CN103083712A - 掺入有干细胞或其它生物活性物质的外科敷料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在外科敷料中固定生物活性分子、干细胞和其它有治疗价值的药剂材料的方法。本发明涉及将生物活性物质整合并掺入到外科敷料中，所以在开发新型敷料材料系统中特别有用，这种新型系统使医务人员能够将从患者(或其同种异体等价物)中提取的人源间充质干细胞和生物活性物质，用于伤口或目标手术部位，使伤口得到快速、有效愈合。本发明涉及的伤口敷料包括壳聚糖、壳低聚糖、壳寡糖、冰醋酸、明胶、甘油、纯化水、间充质干细胞和成纤维细胞生长因子。

Description

掺入有干细胞或其它生物活性物质的外科敷料

技术领域

本发明涉及临床护理领域，尤其涉及一种掺有干细胞和壳聚糖的外科敷料。

背景技术

术语“干细胞”代表一类未分化的细胞，其具备自我更新的能力，同时保留不同的潜能以形成分化的细胞和组织。干细胞可以是全能的、多潜能的或多能的。也存在已经失去分化能力的衍生干细胞，其被称为“无能(nullipotent)”干细胞。全能干细胞(totipotent stem cell)是有能力形成在完整有机体中发现的所有细胞和组织，包括胚外组织(即胎盘)的细胞。全能细胞包括极早期胚胎(8个细胞)，并有能力形成完整的有机体。多潜能干细胞(pluripotent Stem Cell)是有能力形成在完整有机体中发现的所有组织的细胞，尽管多潜能干细胞不能形成完整的有机体。多能干细胞(multipotent cell)形成分化细胞和组织的能力有限。成体干细胞通常是多能干细胞，并且是前体干细胞或者谱系限制干细胞，有能力形成一些细胞或组织，并补充衰老或损坏的细胞/组织。

壳聚糖的是地球上最丰富的有机资源之一的几丁质经脱乙酞化反应而得到的一种生物高分子，其化学名为p-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，目前主要由海洋中虾蟹外壳加工而成。作为自然界中存在的唯一带正电荷的动物纤维，近年来国内外都十分重视几丁质及其衍生物的开发利用，并发现其在医药领域中有着广泛的应用前景。壳低聚糖是经化学降解或酶解生成的一类低聚糖，均分子量一般在2000～10000之间，它具有可生物降解、安全无毒、良好的生物相溶性和化学稳定性等特性。

壳聚糖在伤口护理方面已有很多应用，但在现有的技术中，壳聚糖在伤口护理、促愈，以及在产品型式、时效和疗效方面都不能很好地满足临床需求。在已有的关于壳聚糖凝胶敷料用于各种烧烫伤及慢性伤口的技术中，大多是以片状水凝胶敷料形态、海绵敷料形态或行无纺布敷料形态存在。这类片状水凝胶敷料具有机械性能差、舒适性及透气性欠佳，不能广泛适用于各种形状不规则的腔洞创面及作用效果持久性差等缺点。壳聚糖流体敷料虽然具有良好的生物相容性、良好的促愈效果等优点，但是也存在着降解慢、发挥效应需时相对较长的缺点。

结合使用干细胞和壳聚糖制备外科敷料尚未见报道。

发明内容

本发明针对传统的单一壳聚糖敷料起效时间较长、效果不显著，以及单一壳寡糖作用效果明显，但是降解快、时效短、换药过频等不足，提供一种长效组合型伤口敷料及其制备方法，并在制备过程中加入间充质干细胞和细胞因子。

当生物活性分子，例如生长因子，被引入到身体的特定区域时，它们只有以适当的浓度存在才能提供对局部组织的治疗效果。如果没有将这些生物活性分子固定在目标区域的装置，体内的循环系统可以迅速将生物活性分子运输到该区域外，导致仅产生一部分预期治疗效果。先前的研究已经提出了多种固定生物活性物质的技术，其中很多在本发明的背景下是有用的。

