CN103948957B - 一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料及其制备方法和应用 Download PDF

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本发明公开了一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料，包括亲水支架、结合层和疏水层，亲水支架、结合层和疏水层依次紧密结合为一体。本发明还提供了该敷料的制备方法，(1)将琼脂糖与胶原按质量比为1:9～9:1的比例混合，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架；(2)向模具内倒入丙酮溶液，将琼脂糖醋酸酯溶于所述丙酮溶液中；(3)将琼脂糖胶原复合支架浸入模具中，真空干燥，抽去所述丙酮，得到敷料。本发明的敷料由于具有亲疏水性，能起到屏障作用，保持创面皮肤的微环境；本发明的敷料更接近皮肤功能，加速创面修复，能在烧伤、外伤及手术切口引起的损伤组织部位的修复中进行应用。

Description

一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤是人体的第一道屏障，它不仅能防止体内水分、电解质等物质丢失，而且能阻止外界有害物质入侵，但是创伤后皮肤会部分或完全失去这种屏障功能。创面敷料可暂时起到皮肤的作用，而且能够加速创面愈合和减少创面疤痕。
敷料作为覆盖创面处可以替代皮肤起保护作用的覆盖物，在创面愈合过程中，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制创面感染，提供有利于创面愈合的环境。理想的敷料要求与创面贴附良好、有较好的柔韧性、保湿性，对细菌有屏障作用，有一定的止血功效，能够加速创面愈合，减少创面瘢痕。
胶原海绵敷料能够与血小板产生凝血作用，具有止血效果。同时胶原海绵出血创面接触后呈凝胶态，为创伤皮肤提供湿润环境，促进皮肤修复。胶原能够促进细胞增殖与运动，从而促进伤口修复。但现有的胶原海绵力学强度较低，海绵的孔径太大，难以抵挡外界细菌和污染物进入。
目前敷料主要按材料来分类，这些材料包括胶原、甲壳糖、海藻酸钠、羧甲基纤维素等，疏水性敷料主要起到防止皮肤水分蒸发流失，保持创面皮肤的微环境作用，亲水性敷料主要具有亲水性和生物活性，柔韧性良好，在与创面接触时，形成水凝胶，使伤口保持湿润环境，为创面提供良好的修复环境，促进伤口恢复作用。但是，目前尚未有利用材料的亲疏水性改进性能的敷料，以使敷料更接近皮肤功能。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的之一是提供了一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料，该敷料能够阻挡外界有害物质入侵创面，同时为创面提供良好的修复环境。
本发明是一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料，包括亲水支架、结合层和疏水层，所述亲水支架、结合层和疏水层依次紧密结合为一体，所述结合层为所述亲水支架与所述疏水层相互交错紧密结合形成的中间层。
所述亲水支架为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架。
所述亲水支架的厚度为3～4毫米。
所述疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层。
所述敷料的厚度为3.5～4.5毫米。
本发明的目的之二是提供了上述亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将琼脂糖溶于热水中制得琼脂糖溶液，将胶原溶于醋酸溶液中制得胶原溶液，按所述琼脂糖与所述胶原的质量比为1:9～9:1的比例将所述琼脂糖溶液和所述胶原溶液混合，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架，所述胶原为Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原及其降解或水解改性物中的一种或任意两种的组合；
(2)向模具内倒入丙酮溶液，将琼脂糖醋酸酯溶于所述丙酮溶液中，所述琼脂糖醋酸酯与丙酮的质量体积百分比为1％～10％；
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，抽去所述丙酮，得到敷料。
优选的，步骤(1)中的所述琼脂糖的分子量为10～300kDa。
优选的，步骤(2)中的所述琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为2.6～3.7。
优选的，步骤(2)中的所述模具中的丙酮溶液的液体高度为0.5～2.5毫米。
具体来说，可以按如下步骤进行：
