈凝胶材料按干基计量，各组分的配比以重量计为：天然凝胶剂57～90.9％；生物活性物5～25％；壳聚糖2～8％；可溶性银盐0.1～2％；有机酸2％～8％。
按上述方案，所述用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的形态为膜状、纤维状、海绵状或粉末状。
按上述方案，所述的天然凝胶剂为明胶、胶原蛋白、褐藻酸钠、琼胶、魔芋胶、细菌纤维素中的一种或多种。
按上述方案，所述壳聚糖的脱乙酰度为40～80％。
按上述方案，所述的生物活性物是聚合度为5～20的壳寡糖、聚合度为5～20的褐藻胶寡糖、聚合度为5～20的聚甘露糖醛寡糖中的任意一种或多种。虽然壳聚糖、褐藻胶高聚物有一定的生理活性，但聚合度为5～20的降解寡糖有更好的生理活性，且不同的寡糖片段生理活性不同。这些生物活性物的添加可显著地提高角质细胞生长率，促进肉芽和上皮细胞组织生长，激活单核细胞产生免疫因子，并且激活巨噬细胞释放抗炎因子，从而降低伤口创面的炎性反应减少疼痛，加快创面痊愈。所述的生物活性物优选为聚合度为5～20的聚甘露糖醛寡糖。
按上述方案，所述的可溶性银盐为柠檬酸银或硝酸银，在制备过程中，其还原得到的Ag纳米微粒具有很强的抗菌能力。
按上述方案，所述的有机酸为甲酸、乙酸、乳酸中的一种。
按上述方案，所述用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)、取天然凝胶剂、生物活性物混合，得混合物，然后加入去离子水溶解，水的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的5～20倍，待溶成均匀胶状液体时，在搅拌条件下加入可溶性银盐的溶液，搅拌直至均匀，用80～150目的网状过滤材料过滤除去杂质，得到胶液A；
2)、称取壳聚糖，加入质量浓度为1～5％的有机酸溶液，用80～150目的网状过滤材料过滤除去杂质，得到胶液B；
3)、将胶液A和胶液B混合，用碱性化合物的水溶液液调节其PH为7～12；
4)、通过交联固化，经后处理即得抗菌促愈凝胶材料；
各组分的配比按重量计为：天然凝胶剂57～90.9％；生物活性物5～25％；壳聚糖2～8％；可溶性银盐0.1～2％；有机酸2～8％。
按上述方案，所述抗菌促愈凝胶膜的制备方法中，步骤1)的混合物中可添加醇，醇的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的1～5％(重量百分比)，其使膜具有较好的柔韧性；步骤3)中的PH值为7～9；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液搅拌均匀，真空脱泡，流延成膜，然后于质量浓度为0.1～2％的交联剂溶液中交联固化，再经清洗，干燥即得抗菌促愈凝胶膜；所述的醇为甘油、聚乙二醇、乙二醇、异戊四醇中的一种。
按上述方案，所述抗菌促愈凝胶纤维的制备方法中，步骤3)中的PH值为7～9；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液搅拌均匀，真空脱泡，再经丝状喷射器将其喷入质量浓度为0.1～2％的交联剂溶液交联固化，再用丝网滤水，清洗，干燥即得抗菌促愈凝胶纤维。
按上述方案，所述的交联剂为氯化钙、碳酸钙、三氯化铁、硫酸亚铁、拧檬酸铁、氢氧化铝、葡萄糖酸锌中的一种，优选为拧檬酸铁，其可兼具止血功能，交联剂溶液的质量浓度为1.1％。交联剂的浓度决定成膜强度和吸收液体能力。
按上述方案，所述抗菌促愈凝胶海绵的制备方法中，步骤3)中的PH值为11～12；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液经加热交联固化得到凝胶，冷冻，然后解冻，晾干，得到多孔海棉状凝胶。
