CN102580135A - 具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料，该伤口敷料包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维。本发明还涉及该伤口敷料的制备以及该伤口敷料在慢性伤口，例如静脉瘀血性溃疡，压迫性溃疡和糖尿病足部溃疡以及其他慢性溃疡方面的应用。

Description

具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料
技术领域
本发明涉及包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维的伤口敷料。特别地，本发明涉及一种伤口敷料，该伤口敷料由壳聚糖纤维、经化学改性的纤维素纤维和海藻纤维混纺而成，并将三种纤维对伤口愈合的优势作用联合发挥。本发明还涉及将伤口敷料用于慢性伤口，例如静脉瘀血性溃疡，压迫性溃疡和糖尿病足部溃疡以及其他慢性溃疡。
背景技术
众所周知，在选择伤口敷料处理伤口时，护理人员需要面对的一个难题是在处理慢性伤口渗出液的同时还要提供给伤口有利的愈合环境，这些有利的环境条件包括，不仅限于抑制微生物增长并能够提供钙离子。
壳聚糖纤维具有抑菌功效，其中壳聚糖的NH2基团带有的正电荷与细菌细胞壁的负电荷结合，从而抑制细菌生长。此外，小分子壳聚糖透入细胞壁以此来抑制酶的形成。这在一般的抑菌试验中很容易观测到，当把壳聚糖无纺布样品放置涂有细菌的培养皿24小时后能够观察到无纺布下面的区域是“清洁”的，即在壳聚糖无纺布的区域里没有细菌的生长，而在非壳聚糖无纺布的区域能够观察到细菌有明显的生长，由此说明壳聚糖纤维具备抑菌功效。所以，通常壳聚糖敷料可用于感染伤口或有感染风险的伤口。
通常在本领域中具有抑菌功效的伤口敷料还包括含银类伤口敷料，但是这类伤口敷料均明显具有一定的毒性。
EP 0690344和US 3589364公开了一种羧甲基纤维素纤维制成的吸湿性敷料，WO 2010/061225公开了一种改性纤维素纤维的方法，其中通过形成不溶于水的烷基磺化纤维素来提高吸湿性。根据上述公开的内容，已知经过特定化学处理后的纤维素纤维具有很强的吸湿性。
已知海藻纤维能够吸收伤口分泌液时放出钙离子，由秦益明发表的功能性医用敷料(纺织工业出版社，2007.02，125页)中涉及一种海藻酸钙敷料在A溶液中释放出的钙离子浓度可高达560mg/Kg。Collins F，Hampton S和White R等人(Collins F，Hampton S，White R(2002)A-Z Dictionary of Wound Care.Mark Allen Publishing Ltd.，Dinton，Wiltshire)也报道过关于钙离子能够促进伤口愈合的情况。
海藻酸钙敷料也能吸收伤口渗液，但其吸收量不及化学改性纤维素纤维制成的敷料高。
EP 0740554与US 6471982均公开了一种用可凝胶纤维如海藻纤维与普通非凝胶纤维如纤维素纤维混纺得到的纤维敷料。通过上述方法可以降低纤维敷料的生产成本。
US 7385101公开了了一种由涂银尼龙纤维和吸湿性纤维混纺而成的伤口敷料，该敷料普遍用于感染伤口的处理。
US 5836970描述了一种由壳聚糖和海藻酸两种纤维混合制成的伤口敷料。在该专利申请中公开了壳聚糖具有抑菌性和止血性和海藻酸纤维具有适度吸湿性。
US 6458460、EP0927013和CN1303355分别描述了伤口敷料，其由两种凝胶纤维混制而成的，一种是羧甲基纤维素纤维，另一种是海藻酸纤维，以促进吸湿性能并达到吸收伤口渗液的最佳效果。
EP 1318842公开了一种伤口敷料，该敷料包含一种可结合银的纤维作为第一纤维和作为第二纤维的无银纤维。该敷料既有抑菌功能也同时具备吸湿性。
CN 1313416公开了一种棉纤维和壳聚糖纤维的混纺方法。尽管该申请的发明目的并非伤口护理，但其中也公开了上述混纺获得的产品具有一定的抑菌功效。
因而在本领域中已知可以将壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维单独或两者结合应用到慢性伤口护理中并且各自在临床应用中具有相应的抑菌性、高吸湿性和提供钙离子。然而，发明人注意到至今为止，现有技术的伤口敷料通常会同时由两种纤维形成，并未实现同时将上述三种纤维形成的敷料用于同一处伤口上。因此仍然存在能够给慢性伤口提供最佳愈合条件的伤口敷料的需求。
发明内容