(1)称取0.1～0.9g的琼脂糖溶于热水中制得0.1～0.9％(W/V)琼脂糖溶液，所述琼脂糖的分子量为10～300kDa。
(2)称取0.1～0.9g的胶原溶于0.5mol/L的醋酸溶液中制得0.1～0.9％(W/V)胶原溶液。
(3)将琼脂糖溶液和胶原溶液混匀，磁力搅拌1小时，离心脱气，然后倒入模具中，放入-20℃冰箱冷冻4小时。
(4)放入冷冻干燥机中，在-60℃的冷冻干燥机中冷冻24小时，冻干成多孔复合支架。
(5)称取1～10g的琼脂糖醋酸酯溶于丙酮制得1～10％(W/V)琼脂糖醋酸酯溶液，所述琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为2.6～3.7。
(6)将琼脂糖醋酸酯溶液倒入模具中，溶液高度为0.5～2.5毫米。
(7)将复合支架浸入装有琼脂糖醋酸酯溶液的模具中，然后将模具放入真空干燥箱中，以30℃的温度真空干燥12h，获得具有亲疏水性两性特征的敷料。
本发明的目的之三是提供了上述亲疏水性琼脂糖胶原敷料在烧伤、外伤及手术切口引起的损伤组织部位的修复中进行应用。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的敷料的疏水层与水接触能够保持原有形态，起到屏障作用，阻止病菌和污水进入，疏水层结构致密能够防止皮肤水分蒸发流失，保持创面皮肤的微环境；亲水支架具有亲水性和生物活性，强度较胶原明显提高，柔韧性良好，在与创面接触时，形成水凝胶，使伤口保持湿润环境，为创面提供良好的修复环境，促进伤口恢复。本发明的敷料更接近皮肤功能，能够加速创面修复，能在烧伤、外伤及手术切口引起的损伤组织部位的修复中进行应用。
附图说明
图1为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例的结构示意图；
图2为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例中的亲水支架的三维结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按照常规实验方法进行。
实施例1：本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的一个优选实施例
本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的一个优选实施例按如下步骤进行：(1)称取0.1g的琼脂糖溶于热水中制得0.1％(W/V)琼脂糖溶液,琼脂糖的分子量为10kDa。称取0.9g的胶原溶于0.5mol/L的醋酸溶液中制得0.9％(W/V)胶原溶液,胶原为Ⅰ型胶原。按琼脂糖与胶原的质量比为1:9的比例将琼脂糖溶液和胶原溶液按1:1体积比混合，磁力搅拌1小时，离心脱气，然后倒入模具中，放入-20℃冰箱冷冻4小时，放入冷冻干燥机中，在-60℃的冷冻干燥机中冷冻24小时，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架。
(2)向模具内倒入丙酮溶液，称取1g的琼脂糖醋酸酯溶于丙酮制得1％(W/V)琼脂糖醋酸酯溶液；琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为2.6。模具中的丙酮溶液的液体高度为2.5毫米。
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，以30℃的温度真空干燥12h，抽去所述丙酮，得到具有亲疏水性两性特征的敷料。
本实施例得到的敷料的疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层，亲水层为琼脂糖胶原复合支架。对上述制备所得的敷料进行接触角测量，接触角大于90°为疏水材料，小于90°为亲水材料，结果见表1，表1为敷料疏水层和亲水支架材料表面接触角测量结果表。
表1
样品 接触角/(°) 相对标准偏差
疏水层 94.1±0.32 0.003
亲水支架 76.08±0.19 0.003
由此结果可得到，该敷料具有较好的亲疏水性。通过测量，本实施例中敷料的亲水支架的厚度为3.3毫米，敷料的厚度为3.5毫米。
由本实施例制备方法得到的亲疏水性琼脂糖胶原敷料的结构示意图见图1，图1为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例的结构示意图，由图1可见，敷料包括亲水支架3、结合层2和疏水层1，所述亲水支架3、结合层2和疏水层1依次紧密结合为一体，结合层2为亲水支架3与疏水层1相互交错紧密结合形成的中间层。图2为亲水支架的三维结构示意图，由图2可见，亲水支架3为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架。
实施例2：本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的第二个优选实施例