按上述方案，所述的碱性化合物为三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸钠中的一种。
按上述方案，所述的抗菌促愈凝胶材料制备为医用创伤敷料的具体过程为：
1)将抗菌促愈凝胶膜附于无纺布或PU膜表面，干燥，再配合粘贴固定的压敏胶制得医用创伤敷料；
2)将所得的单一抗菌促愈凝胶纤维或混合其他纤维经湿法工艺或干法工艺加工成纤维片，叠合背衬，再配合粘贴固定的压敏胶制得医用创伤敷料；
3)将抗菌促愈凝胶海绵切片，再加背衬、粘胶制得医用创伤敷料。
本发明的有益效果：本发明提供的一种用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料具有如下优点：(1)其采用的天然凝胶剂，生物相容性好，可有效吸收伤口组织的渗出液，吸液量约3～15倍，从而有效防止伤口创面积液，保持创面湿润，为伤口提供一个良好的愈合环境，并且使得敷料易于剥离更换；(2)分散于凝胶中的银纳米粒子为非药理性抗菌成份，抗菌能力强，抗菌谱广且无耐药性，无毒副作用，可减少换药次数，防止感染，对抗生素过敏的创伤者尤为有利；(3)其采用的生物活性物促进组织再生的特性及纳米银的抗菌消炎性可使伤口创面痊愈期提前3～5天；(4)形态多样，可为膜、粉末、纤维状或海棉状，因此将其制备成医用创伤敷料方便、简单，得到的医用创伤敷料应用广泛，可适用于创伤面积大的医用创伤敷料的制备。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中所使用的壳聚糖的脱乙酰度为40～80％。
抗菌促愈凝胶膜的制备：
实施例1
称取10g褐藻酸钠，2.8g聚甘露糖醛寡糖，0.5g甘油，加去离子水100mL，搅拌，得到均匀粘稠状液体；称取柠檬酸银30mg，用10mL去离子水溶解，加入前述液体中，搅拌，并用三乙醇胺调节PH值为8，放置约30分钟，促使纳米银微粒被还原析出，然后分散于胶液中，至体系颜色泛灰，再经100目尼龙网挤压过滤得到胶液(A)。另取壳聚糖0.8g，加入2wt.％的乳酸溶液35mL，搅拌溶解，经100目的尼龙网挤压过滤得到胶液(B)。将胶液(A)、(B)搅拌混合均匀，抽真空脱泡，然后用挤出机挤出，涂布于不锈钢带或涂布于织物表面，再浸入1.1wt.％的硫酸亚铁溶液中使其交联凝固成水不溶的膜，经清水除去表面无机盐，60℃热风干燥得到抗菌促愈凝胶膜，或先附于无纺布面再经60℃热风干燥得到强度较好的敷料膜。
实施例2
称取2g魔芋精粉，8g褐藻酸钠，2.5g聚甘露糖醛寡糖，0.6g甘油，加去离子水100mL，搅拌，得到均匀粘稠液体；称取柠檬酸银30mg，用10mL去离子水溶解，加入前述液体中，搅拌，并用三乙醇胺调PH值至8，放置约30分钟，至体系颜色泛灰，经100目尼龙网挤压过滤得胶液(A)。另取壳聚糖1g，加入2wt.％的乳酸溶液50mL，搅拌溶解，如上法过滤得胶液(B)。将胶液(A)、(B)混合搅拌均匀，抽真空脱泡，然后用挤出机挤出，涂布于不锈钢带或附载于织物面，再浸入0.9wt.％的硫酸亚铁溶液中使其交联凝固成膜，经清水除去表面无机盐，60℃热风干燥得到抗菌促愈凝胶膜，或先附于无纺布面再经60℃热风干燥得到敷料膜。本实施例得到的敷料膜有更好的吸液性。
实施例3
称取10g褐藻酸钠，3g聚甘露糖醛寡糖，0.6g甘油加去离子水100mL，搅拌，得到均匀粘稠液体。取柠檬酸银30mg，用10mL去离子水溶解，加入前述液体中，搅拌，并用三乙醇胺调PH值至8，放置约30分钟颜色泛灰，经100目尼龙网挤压过滤得胶液(A)。另取壳聚糖1.2g，加入2wt.％的乳酸溶液50mL，搅拌溶解，如上法过滤得胶体(B)。将胶体(A)、(B)混合搅拌均匀，抽真空脱泡，然后用挤出机挤出，涂布于不锈钢带或涂布于无纺布表面，再浸入浓度0.8wt.％的硫酸亚铁溶液中使其交联凝固成膜，经清水除去表面无机盐，60℃热风干燥得到抗菌促愈凝胶膜。本实施例得到的抗菌促愈凝胶膜吸液更高，且膜吸液达到饱和后，仍有一定强度。