本发明涉及一种伤口敷料，其特征在于该伤口敷料包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维。特别地，本发明涉及一种伤口敷料，由壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维均匀混纺而成，将三种纤维对伤口愈合作用的各自优势联合发挥，从而为慢性伤口愈合提供一种最佳愈合条件。本发明还涉及此类伤口敷料对慢性伤口治疗的应用。
特别地，本发明涉及一种伤口敷料，该伤口敷料由5-90重量％的壳聚糖纤维、5-90重量％的海藻酸钙纤维和5-90重量％的化学改性后的纤维素纤维混纺而成，以壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的总重量计。
本发明还涉及在一定比率下，通过将壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维混纺，为伤口敷料同时提供抑菌性，钙离子供应和吸湿性。
与现有技术相比本发明具有以下优势：
在三种纤维混纺得到的本发明的伤口敷料中，壳聚糖纤维的抑菌作用突出，而化学改性纤维素纤维具有很好的吸湿性，易形成水凝胶，且成胶透明，海藻酸钙纤维主要贡献钙离子。相较于现有技术，集三个优势功能于一身的本发明的敷料能同时满足伤口愈合环境的要求。
特别地，混纺壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维得到的伤口敷料在实现三种优势功能的同时，与单种纤维或任两种纤维混纺相比，也为敷料本身提供了最佳的湿强度。
此外，针对伤口的不同状态或阶段，特别地，本发明的伤口敷料可以根据愈合环境之需求，调整三种敷料带来的优势功能之比例，以灵活准确地发挥本发明的伤口敷料的联合作用。
附图说明
图1显示实施例1的伤口敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈。
图2为实施例1的伤口敷料的钙离子的释放能力和时间变化。
图3显示实施例4的伤口敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈。
图4为实施例4的伤口敷料的钙离子的释放能力和时间变化。
图5显示实施例7的伤口敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈。
图6为实施例7的伤口敷料的钙离子的释放能力和时间变化。
具体实施方式
在本发明的一个具体实施方式中，壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维可以分别通过各自的生产方法单独生产。海藻酸钙纤维通过将海藻酸钠挤压进入钙溶液制得。优选地，海藻酸钙纤维选自高M型海藻酸、高G型海藻酸或M/G混合型海藻酸。壳聚糖纤维通过将聚合物溶液挤入NaOH溶液制得。化学改性纤维素纤维依据每种工艺对应的相关溶液反应制得。优选地，壳聚糖纤维通过如羧甲基化和酰化反应进行化学改性过程。优选地，化学改性纤维素纤维选自羧甲基纤维素纤维，优选为通过羧甲基化的溶剂纺纤维素纤维或不溶水的纤维素烷基磺化纤维。
在本发明的一个具体实施方案中，可以在无纺布工序前或无纺布工序中进行壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的混合。通常在纤维开松阶段进行纤维混合。在纤维开松阶段之后，对混合好的纤维进行梳理，随后进入无纺布制作过程，如针刺无纺布。
在本发明的又一个具体实施方案中，在本发明的壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维中可以加入表面活性剂，以有助于后续加工。
在本发明的一个具体实施方案中，壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的含量取决于伤口敷料的最终要求和功能。壳聚糖纤维的含量为5-90重量％，以壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的总重量计。化学改性纤维素纤维的含量为5-90重量％，以壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的总重量计。海藻酸钙纤维的含量为5-90重量％，以壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的总重量计。
优选地，本发明涉及一种伤口敷料，由45重量％的壳聚糖纤维、50重量％的化学改性纤维素纤维和5重量％的海藻酸钙纤维均匀混纺而成。所述伤口敷料可以适当供应钙离子，但具有较好的吸湿功能和抑菌性。