本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的一个优选实施例按如下步骤进行：(1)称取0.1g的琼脂糖溶于热水中制得0.1％(W/V)琼脂糖溶液,琼脂糖的分子量为100kDa。称取0.9g的胶原溶于0.5mol/L的醋酸溶液中制得0.9％(W/V)胶原溶液,胶原为Ⅱ型胶原水解改性物。按琼脂糖与胶原的质量比为3:1的比例将琼脂糖溶液和胶原溶液按27:1的体积比混合，磁力搅拌1小时，离心脱气，然后倒入模具中，放入-20℃冰箱冷冻4小时，放入冷冻干燥机中，在-60℃的冷冻干燥机中冷冻24小时，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架。
(2)向模具内倒入丙酮溶液，称取3g的琼脂糖醋酸酯溶于丙酮制得3％(W/V)琼脂糖醋酸酯溶液；琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为2.6。模具中的丙酮溶液的液体高度为1毫米。
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，以30℃的温度真空干燥12h，抽去所述丙酮，得到具有亲疏水性两性特征的敷料。
本实施例得到的敷料的疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层，亲水层为琼脂糖胶原复合支架。对上述制备所得的敷料进行接触角测量，接触角大于90°为疏水材料，小于90°为亲水材料，结果见表2，表2为敷料疏水层和亲水支架材料表面接触角测量结果表。
表2
样品 接触角/(°) 相对标准偏差
疏水层 94.1±0.44 0.004
亲水支架 56±0.59 0.011
由此结果可得到，该敷料具有较好的亲疏水性。通过测量，本实施例中敷料的亲水支架的厚度为4毫米，敷料的厚度为4.2毫米。
由本实施例制备方法得到的亲疏水性琼脂糖胶原敷料的结构示意图见图1，图1为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例的结构示意图，由图1可见，敷料包括亲水支架3、结合层2和疏水层1，所述亲水支架3、结合层2和疏水层1依次紧密结合为一体，结合层2为亲水支架3与疏水层1相互交错紧密结合形成的中间层。图2为亲水支架的三维结构示意图，由图2可见，亲水支架3为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架。
实施例3本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的第三个优选实施例
本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的一个优选实施例按如下步骤进行：(1)称取0.1g的琼脂糖溶于热水中制得0.1％(W/V)琼脂糖溶液,琼脂糖的分子量为200kDa。称取0.9g的胶原溶于0.5mol/L的醋酸溶液中制得0.9％(W/V)胶原溶液,胶原为Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原的组合。按琼脂糖与胶原的质量比为6:1的比例将琼脂糖溶液和胶原溶液按54:1的体积比混合，磁力搅拌1小时，离心脱气，然后倒入模具中，放入-20℃冰箱冷冻4小时，放入冷冻干燥机中，在-60℃的冷冻干燥机中冷冻24小时，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架。
(2)向模具内倒入丙酮溶液，称取6g的琼脂糖醋酸酯溶于丙酮制得6％(W/V)琼脂糖醋酸酯溶液；琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为3.5。模具中的丙酮溶液的液体高度为2毫米。
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，以30℃的温度真空干燥12h，抽去所述丙酮，得到具有亲疏水性两性特征的敷料。
本实施例得到的敷料的疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层，亲水层为琼脂糖胶原复合支架。对上述制备所得的敷料进行接触角测量，接触角大于90°为疏水材料，小于90°为亲水材料，结果见表3，表3为敷料疏水层和亲水支架材料表面接触角测量结果表。
表3
样品 接触角/(°) 相对标准偏差
疏水层 126.8±0.53 0.004
亲水支架 52.6±0.54 0.01
由此结果可得到，该敷料具有较好的亲疏水性。通过测量，本实施例中敷料的亲水支架的厚度为3.5毫米，敷料的厚度为4.5毫米。
由本实施例制备方法得到的亲疏水性琼脂糖胶原敷料的结构示意图见图1，图1为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例的结构示意图，由图1可见，敷料包括亲水支架3、结合层2和疏水层1，所述亲水支架3、结合层2和疏水层1依次紧密结合为一体，结合层2为亲水支架3与疏水层1相互交错紧密结合形成的中间层。图2为亲水支架的三维结构示意图，由图2可见，亲水支架3为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架。