本发明解决上述问题的技术方案如下：一种长效组合型伤口敷料包括壳聚糖、壳低聚糖、壳寡糖、冰醋酸、明胶、甘油、纯化水、间充质干细胞和细胞因子，其中，每100毫升的纯化水内含有0.5克～8克的壳聚糖、0.5克～10克的壳低聚糖、0.5克～10克的壳寡糖、0.3克～6克的明胶、0.3毫升～6毫升的冰醋酸、1毫升～10毫升的甘油。

本发明中所使用的原材料及发明产品的剂型决定了所使用原材料的浓度配比范围，因为壳聚糖分子量从数万至数百万不等，不同医用明胶的动力粘度系数等指标也有一定的差别，壳聚糖、壳低聚糖及壳寡糖不同的分子量范围及不同的脱乙酞度，医用明胶不同的动力粘度系数，都会影响本发明产品的粘度等物理指标。为符合本发明产品对一定的透明度、粘度等要求，对所使用原材料的浓度配比具有较宽的选择范围。

本发明的有益效果是：本发明长效组合型伤口敷料为一种起效时间短、作用时间长，可以促进烧烫伤、急慢性伤口愈合，且具有止血、镇痛和促愈三重作用的新型生物水凝胶敷料，使用的三种呈不同的分子量梯度的主要原材料即壳聚糖、壳低聚糖和壳寡糖，另外加入间充质干细胞和细胞因子。其中壳聚糖的分子量在10万左右，分子量过大，分子间与分子内的氢键使分子链彼此缠绕加强，溶解度过小；分子量过低，降解较快，不能起到产品有持久作用的效果。壳低聚糖分子量位于2000～10000之间，其中分子量为7000为最佳，既能够直接溶解于水中，又能保证降解发挥作用的时间适中。壳寡糖分子量为低于2000。这三种物质的复配使用以达到被依次逐步吸收而持久发挥作用的目的，主要适用于褥疮、糖尿病足溃疡、下肢血管性溃疡和烧伤创面等慢性难愈合伤口。

所呈现的材料和方法也提高了在手术室或其它医疗程序环境中的操作效率，以及减少了在储存、制备和外科操作过程中医疗装置潜在细菌污染的途径。来源于本发明材料和方法的效率可以减少外科手术的时间，这进而可以减少对患者身体的压力，从而具有减少外科程序成本的潜力。

本发明还提供一种解决上述问题的技术方案：一种长效组合型伤口敷料的制备方法包括以下步骤：在纯化水内加入冰醋酸制成冰醋酸溶液，再在冰醋酸溶液内加入壳聚糖使其完全溶解后制成均匀澄清透明的液体，其中，每100毫升的纯化水内加入0.3毫升～6毫升的冰醋酸和0.5克～8克的壳聚糖；在均匀透明的液体中加入明胶，并置于70℃～80℃的水浴上进行加热，至明胶完全溶解，其中，每100毫升的纯化水内加入0.3克～6克的明胶。在明胶完全溶解的溶液中加入壳低聚糖和壳寡糖，使其完全溶解后再过滤制成均匀透明的液体，其中，每100毫升的纯化水内加入0.5克～10克的壳低聚糖和0.5克～10克的壳寡糖。在均匀透明的液体内滴加甘油，控制溶液的pH为4.5～6.5，搅拌均匀，其中，每100毫升的纯化水内加入0.1毫升～10毫升的甘油；将所得溶液过滤除杂，静置消泡后进行灌装、灭菌，再进行无菌试验合格后即可。

