CN103301503A - 抗菌止血敷料及其生产方法 - Google Patents

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张兴群
柴益民
尚柯
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Abstract

本发明涉及一种抗菌止血敷料及其生产方法，将胶原溶于溶剂中，通过静电纺丝、戊二醛蒸汽交联制备胶原纤维；然后将Ag4O4氨水溶液浸泡或喷淋到胶原纤维，溶剂干燥后得到抗菌止血敷料。本发明生产的抗菌止血敷料中，胶原纤维粗细均匀，并且具有良好的抗菌效果。

Description

抗菌止血敷料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种生物医用材料的生产方法、以及所述方法生产的生物医用材料，尤其涉及一种具有良好抗菌止血性能的创面敷料的生产方法、以及所述方法生产的创面敷料。
背景技术
创伤类型较多，可分为慢性和急性创伤，慢性创伤如静脉淤积溃疡、褥疮溃疡、糖尿病溃疡等，急性创伤包括烧伤、擦伤等。创伤或烧伤后引起的各种损害均与皮肤屏障作用的破坏与丧失有关，如：感染、蛋白质的大量丢失及内分泌和免疫系统的失调等。
目前临床使用的创面覆盖敷料主要包括：传统敷料、天然生物敷料、合成敷料三大类。传统敷料如纱布、棉垫等对创面虽有保护作用，但一般认为对创面愈合无促进作用，虽然一些方法能部分改善传统敷料的性能，但依然存在难以克服的先天缺陷。如王新俊等（口腔颌面外科杂志，2004年第3期，266-267页）公开了湿润烧伤膏在面部创伤中的应用，采用中药制剂湿润烧伤膏（国药准字Z20000004）进行创伤的治疗并配合绷带包扎，可降低感染、止痛效果好、并促进愈合，但是这种药物换药频繁，每天需要多次换药，不利于使用。
天然生物敷料有自体皮、同种异体皮、辐照猪皮、羊膜等。目前覆盖创面最理想的方法是移植自体皮，但是对于烧伤面积超过50%的大面积烧伤患者，自体皮源显得严重不足。异体皮存在来源受限、保存条件要求高、抗原性、有占位性、病原微生物易感染等临床问题及伦理学问题。猪皮移植后早期可成活但不能建立血运，并阻碍自体皮扩展且脱落较同种异体皮早，易出现感染，此外还有揭下猪皮时疼痛、干燥后发硬等缺陷。
还有一类敷料是粘附在创伤周围完好的组织上，不与创伤直接接触，如美国专利US4832009中公开的聚四氟乙烯/硅酮互穿网络聚合物，这种敷料在更换过程中能够将皮肤损伤减小至最低程度，但是由于敷料难以固定在恰当位置上，对于许多部位的创伤来讲，难以使用。
创伤护理使用敷料的目的不仅要覆盖创面，而且要促进创面愈合，除人为因素外，目前创伤植皮失败的主要原因是血肿和感染，因此，止血抗菌敷料发展迅速，特别是水凝胶为主要组分的创伤敷料，具有可吸收创面渗出液、保持创面清洁湿润、减少疤痕形成、防止感染以及促进伤口愈合等优点，尤其适用于烧伤、烫伤、化学蚀伤等各类外创伤、灼伤等创面的保护和治疗，越来越得到人们的重视，如专利CN1616116A公开的一种聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等通过辐射交联制备的含有辐照敏化剂的水凝胶创伤敷料；金阿平等（中华损伤与修复杂志电子版，2010年第5卷第2期，43-44页）公开了医用水凝胶创伤敷料在面部烧伤创面的应用，由于水凝胶为创面修复营造了良好的润湿微环境，十分有利于修复细胞的移行，促进免疫细胞的趋化以及各种抗炎因子、修复因子的平衡与生物效能的发挥，加速了创面的愈合，并减轻了瘢痕的增生。
但是水凝胶本身通常并不具备抗菌性，在控制伤口感染方面仍有缺陷，因此需要较大厚度才能更好的阻止细菌的穿透，水凝胶创伤敷料厚度的增加，不仅提高了产品的生产成本，并且在一定程度上影响了水凝胶创伤敷料的舒适性。
发明内容
本发明提供了一种新型的抗菌止血敷料，以及所述抗菌止血敷料的生产方法，采用静电纺丝技术，得到微纳米级别的粗细均匀的胶原纤维；该敷料中添加了抗菌剂，不仅具有止血促进创面愈合的效果，而且可有效防止创面化脓感染。
本发明的第一个方面是提供一种抗菌止血敷料的生产方法，步骤包括：
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液；
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽进行交联，制备胶原纤维；
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料。
其中，所述胶原与Ag4O4重量比优选为1：0.001~0.01，进一步优选为1：0.003~0.006，如1：0.004、1：0.005。