实施例4：本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的第四个优选实施例
本发明的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法的一个优选实施例按如下步骤进行：(1)称取0.1g的琼脂糖溶于热水中制得0.1％(W/V)琼脂糖溶液,琼脂糖的分子量为300kDa。称取0.9g的胶原溶于0.5mol/L的醋酸溶液中制得0.9％(W/V)胶原溶液,胶原为Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原降解物的组合。按琼脂糖与胶原的质量比为9:1的比例将琼脂糖溶液和胶原溶液按81:1的体积比混合，磁力搅拌1小时，离心脱气，然后倒入模具中，放入-20℃冰箱冷冻4小时，放入冷冻干燥机中，在-60℃的冷冻干燥机中冷冻24小时，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架。
(2)向模具内倒入丙酮溶液，称取10g的琼脂糖醋酸酯溶于丙酮制得10％(W/V)琼脂糖醋酸酯溶液；琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为3.7。模具中的丙酮溶液的液体高度为0.5毫米。
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，以30℃的温度真空干燥12h，抽去所述丙酮，得到具有亲疏水性两性特征的敷料。
本实施例得到的敷料的疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层，亲水层为琼脂糖胶原复合支架。对上述制备所得的敷料进行接触角测量，接触角大于90°为疏水材料，小于90°为亲水材料，结果见表4，表4为敷料疏水层和亲水支架材料表面接触角测量结果表。
表4
样品 接触角/(°) 相对标准偏差
疏水层 126.9±0.68 0.005
亲水支架 51±0.53 0.01
由此结果可得到，该敷料具有较好的亲疏水性。通过测量，本实施例中敷料的亲水支架的厚度为3毫米，敷料的厚度为3.5毫米。
由本实施例制备方法得到的亲疏水性琼脂糖胶原敷料的结构示意图见图1，图1为亲疏水性琼脂糖胶原敷料的一个优选实施例的结构示意图，由图1可见，敷料包括亲水支架3、结合层2和疏水层1，所述亲水支架3、结合层2和疏水层1依次紧密结合为一体，结合层2为亲水支架3与疏水层1相互交错紧密结合形成的中间层。图2为亲水支架的三维结构示意图，由图2可见，亲水支架3为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料，其特征在于，包括亲水支架、结合层和疏水层，所述亲水支架、所述结合层和所述疏水层依次紧密结合为一体，所述结合层为所述亲水支架与所述疏水层相互交错紧密结合形成的中间层；
所述亲水支架为琼脂糖胶原的三维多孔结构的复合支架；
所述亲水支架的厚度为3～4毫米；
所述疏水层为琼脂糖醋酸酯形成层；
所述敷料的厚度为3.5～4.5毫米。
2.权利要求1所述的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将琼脂糖溶于热水中制得琼脂糖溶液，将胶原溶于醋酸溶液中制得胶原溶液，按所述琼脂糖与所述胶原的质量比为1:9～9:1的比例将所述琼脂糖溶液和所述胶原溶液混合，冷冻干燥得到琼脂糖胶原复合支架，所述胶原为Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原及其降解或水解改性物中的一种或任意两种的组合；
(2)向模具内倒入丙酮溶液，将琼脂糖醋酸酯溶于所述丙酮溶液中，所述琼脂糖醋酸酯与丙酮的质量体积百分比为1％～10％；
(3)将步骤(1)中得到的所述琼脂糖胶原复合支架浸入步骤(2)中所述模具中，将所述模具置于真空干燥环境中，抽去所述丙酮，得到敷料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的所述琼脂糖的分子量为10～300kDa。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的所述琼脂糖醋酸酯的醋酸取代度为2.6～3.7。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的所述模具中的丙酮溶液的液体高度为0.5～2.5毫米。
6.权利要求1所述的一种亲疏水性琼脂糖胶原敷料在烧伤、外伤及手术切口引起的损伤组织部位的修复中进行应用。
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