进一步，在敷料中添加10⁵～10⁸/ml间充质干细胞和体积比1％的成纤维细胞生长因子(FGF)。FGF通常通过结合到目标细胞表面上特殊的受体位点而起作用。

附图说明

图1为0.5克壳聚糖和10⁸/ml间充质干细胞的促愈效果比较图

图2为2克壳聚糖和10⁷/ml间充质干细胞的促愈效果比较图

图3为4克壳聚糖和10⁶/ml间充质干细胞的促愈效果比较图

图4为8克壳聚糖和10⁵/ml间充质干细胞的促愈效果比较图

具体实施方式

下述实施例结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

精确称取壳聚糖0.5克置搅拌器中，加入100毫升纯化水，滴加0.4毫升冰醋酸，搅匀，搅拌速度为65r/min，至完全溶解，成均匀溶液。在该溶液中加入6克明胶，置75℃的水浴锅上加热，至明胶完全溶解，然后加入1.5克壳低聚糖和10克壳寡糖搅拌使其溶解，搅拌速度为150r/min，再加入1毫升甘油，搅拌均匀至完全溶解，搅拌速度为100r/min，控制pH为6.5，之后过滤除杂，静置去泡，分装灭菌，最后，加入10⁸/ml间充质干细胞和FGF，置于4℃保存，即为成品。

实施例2：精确称取壳聚糖2克置搅拌器中，加入100毫升纯化水，滴加1毫升冰醋酸，搅匀，搅拌速度为150r/min，至完全溶解，成均匀溶液。在该溶液中加入4克明胶，置75℃的水浴锅上加热，至明胶完全溶解，然后再加入4克壳低聚糖和6克壳寡糖搅拌使其溶解，搅拌速度为150r/min，再加入4毫升甘油，搅拌均匀至完全溶解，搅拌速度为100r/min，控制pH为5.5，之后过滤除杂，静置去泡，分装灭菌，最后，加入10⁷/ml间充质干细胞和FGF，置于4℃保存，即为成品。

实施例3：精确称取壳聚糖4克置搅拌器中，加入100毫升纯化水，滴加3毫升冰醋酸，搅匀，搅拌速度为200r/min，至完全溶解，成均匀溶液。在该溶液中加入2克明胶，置75℃的水浴锅上加热，至明胶完全溶解，然后再加入6克壳低聚糖和2克壳寡糖搅拌使其溶解，搅拌速度为150r/min，再加入6毫升甘油，搅拌均匀至完全溶解，搅拌速度为100r/min，控制pH为5，之后过滤除杂，静置去泡，分装灭菌，最后，加入10⁶/ml间充质干细胞和FGF，置于4℃保存，即为成品。。

实施例4：精确称取壳聚糖8克置搅拌器中，加入100毫升纯化水，滴加6毫升冰醋酸，搅匀，搅拌速度为295r/min，至完全溶解，成均匀溶液。在该溶液中加入0.5克明胶，置80℃的水浴锅上加热，至明胶完全溶解，然后再加入0.5克壳低聚糖和0.5克壳寡糖搅拌使其溶解，搅拌速度为150r/min，再加入10毫升甘油，搅拌均匀至完全溶解，搅拌速度为80r/min，控制pH为4.5，之后过滤除杂，静置去泡，分装灭菌，最后，加入10⁵/ml间充质干细胞和FGF，置于4℃保存，即为成品。

上述实施例中所涉及到的原辅材料，均为医用级材料，经动物学实验大白鼠糖尿病足慢性溃疡模型的有效性效果试验，结果显示：与阳性对照品京万红(国药准字212020440)相比较，其效果等同或优于阳性对照组，明显优于空白对照组。

如图1所示，针对实施例1从伤后第2天开始，实验组平均愈合率为30.9，阳性对照组平均愈合率为19.1，空白对照组平均愈合率为6.2，实验组显著大于阳性对照组(P＜0.05)，实验组与阳性对照组均显著大于空白对照组(P＜0.05)；到第6天的时候，实验组平均愈合率为72.8，阳性对照组平均愈合率为67.1，两者之间无显著性差异(P大于0.05)。促愈效果比较如图所示。

如图2所示，针对实施例2，实验组愈合率与阳性对照组愈合率无显著性差异，但是均显著大于空白对照组。促愈效果比较如图所示。

如图3所示，针对实施例3从伤后第3天开始，实验组愈合率显著大于阳性对照组愈合率(P＜0.05)。实验组与阳性对照组以及实验组与空白对照组都存在显著性差异关系(P＜0.05)。促愈效果比较如图所示。