本发明的第二个方面是提供一种上述方法生产的抗菌止血敷料，包括胶原纤维和负载于所述胶原纤维上的Ag4O4，其中，所述胶原与Ag4O4重量比优选为1：0.001~0.01，进一步优选为1：0.003~0.006，如1：0.004、1：0.005。
本发明第三个方面是提供胶原在抗菌止血敷料中的应用，即按照上述生产方法将胶原制成胶原纤维，并负载Ag4O4，制成抗菌止血敷料其中，所述胶原与Ag4O4重量比优选为1：0.001~0.01，进一步优选为1：0.003~0.006，如1：0.004、1：0.005。
步骤1中所述溶剂可以是任意能够溶解胶原的溶剂，根据本发明所述生产方法的一种优选实施方式，所述溶剂为易挥发溶剂，如六氟异丙醇、甲酸等。
其中，所述胶原纤维平均直径优选为400~1000nm，更优选为500~800nm，如550nm、600nm、650nm、700nm等。
根据本发明所述生产方法的一种优选实施实施方式，步骤包括：
步骤1，将胶原溶于易挥发的溶剂中，配成1%~20%的纺丝原液；
步骤2，静电纺丝，5%~40%戊二醛蒸汽进行交联，制备胶原纤维；
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料。
本发明上述的生产方法中，Ag4O4与氨水重量比优选为1：3~10，进一步优选为1：3~8，如1：4.5、1：5、1：5.5、1：6、1：6.5、1：7、1：7.5等。
所述氨水优选为浓度为3%~15%的氨水，进一步优选为3%~10%，更进一步优选为5%~10%。
根据本发明所述生产方法的进一步优选实施方式，步骤3中，在浸泡或喷淋前，将Ag4O4-氨水溶液的质量浓度稀释至0.01%~0.5%。
本发明上述的生产方法中，所述静电纺丝方法优选为：在电压15~40kV、接收距离9~21cm、流速0.01~2ml/h、空气湿度30%~70%的条件下进行。
本发明上述的生产方法中，步骤2中优选为用5%~25%浓度的戊二醛蒸汽进行交联，交联时间优选为10~30小时，进一步优选为12~24小时。
本发明所述抗菌止血敷料生产方法操作简单、成本低；所述生产的抗菌止血敷料不仅具有止血促进创面愈合的效果，而且可有效防止创面的化脓感染，可用于烧伤、擦伤以及溃疡等急、慢性创伤的护理与治疗。
附图说明
图1为本发明生产方法制备的胶原纤维1000倍放大SEM照片；
图2为本发明生产方法制备的胶原纤维3000倍放大SEM照片；
图3为本发明生产方法制备的胶原纤维5000倍放大SEM照片；
图4为本发明生产方法制得的抗菌止血敷料抑制大肠杆菌生长效果照片；
图5为本发明生产方法制得的抗菌止血敷料抑制金黄色葡萄球菌生长效果照片；
图6为本发明生产方法制得的抗菌止血敷料抑制白色念珠菌生长效果照片；
图7为本发明生产方法制得的抗菌止血敷料抑制铜绿假单胞菌生长效果照片。
具体实施方式
本发明提供了一种新型抗菌止血敷料的生产方法，以及所述生产方法生产得到的抗菌止血敷料，所述抗菌止血敷料包括胶原纤维和和负载于所述胶原纤维上的Ag4O4。
在初始期（炎症阶段），胶原吸附血小板，与凝血因子相互作用，并引起血小板聚合，起止血作用；血小板的破坏，使其释放出多种活性物质（如生长因子），启动创面愈合，诱发成纤维细胞的活性，激活和调节不同血细胞的功能，其中包括吞噬作用及趋化性。在中间期（肉芽组织生长期），促进体内胶原的再生、排列，增强渗出物的吸收。在后期（成熟痊愈期），形成上皮细胞的支架，诱导成纤维母细胞及异胶原纤维的产生及排列，促进肉芽组织的产生，促进血管和新生瘢痕组织的形成，达到创面修复愈合。最后胶原材料被机体降解吸收。
Ag4O4可以防止伤口感染。Ag4O4中存在着Ag-/Ag3-电位不平衡，对表面裸露-N基（NH、-NH2）和-S基（S-S、-SH）的蛋白质具有亲和性，能与-N基和-S基发生热力学吸附并触发氧化还原反应，从而产生致使蛋白质构象改变的电杀作用和鳌合作用，而对正常组织未见毒性。并且，由于其特殊的作用机制，具有广谱抗菌效果，不易产生抗药性菌株。
所述抗菌止血敷料的生产方法包括如下步骤：
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液；
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维；
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料。
其中，所述胶原与Ag4O4重量比优选为1：0.001~0.01，进一步优选为1：0.003~0.006。
下面通过具体实施例对本发明抗菌止血敷料及其生产方法进行详细的介绍和描述，以使更好的理解本发明内容，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液