抗菌促愈凝胶纤维的制备：
实施例4
称取10g褐藻酸钠，2g聚甘露糖醛寡糖，加去离子水200mL搅拌，得到均匀粘稠状液体；称取柠檬酸银30mg，用10mL去离子水溶解，加入前述液体中，搅拌，并用三乙醇胺调节PH值为8，放置约30分钟，至体系颜色泛灰，再经100目尼龙网挤压过滤得到胶液(A)。另取壳聚糖0.6g，加入2wt.％的乳酸溶液30mL，搅拌溶解，经100目的尼龙网挤压过滤得到胶液(B)。将胶液(A)、(B)搅拌混合均匀，抽真空脱泡，然后经丝状喷射器将其呈纤维状喷入1.1wt.％的硫酸亚铁溶液中使其交联凝固，用丝网滤水，再经清水淋洗，热风干燥即得抗菌促愈凝胶纤维。
抗菌促愈凝胶海棉的制备：
实施例5
称取魔芋精粉10g，聚甘露糖醛寡糖2g，加去离子水200mL，搅拌，得到均匀胶状液；称取柠檬酸银30mg，用10mL去离子水溶解，加入前述胶体中，搅拌，得胶液(A)。另取壳聚糖0.67g，加入2wt.％的乳酸溶液30mL，搅拌溶解，得胶液(B)。将胶液(A)和胶液(B)混合，用碳酸钠溶液调节PH值至11，搅拌均匀，装入成型模内，置蒸锅内蒸40分钟，即交联固化，然后冷却，置于冰箱中冷冻，将得到的冻结硬块自然解冻，清洗晾干，得到抗菌促愈凝胶海棉。该抗菌促愈凝胶海绵经切片即可用作敷料。
以抗菌促愈凝胶膜制备的医用创伤敷料的应用试验：
试验样本：选大白鼠作实验动物，将大鼠背部实验区毛剃除，每只划一长约12mm，深约1.5mm的创口，做试验样本。
试验过程：试验分为对照组和处理组两组，每组10个试验样本，分别将对照试验和处理试验组中选取的敷料覆盖于试验样本的创口表面，在10天的观察期内观察试验样本的创口消肿情况。
对照试验：采用预先在1wt.％呋喃西啉溶液中浸泡过的单层棉纱布作敷料。
处理试验：采用本发明实施例(1)中由抗菌促愈凝胶膜制备的医用创伤敷料。
试验结果：列于表1中。将处理试验和对照试验相比较，处理试验中试验样本的明显消肿时间比对照试验可平均提前4～5天，此结果表明：本发明提供的抗菌促愈凝胶敷料具有较好的抗炎性能。
表1
银离子的抗菌试验：
采用营养琼脂培养基，加入细菌液，混匀，然后分装于培养皿中，分为A，B，C，D四组，每组三只培养皿，待其凝固后，分别向A，B，C，D四组的表面皿表面放置试验膜(见表2)，置于生物培养箱中35℃培养48小时，观察在有银离子存在情况下细菌的生长状况(见表2)。
试验膜：采用本发明实施例的方法制备得到的抗菌促愈凝胶膜。
表2
| 试验组 | 试验膜 | 抑菌圈直径(mm) |
| A | 银含量为0.6wt.％，直径为4mm | 15mm |
| B | 银含量为0.6wt.％，直径为10mm | 23mm |
| C | 银含量为0.1wt.％，直径为4mm | 9mm |
| D | 银含量为0.1wt.％，直径为10mm | 18mm |
试验结果表明：抑菌圈随银含量的增加而增大，抑菌圈随试验膜直径的增加而增大。银含量为0.1wt.％的试验膜已有很好的抗菌效力。
Claims (10)
1.用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：包括天然凝胶剂、壳聚糖、生物活性物、可溶性银盐和有机酸，加入水，水的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的5～20倍，然后通过交联固化，再经后处理得到各种形态的抗菌促愈凝胶材料；所述的抗菌促愈凝胶材料按干基计量，各组分的配比以重量计为：天然凝胶剂57～90.9％；生物活性物5～25％；壳聚糖2～8％；可溶性银盐0.1～2％；有机酸2％～8％。