如图4所示，针对实施例4从伤后第2天开始，实验组平均愈合率为23.4，阳性对照组平均愈合率为15.0，空白对照组平均愈合率为6.3，实验组与阳性对照组无显著性差异(P＞0.05)，实验组愈合率显著大于空白对照组的愈合率(P＜0.05)；到第6天的时候，实验组平均愈合率为62.8，阳性对照组平均愈合率为46.2，空白对照组平均愈合率为34.1，实验组与阳性对照组以及实验组与空白对照组都存在显著性差异关系(P＜0.05)。促愈效果比较如图所示。

本发明长效组合型伤口敷料具有以下有益效果：1)起效时间快，能快速有效促进伤口的愈合；2)促愈效果持久、长效、显著；3)具有有效的止血作用；4)具有有效的镇痛作用；5)阻菌、杀菌消炎功能；6)具有成膜性，能有效吸收伤口渗出液，防止渗出液对伤口的浸润，同时起到伤口阻隔、保护作用；7)具有舒适性，简便实用，无毒副作用。

本发明新型生物敷料通过控制无菌、细胞毒性试验、致敏、溶血、皮肤刺激等生物性能指标以确保产品的临床使用安全。通过控制产品pH值保持在4.5～6.5，以保证产品既能不对伤口或皮肤产生刺激，又能保持创面的微酸环境，更好的促进创伤面的愈合。因本发明产品所使用的是分子量呈梯度的壳聚糖、壳低聚糖和壳寡糖生物材料，在发挥作用时也是从小分子量的壳寡糖开始，逐一的并能快速发挥促进愈合的作用，故其对急慢性创伤、烧烫伤具有良好的、持久的、促进愈合的作用，同时还具有对创伤进行止血、镇痛、抑菌和减少疤痕形成等作用。同时该发明产品在局部使用干燥后，能形成一层透明的薄膜，起到防感染的天然屏障作用。本发明产品对创伤的愈合时间比常规药物显著缩短，使用方便，深受临床欢迎。更重要的是，在加入间充质干细胞和FGF后，可明显提高愈合率。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种长效组合型伤口敷料，其特征在于，所述伤口敷料包括壳聚糖、壳低聚糖、壳寡糖、冰醋酸、明胶、甘油和纯化水，其中，每100毫升的纯化水内含有0.5克～8克的壳聚糖、0.5克～10克的壳低聚糖、0.5克～10克的壳寡糖、0.3克～6克的明胶、0.3毫升～6毫升的冰醋酸、1毫升～10毫升的甘油。

2.一种长效组合型伤口敷料，其特征在于其含有生物活性物质，包括具有治疗价值的干细胞和其它生物活性分子。

3.根据权利要求2中所述干细胞包括人源间充质干细胞、人源脂肪干细胞等，所述生物活性分子为成纤维细胞生长因子等。

4.本发明提供的材料、方法和医疗装置构件，可使生物活性物质，更具体而言，干细胞和细胞生长因子，输送到期望治疗的位点，如组织修复或创伤愈合的位点。

5.一种长效组合型伤口敷料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)在纯化水内加入冰醋酸制成冰醋酸溶液，再在冰醋酸溶液内加入壳聚糖使其完全溶解后制成均匀澄清透明的液体，其中，每100毫升的纯化水内加入0.3毫升～6毫升的冰醋酸和0.5克～8克的壳聚糖。

2)在均匀透明的液体中加入明胶，并置于70℃～80℃的水浴上进行加热，至明胶完全溶解，其中每100毫升的纯化水内加入0.3克～6克的明胶；

3)在明胶完全溶解的溶液中加入壳低聚糖和壳寡糖，使其完全溶解后再过滤制成均匀透明的液体，其中每100毫升的纯化水内加入0.5克～10克的壳低聚糖和0.5克～10克的壳寡糖；

4)在均匀透明的液体内滴加甘油，控制溶液的pH为4.5～6.5，搅拌均匀，其中，每100毫升的纯化水内加入1毫升～10毫升的甘油；

5)将所得溶液过滤除杂，静置消泡后进行灌装、灭菌。

6)加入间充质干细胞和成纤维细胞生长因子。

6.根据权利要求5中所述间充质干细胞为人源间充质干细胞，数量为105～108/mL。

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