10胶原溶于六氟异丙醇中，配成7%重量浓度的纺丝原液，保存备用。
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维
在电压19kV、接收距离12cm、流速0.6ml/h、空气湿度55%的条件下对纺丝原液进行静电纺丝。
25%浓度的戊二醛蒸汽在在真空干燥器中交联18h，然后真空干燥36h。
SEM分别放大1000倍、3000倍、5000倍观察，SEM照片如图1~图3所示，胶原纤维粗细均匀，平均直径约600nm。
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料
0.05g Ag4O4溶于浓度为3%的氨水溶液，稀释配置成0.1%浓度的Ag4O4氨水溶液，喷淋在胶原纤维，待溶剂挥发后得到抗菌止血敷料。
实施例2
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液
10g胶原溶于六氟异丙醇中，配成6%重量浓度的纺丝原液，保存备用。
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维
在电压21kV、接收距离15cm、流速0.6ml/h、空气湿度50%的条件下对纺丝原液进行静电纺丝。
25%浓度的戊二醛蒸汽在在真空干燥器中交联12h，然后真空干燥。
SEM分别放大1000倍、3000倍、5000倍观察，胶原纤维粗细均匀，平均直径约550nm。
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料
0.05g Ag4O4溶于浓度为5%的氨水溶液，稀释配置成0.1%浓度的Ag4O4氨水溶液，喷淋在胶原纤维，待溶剂挥发后得到抗菌止血敷料。
用0.5%的苯扎溴铵喷淋胶原纤维待溶剂挥发后得到一组阳性对照样品，选择大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌分别作为革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、医院最易感染的病原菌代表，在其培养基上分别贴1cm×1cm的胶原纤维、阳性对照样品和本发明抗菌止血敷料，于37℃恒温隔水培养箱中培养24h，抗菌效果如图4~7所示。
图4培养基中为大肠杆菌，培养基上最上方的样品为未经处理过的胶原纤维膜，左下方是阳性对照样品，右下方为本发明抗菌止血敷料，从图中可以看出，单独使用胶原纤维没有抑菌效果，本发明抗菌止血敷料抑菌圈明显比阳性对照组的抑菌圈更为明显，说明对大肠杆菌抗菌效果好。
图5培养基中为金黄色葡萄球菌，培养基上最上方的样品为未经处理过的胶原纤维膜，左下方是阳性对照样品，右下方为本发明抗菌止血敷料，从图中可以看出，单独使用胶原纤维没有抑菌效果，本发明抗菌止血敷料抑菌圈明显比阳性对照组的抑菌圈更为明显，说明对金黄色葡萄球菌抗菌效果好。
图6培养基中为白色念珠菌，培养基上最上方的样品为未经处理过的胶原纤维膜，左下方是阳性对照样品，右下方为本发明抗菌止血敷料，从图中可以看出，单独使用胶原纤维没有抑菌效果，本发明抗菌止血敷料抑菌圈明显比阳性对照组的抑菌圈更为明显，说明对白色念珠抗菌效果好。
图7培养基中为铜绿假单胞菌，培养基上最上方的样品为未经处理过的胶原纤维膜，左下方是阳性对照样品，右下方为本发明抗菌止血敷料，从图中可以看出，单独使用胶原纤维没有抑菌效果，本发明抗菌止血敷料抑菌圈明显比阳性对照组的抑菌圈更为明显，说明对铜绿假单胞菌抗菌效果好。
实施例3
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液
将10g胶原溶于六氟异丙醇中，配成5%重量浓度的纺丝原液，保存备用。
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维
在电压38kV、接收距离15cm、流速0.02ml/h、空气湿度50%的条件下对纺丝原液进行静电纺丝。
25%浓度的戊二醛蒸汽在在真空干燥器中交联12h，然后真空干燥。
SEM分别放大1000倍、3000倍、5000倍观察，胶原纤维粗细均匀，平均直径约650nm。
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料
0.05g Ag4O4溶于浓度为3%的氨水溶液，稀释配置成0.1%浓度的Ag4O4氨水溶液，喷淋在胶原纤维，待溶剂挥发后得到抗菌止血敷料。
按照实施例2中所述方法进行抑菌试验，本实施例制备的抗菌止血敷料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌均具有良好的抗菌效果。