优选地，本发明涉及一种伤口敷料，由33.33重量％的壳聚糖纤维、33.33重量％的化学改性纤维素纤维和33.33重量％的海藻酸钙纤维均匀混纺而成。所述伤口敷料可以均衡具有提供钙离子的能力、较好的吸湿功能和抑菌性。
更优选地，根据所需伤口敷料的最终性能要求，可以选择壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维中任一组分至50重量％，或60重量％，甚至达到90重量％。
在本发明的一个具体实施方式中，壳聚糖纤维的含量为5％重量，海藻酸钙纤维的含量为5％重量且化学改性纤维素纤维的含量为90％重量。优选地，壳聚糖纤维的含量为10％重量，海藻酸钙纤维的含量为10％重量且化学改性纤维素纤维的含量为80％重量。更优选地，壳聚糖纤维的含量为25％重量，海藻酸钙纤维的含量为25％重量且化学改性纤维素纤维的含量为50％重量。
更优选地，在本发明的伤口敷料中，当任一种材料的含量确定后，另外两种材料的比例最好控制在1∶1到1∶18之间。例如在敷料中壳聚糖的含量确定后，海藻酸钙纤维和化学改性纤维素纤维的比例为1∶1至1∶18；或在敷料中海藻酸钙的含量确定后，壳聚糖纤维和化学改性纤维素纤维的比例为1∶1至1∶18或在敷料中化学改性纤维素纤维含量确定后海藻酸钙纤维和壳聚糖纤维的比例为1∶1至1∶18。
在本发明中，适当地控制壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的线密度和长度以适合敷料的生产工艺。壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的线密度分别为0.5至5dtex，最好2至4dtex。壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的长度为分别10至125mm。
另一方面，本发明的伤口敷料的壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维中分别含有1％重量比的吐温20作为表面活性剂。此外，本发明的伤口敷料的壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维中的一种纤维或两种纤维含有1％至5％重量比的PHMB或纳米银作为抑菌剂。
本发明还涉及一种伤口敷料，包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维中的任意两种和非溶胶性纤维。换言之，该伤口敷料中的壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维中的任一种纤维被非溶胶性纤维替代，从而增强伤口敷料的强度。非溶胶性纤维为黏胶纤维，涤纶纤维，尼纶纤维，维纶纤维等。
本发明还涉及一种制备伤口敷料的方法，通过无纺布工艺，优选针刺无纺布工艺，将壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维混纺得到织物，然后将织物进行切割，包装和灭菌。本发明的伤口敷料的生产工艺以针刺无纺工艺为佳，也可以使用其他无纺工艺比如纺粘工艺。
根据不同伤口所需的伤口敷料的形状，可以将壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维混纺得到的织物切割和/或剪切成方块或长方形以满足多样的伤口护理用途。
本发明的伤口敷料通常可以通过本领域的公知材料包装、消毒。消毒可以选用伽马射线或环氧乙烷。
根据上述描述获得的本发明的伤口敷料同时具有抑菌性、钙离子供应和吸湿性。
实施例1
制备含有10％海藻酸钙，80％改性纤维素和10％改性壳聚糖的伤口敷料：
原料：海藻酸钙纤维，细度7.0dtex，长度45毫米，A溶液吸收率在1400％以上；
改性纤维素，其细度为1.7dtex，长度65毫米，该纤维经羧甲基处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在1500％以上；
改性壳聚糖，其细度为2.0dtex，长度50毫米，该纤维经酰化处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在200％以上；
将7克海藻酸钙纤维、56克改性纤维素和7克改性壳聚糖混合并用开松机开松后喂入梳理机，三种纤维在梳理机喂料斗里还将进一步混合。经梳理后形成的纤维网是三种纤维的均匀混合物。之后将此纤维网经铺网、针刺后制成针刺无纺布，克重135.3克/平方米。
