CN102895699A - 一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属生物医用材料应用领域，具体涉及一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法。该复合敷料为水凝胶剂型，其质地柔软、光滑，具有良好的吸水率和低降解性能，是将透明质酸和I型胶原以三偏磷酸钠为交联剂，在碱性溶液中进行化学交联，然后交联产物经过去离子水冲洗，浸泡，去除多余的交联剂及碱之后得到的。该复合水凝胶敷料能够快速促进伤口愈合，可应用于烧伤、机械损伤等多种类型皮肤创伤的修复。

Description

一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法。属生物医用材料应用领域。

背景技术

人类一直在寻找可促进伤口修复的方法，敷料作为创面覆盖物，可以起到暂时保护伤口、防止感染的作用，为创面愈合提供有利的微环境，辅助伤口愈合。长期以来，应用时间最长，市场占有率最高的仍然是传统型纱布类敷料。传统纱布敷料虽可以一定程度上隔绝外部环境，但不能加速伤口愈合，还会因与伤口分泌物粘连，容易在换药时造成二次损伤。因此，开发出一种新型的伤口敷料具有重要意义。

本专利旨在模拟皮肤组织当中细胞外基质的成分及结构，以获得能促进伤口修复的新型医用敷料。实现细胞外基质重要功能的主要成分包括胶原蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖。它具有以下重要功能：对细胞及细胞群的形态有重要影响；对细胞粘附、迁移有促进作用；对细胞的增殖、分化有调节作用。

I型胶原是动物细胞外基质的重要蛋白，是促进细胞生长、组织和器官修复的重要物质。这是因为胶原能够促进细胞粘附与增殖。I型胶原的低免疫性、生物相容性、可降解性也使其在医学材料领域中得到广泛应用。

透明质酸是细胞外基质成分中重要的一种糖胺聚糖，可以保持细胞外基质当中的水分，促进细胞迁移和分化。创伤初期，成纤维细胞主要合成透明质酸，新生成的疏松基质以透明质酸为主要成分，这样有利于细胞在基质内移动。同时，大量的透明质酸充盈在其与血纤蛋白构成的基质内，有利于抑制挛缩。随着细胞在基质内的移动，成纤维细胞合成的硫酸化糖胺聚糖及胶原逐渐增多，以透明质酸为主要成分的新生基质逐渐被细胞释放的透明质酸酶和氧自由基降解，被胶原和硫酸化糖胺聚糖为主要成分构成的致密基质取代。在正常皮肤、正常疤痕、增生性疤痕等组织内，也发现了透明质酸与胶原的复合物以及透明质酸与蛋白的复合物，体外研究发现，含有蛋白的透明质酸制剂对成纤维细胞的增殖和上皮组织的再生具有明显促进作用。

因此拟选用透明质酸和I型胶原复合，采用安全、无毒、在水性条件下即可反应的三偏磷酸钠(STMP)作为交联剂，制备出能促进伤口快速愈合的优良复合水凝胶敷料。可应用于烧伤、机械损伤等多种类型皮肤创伤的修复。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法。

本发明的技术方案为：采用三偏磷酸钠作为交联剂，通过其在碱性条件下产生的交联作用，将透明质酸和I型胶原交联，然后将交联产物用去离子水冲洗，浸泡，去除多余的交联剂和碱之后得到复合水凝胶敷料。

本发明涉及一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法，得到的水凝胶质地柔软、光滑，具有良好的吸水率、保水率和低降解性能。经初步的研究确认，具有一定的促进皮肤伤口愈合功能，可以作为医用敷料应用于临床皮肤创伤修复领域。

具体来说，首先我们向10ml去离子水中加入600mg透明质酸，以及用量为透明质酸质量5-10％的氢氧化钠，搅拌溶解。然后向透明质酸水溶液中加入用量为其质量5-25％的I型胶原，之后加入用量为透明质酸质量5-40％，浓度为0.25g/ml的三偏磷酸钠水溶液，常温下于模具中交联。之后将交联好的凝胶用去离子水洗去表面的碱液，再用去离子水浸泡2-8小时，将多余的交联剂和碱完全去除。洗涤后，放入4℃冰箱保存，最后对复合水凝胶进行物理性能测试以及皮肤伤口愈合动物实验。

具体实施方式

下面的实例将具体说明本发明的操作方法，但不能作为对本发明的限定。

实例一

将600mg透明质酸和60mg氢氧化钠加入到10ml去离子水中，搅拌溶解。同时配制10mg/ml的胶原溶液备用。配制0.25g/ml的三偏磷酸钠水溶液，加热搅拌，直至完全溶解。向透明质酸水溶液中加入I型胶原溶液，胶原用量为透明质酸质量的5％，之后加入0.5ml三偏磷酸钠水溶液，常温下于模具中交联。之后将交联好的产物用去离子水洗去表面的碱液，再用去离子水浸泡6小时，将多余的交联剂和碱完全去除。洗涤后，放入4℃冰箱保存。