实施例4
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液
10g胶原溶于六氟异丙醇中，配成8%重量浓度的纺丝原液，保存备用。
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维
在电压15kV、接收距离20cm、流速1ml/h、空气湿度40%的条件下对纺丝原液进行静电纺丝。
15%浓度的戊二醛蒸汽在在真空干燥器中交联，然后真空干燥。
SEM分别放大1000倍、3000倍、5000倍观察，胶原纤维粗细均匀，平均直径约700nm。
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料
0.03g Ag4O4溶于浓度为5%的氨水溶液，稀释配置成0.3%浓度的Ag4O4氨水溶液，喷淋在胶原纤维，待溶剂挥发后得到抗菌止血敷料。
按照实施例2中所述方法进行抑菌试验，本实施例制备的抗菌止血敷料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌均具有良好的抗菌效果。
实施例5
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液
10g胶原溶于六氟异丙醇中，配成15%重量浓度的纺丝原液，保存备用。
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽交联，制备胶原纤维
在电压15kV、接收距离10cm、流速1.5ml/h、空气湿度65%的条件下对纺丝原液进行静电纺丝。
8%浓度的戊二醛蒸汽在在真空干燥器中交联，然后真空干燥。
SEM分别放大1000倍、3000倍、5000倍观察，胶原纤维粗细均匀，平均直径约700nm。
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料
0.08g Ag4O4溶于浓度为10%的氨水溶液，稀释配置成0.1%浓度的Ag4O4氨水溶液，喷淋在胶原纤维，待溶剂挥发后得到抗菌止血敷料。
按照实施例2中所述方法进行抑菌试验，本实施例制备的抗菌止血敷料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、铜绿假单胞菌均具有良好的抗菌效果。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌止血敷料的生产方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，胶原溶于溶剂中，配成纺丝原液；
步骤2，静电纺丝，然后用戊二醛蒸汽进行交联，制备胶原纤维；
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，将胶原溶于易挥发的溶剂中，配成1%~20%的纺丝原液；
步骤2，静电纺丝，5%~40%戊二醛蒸汽进行交联，制备胶原纤维；
步骤3，Ag4O4溶于氨水，浸泡或喷淋到步骤2中制备的胶原纤维，干燥得到抗菌止血敷料。
3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述胶原与Ag4O4重量比为1：0.001~0.01。
4.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，步骤3中，在浸泡或喷淋前，将Ag4O4氨水溶液的质量浓度稀释至0.01%~0.5%。
5.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，所述静电纺丝方法在电压15~40kV、接收距离9~21cm、流速0.01~2ml/h、空气湿度30%~70%的条件下进行。
6.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，步骤1中所述溶剂为易挥发溶剂。
7.一种根据权利要求1所述生产方法生产的抗菌止血敷料，其特征在于，包括胶原纤维和负载于所述胶原纤维上的Ag4O4。
8.根据权利要求7所述的抗菌止血敷料，其特征在于，所述胶原纤维平均直径为400~1000nm。
9.根据权利要求7所述的抗菌止血敷料，其特征在于，所述胶原与Ag4O4重量比为1：0.001~0.01。
10.一种胶原在抗菌止血敷料中的应用，其特征在于，按照权利要求1所述生产方法将胶原制成胶原纤维，并负载Ag4O4制成抗菌止血敷料。
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