将此无纺布切割成10×10厘米小块，再包装后用环氧乙烷灭菌得到伤口敷料。
根据YY/T 0471.1-2004《接触性创面敷料试验方法》§1及EN13726-1：2002/AC：2003 Test methods for primary wound dressings§3.2测试吸收率。该敷料的A溶液吸收率25.7克/100平方厘米，0.9％NaCl溶液吸盐量为26.0克/100平方厘米。万能试验机测得平均湿强度为CD1.8N/cm。
实施例2
为了观察实施例1所得敷料的抑菌性能，接种量大约250μL×10E6cfu/mL的枯草芽孢杆菌在培养皿中均匀地涂布，然后分别将实施例1所得的敷料切成2×2cm放入其中，在恒温37℃下连续培养并观察各平板上的细菌生长情况。
图1显示了该敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈，可以看出在第8天仍保持抑菌效果。
实施例3
为了观察实施例1所得伤口敷料的钙释放性能，在试管中加入10mL0.9％NaCl溶液，然后将实施例1所得敷料切成2.5×2.5cm，称量后放入其中，在37℃下平行设计1天到7天的模拟试验。由敷料中的钙含量和释放液中钙含量获得释放性能，如图2所示，钙离子的释放能力和时间变化，其中总释放比为释放液中钙总量与纤维中钙含量之比。用原子吸收分光光度计检测，钙的总释放比平均为26.9％，平均释放率为21.7ppm/0.1g纤维/10mL盐水。混纺中作为钙源的海藻酸钙的含量较低，钙释放率也随之偏低。
实施例4
含有80％海藻酸钙，10％改性纤维素和10％改性壳聚糖的伤口敷料的制备：
原料：海藻酸钙纤维，细度7.0dtex，长度45毫米，A溶液吸收率在1400％以上；
改性纤维素，其细度为1.7dtex，长度65毫米，该纤维经羧甲基处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在1500％以上；
改性壳聚糖，其细度为2.0dtex，长度50毫米，该纤维经酰化处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在200％以上。
将56克海藻酸钙纤维、7克改性纤维素和7克改性壳聚糖混合并用开松机开松后喂入梳理机，纤维在梳理机喂料斗里还将进一步混合。经梳理后形成的纤维网是三种纤维的均匀混合物。之后将此纤维网经铺网、针刺后制成针刺无纺布，克重129.1克/平方米。
将此无纺布切割成10×10厘米小块，再包装后用环氧乙烷灭菌得到伤口敷料。
根据YY/T 0471.1-2004《接触性创面敷料试验方法》§1及EN13726-1：2002/AC：2003 Test methods for primary wound dressings §3.2测试吸收率。该敷料的A溶液吸收率25.7克/100平方厘米，0.9％NaCl溶液吸盐量为17.9克/100平方厘米。万能试验机测得平均湿强度为CD3.09N/cm。
实施例5
为了观察实施例4的伤口敷料的抑菌性能，接种量大约250μL×10E6cfu/mL的枯草芽孢杆菌在培养皿中均匀地涂布，然后分别将实施例1所得的敷料切成2×2cm放入其中，在恒温37℃下连续培养并观察各平板上的细菌生长情况。
图3显示了该敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈，从敷料样覆盖区域下未见细菌生长，可以看出在第8天仍保持抑菌效果。
实施例6
为了观察实施例4的伤口敷料的钙释放性能，在试管中加入10mL0.9％NaCl溶液，然后将实施例4所得敷料切成2.5×2.5cm，称量后放入其中，在37℃下平行设计1天到7天的模拟试验。由敷料中的钙含量和释放液中钙含量获得释放性能，图4为钙离子的释放能力和时间变化，总释放比为释放液中钙总量与纤维中钙含量之比。用原子吸收分光光度计检测，钙的总释放比平均为20.6％，平均释放率为118.4ppm/0.1g纤维/10mL盐水。混纺中作为钙源的海藻酸钙的含量最高，钙释放率也随之最高。
实施例7
含有33％海藻酸钙，33％改性纤维素和33％改性壳聚糖的伤口敷料的制备：
原料：海藻酸钙纤维，细度7.0dtex，长度45毫米，A溶液吸收率在1400％以上；
改性纤维素，其细度为1.7dtex，长度65毫米，该纤维经羧甲基处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在1500％以上；
改性壳聚糖，其细度为2.0dtex，长度50毫米，该纤维经酰化处理，其吸湿性能在纤维状态时对每升含有8.298克的氯化钠和0.368克的二水氯化钙的溶液(A溶液)的吸收率在200％以上。