实例二

将制备得到复合水凝胶敷料进行生物学评价，以纯透明质酸水凝胶为空白对照。

1.实验方法

(1)溶胀倍率测定：

将完全干燥的水凝胶膜切割成大小均一的样品并称重。然后，常温下将样品放入十二孔板中，每个样做三个平行，每个孔中加入适量的磷酸盐缓冲液(PBS，pH 7.4)。在设定的时间间隔下，将样品从溶液中取出，用湿润的纸巾把样品表面多余的水轻轻擦拭后，称量其重量。

水凝胶膜的溶胀倍率计算公式：溶胀倍率＝(水凝胶干膜吸水后的重量-水凝胶干膜的重量)/水凝胶干膜的重量

(2)体外降解性能测定

配制透明质酸酶的浓度为80U/ml和40U/ml，使用磷酸缓冲液(PBS，pH 7.4)配制酶溶液。在室温下，把水凝胶膜转移到十二孔板中，每个孔中加入2ml的酶溶液。每隔一段时间称重一次。在零时刻的初始重量为水凝胶干膜样品的重量，在随后的时间里，结果用水凝胶湿膜的重量变化表示。每种样品做三个重复实验。降解速率＝水凝胶干重量/降解完全的时间(mg/min)。

2.实验结果

(1)溶胀倍率：表1为5％胶原-透明质酸复合水凝胶和纯透明质酸水凝胶前6小时的溶胀趋势。结果显示5％胶原-透明质酸复合水凝胶在70分钟左右即可达到溶胀平衡。在溶胀平衡后的6至24小时里，溶胀倍率基本无变化，表明70分钟后达到最大吸水率。室温下，5％胶原-透明质酸膜在PBS中的溶胀倍率是14.37±1.00。而纯透明质酸水凝胶在前6小时可达到平衡，这段时间的溶胀倍率最大值为33.7。在后续测试中，该数值并没有随着时间的延长而变化。表明该材料6小时后达到最大吸水率。室温下，纯透明质酸材料在PBS中的溶胀倍率是35.37±0.10。以上结果表明，该两种材料均能快速吸收液体，吸水率均能保证够作为敷料，清除伤口分泌物液体。

表1 5％胶原-透明质酸复合水凝胶和纯透明质酸水凝胶溶胀倍率比较

(2)体外降解性能：表3为5％胶原-透明质酸复合水凝胶和纯透明质酸水凝胶体外降解性能，结果显示随着降解酶浓度的提高，降解速率也随着增大。当酶的浓度为80U/ml时，计算得出的降解速率＝0.023±0.002mg/min。当酶的浓度为40U/ml时，计算得出的降解速率＝0.0088±0.0002mg/min。

表3 5％胶原-透明质酸复合水凝胶体外降解性能

实例三

将制备得到复合水凝胶敷料进行皮肤伤口修复动物实验，以纯透明质酸水凝胶为阳性对照，空白对照组不使用任何敷料。

1.实验方法

用18-22g的小鼠构建伤口修复模型，雌雄各半，随机分组。首先采用20％的乌拉坦作为实验小鼠的麻醉剂，剂量为0.01ml/g。采用腹腔内注射的方式对小鼠进行麻醉，麻醉剂注射10分钟待小鼠处于麻醉状态后，剪去实验小鼠背部的毛，剪毛的区域可根据伤口的大小而定。剪完后，用酒精棉对小鼠无毛区进行消毒，同时对手术剪、镊子等手术器械消毒。用镊子夹起小鼠背部已经剪过毛的皮，用手术剪剪出直径为5mm的圆形伤口。在伤口处敷上已消毒的水凝胶敷料。每天对小鼠换一次凝胶，通过对伤口面积测定来记录伤口的变化。

2.实验结果

表4为5％胶原-透明质酸复合水凝胶和纯透明质酸水凝胶对皮肤伤口修复功能的评价，结果显示在用药后的第1天，纯透明质酸水凝胶用药组的伤口面积是初始伤口面积的60％，5％胶原-透明质酸复合水凝胶的是42％，而空白对照组是92％，敷料的使用可明显促进伤口愈合速度。在以后几天的测试中，结果同样显示为胶原-透明质酸复合水凝胶比纯透明质酸水凝胶能更快的促使伤口愈合。

表45％胶原-透明质酸复合水凝胶和纯透明质酸水凝胶对皮肤伤口修复功能的评价

Claims (3)

1.一种用于皮肤创伤修复的复合水凝胶敷料的制备方法，是将透明质酸和I型胶原以三偏磷酸钠为交联剂在碱性条件下进行化学交联，然后交联产物经过去离子水冲洗，浸泡，去除多余的交联剂和碱之后得到的，该复合水凝胶能够促进伤口快速愈合，可应用于烧伤、机械损伤等多种类型皮肤创伤的修复。

2.如权利要求1所述的将透明质酸和I型胶原以三偏磷酸钠为交联剂在碱性条件下进行化学交联，其特征在于I型胶原用量为透明质酸质量的5-25％，交联剂三偏磷酸钠浓度为0.25g/ml，加入量为透明质酸用量的5-40％，交联温度为常温，交联时间为8-24小时，碱性条件为溶液中加入占透明质酸质量5-10％的氢氧化钠。

3.如权利要求1所述去离子水浸泡，其特征在浸泡时间为2-8小时。