2.根据权利要求1所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：所述用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的形态为膜状、纤维状、海绵状或粉末状。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：所述的天然凝胶剂为明胶、胶原蛋白、褐藻酸钠、琼胶、魔芋胶、细菌纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：所述的生物活性物是聚合度为5～20的壳寡糖、聚合度为5～20的褐藻胶寡糖、聚合度为5～20的聚甘露糖醛寡糖中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料，其特征在于：所述的有机酸为甲酸、乙酸、乳酸中的一种。
6.如权利要求1所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)、取天然凝胶剂、生物活性物混合，得混合物，然后加入去离子水溶解，水的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的5～20倍，待溶成均匀胶状液体时，在搅拌条件下加入可溶性银盐的溶液，搅拌直至均匀，用80～150目的网状过滤材料过滤除去杂质，得到胶液A；
2)、称取壳聚糖，加入质量浓度为1～5％的有机酸溶液，用80～150目的网状过滤材料过滤除去杂质，得到胶液B；
3)、将胶液A和胶液B混合，用碱性化合物的水溶液液调节其PH为7～12；
4)、通过交联固化，经后处理即得抗菌促愈凝胶材料；
各组分的配比按重量计为：天然凝胶剂57～90.9％；生物活性物5～25％；壳聚糖2～8％；可溶性银盐0.1～2％；有机酸2％～8％。
7.根据权利要求6所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于：所述抗菌促愈凝胶膜的制备方法中，步骤1)的混合物中添加醇，醇的含量为天然凝胶剂和生物活性物重量和的1～5％(重量百分比)；步骤3)中的PH值为7～9；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液搅拌均匀，真空脱泡，流延成膜，然后于质量浓度为0.1～2％的交联剂溶液中交联固化，再经清洗，干燥即得抗菌促愈凝胶膜；所述的醇为甘油、聚乙二醇、乙二醇、异戊四醇中的一种。
8.根据权利要求6所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于：所述抗菌促愈凝胶纤维的制备方法中，步骤3)中的PH值为7～9；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液搅拌均匀，真空脱泡，再经丝状喷射器将其喷入质量浓度为0.1～2％的交联剂溶液交联固化，再用丝网滤水，清洗，干燥即得抗菌促愈凝胶纤维。
9.根据权利要求6所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于：所述抗菌促愈凝胶海绵的制备方法中，步骤3)中的PH值为11～12；步骤4)的具体步骤为：将步骤3)得到的溶液经加热交联固化得到凝胶，冷冻，然后解冻，晾干，得到多孔海棉状凝胶。
10.根据权利要求7或8所述的用于制备医用创伤敷料的抗菌促愈凝胶材料的制备方法，其特征在于：所述的交联剂为氯化钙、碳酸钙、三氯化铁、硫酸亚铁、拧檬酸铁、氢氧化铝、葡萄糖酸锌中的一种，交联剂的质量浓度为1.1％。
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