将23克海藻酸钙纤维、23克改性纤维素和23克改性壳聚糖混合并用开松机开松后喂入梳理机，纤维在梳理机喂料斗里还将进一步混合。经梳理后形成的纤维网是三种纤维的均匀混合物。之后将此纤维网经铺网、针刺后制成针刺无纺布，克重132.6克/平方米。
将此无纺布切割成10×10厘米小块，再包装后用环氧乙烷灭菌得到伤口敷料。
根据YY/T 0471.1-2004《接触性创面敷料试验方法》§1及EN13726-1：2002/AC：2003 Test methods for primary wound dressings§3.2测试吸收率。该敷料的A溶液吸收率26.4克/100平方厘米，0.9％NaCl溶液吸盐量为26.7克/100平方厘米。万能试验机测得平均湿强度为CD4.2N/cm。
实施例8
为了观察实施例7的伤口敷料的抑菌性能，接种量大约250μL×10E6cfu/mL的枯草芽孢杆菌在培养皿中均匀地涂布，然后分别将实施例7所得的敷料切成2×2cm放入其中，在恒温37℃下连续培养并观察各平板上的细菌生长情况。
图5显示了该敷料在枯草芽孢杆菌培养皿中2天、3天、8天后的抑菌圈，可以看出在第8天仍保持抑菌效果。
实施例9
为了观察实施例7的伤口敷料的钙释放性能，在试管中加入10mL0.9％NaCl溶液，然后将实施例7所得敷料切成2.5×2.5cm，称量后放入其中，在37℃下平行设计1天到7天的模拟试验。由敷料中的钙含量和释放液中钙含量获得释放性能，图6为钙离子的释放能力和时间变化，总释放比为释放液中钙总量与纤维中钙含量之比。用原子吸收分光光度计检测，钙的总释放比平均为29.3％，平均释放率为82.9ppm/0.1g纤维/10mL盐水。混纺中作为钙源的海藻酸钙的含量较低，钙释放率也随之偏低。

Claims (12)

1.一种具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料，其特征在于该伤口敷料包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维。
2.一种具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料，其特征在于该伤口敷料由壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维混纺而成。
3.如权利要求1-2任一项所述的伤口敷料，其特征在于该伤口敷料由5-90重量％的壳聚糖纤维、5-90重量％的海藻酸钙纤维和5-90重量％的化学改性后的纤维素纤维混纺而成，以壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的总重量计。
4.如权利要求1-3任一项所述的伤口敷料，其中海藻酸钙纤维和化学改性纤维素纤维的比例为1∶1至1∶18。
5.如权利要求1-3任一项所述的伤口敷料，其中壳聚糖纤维和化学改性纤维素纤维的比例为1∶1至1∶18。
6.如权利要求1-3任一项所述的伤口敷料，其中海藻酸钙纤维和壳聚糖纤维的比例为1∶1至1∶18。
7.如权利要求1-6任一项所述的伤口敷料，所述壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的线密度分别为0.5至5dtex，优选2至4dtex。
8.如权利要求1-6任一项所述的伤口敷料，所述壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维的长度分别为10mm至125mm，优选25至85mm。
9.如权利要求1-6任一项所述的伤口敷料，所述壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维中分别含有表面活性剂。
10.如权利要求1-6任一项所述的伤口敷料，其中壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维中的一种或两种纤维含有抑菌剂。
11.一种制备如权利要求1-9任一项所述的伤口敷料的方法，通过无纺布工艺，优选针刺无纺布工艺，将壳聚糖纤维、化学改性纤维素纤维和海藻酸钙纤维混纺得到织物，然后将织物进行切割，包装和灭菌。
12.一种具有抑菌、吸湿和贡献钙离子的伤口敷料，其特征在于该伤口敷料包括壳聚糖纤维、海藻酸钙纤维和化学改性后的纤维素纤维中的任意两种和非溶胶性纤维。
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