CN104189943B

CN104189943B - 一种医用复合生物材料敷贴及制备方法

Info

Publication number: CN104189943B
Application number: CN201410122255.5A
Authority: CN
Inventors: 李大为
Original assignee: Holy Million Medicine Science And Technology Co Ltd In Zhejiang
Current assignee: Holy Million Medicine Science And Technology Co Ltd In Zhejiang
Priority date: 2014-03-30
Filing date: 2014-03-30
Publication date: 2018-10-30
Anticipated expiration: 2034-03-30
Also published as: CN104189943A

Abstract

本发明提供一医用种复合生物材料敷贴，由基体层、护创层和二片剥离层组成，护创层紧密贴合于基体层一侧的中心位置，二片剥离层一端部分重叠覆盖在护创层上，护创层为通过特定方法制备的丝素蛋白多孔生物材料。护创层通过开松‑梳理‑铺网‑水刺的组合方法制备。本发明的护创敷贴属于天然生物材料护创敷贴产品，具有良好安全性和生物相容性，具有更强的抑菌作用，适用于各种创伤。能有效抗菌消炎消毒、止血，促进肉芽组织和上皮细胞生长，伤口愈合和修复快。透气性能好，贴敷柔和，给创面提供一个有利的生长环境。

Description

一种医用复合生物材料敷贴及制备方法

技术领域

本发明属于医用材料领域，涉及一种复合生物材料敷贴，是一种伤口修复、促进愈合及抑菌的复合生物材料敷贴，其主要成分为丝素蛋白、壳聚糖制成的复合生物材料。适用于各种伤口和手术后的伤口抗菌消炎、止血、促进组织愈合和修复。

背景技术

现有医用卫生材料中护创产品主要含有：医用棉球、棉签、绷带、创可贴、急救包、脱脂棉、脱脂纱布、纱布垫等，一般有非无菌和无菌两种。

其中，无菌方式包装的医用纱布可以直接使用，而以非无菌方式包装的纱布必须经高温高压蒸汽或环氧乙烷等方法消毒后方可使用。医用绷带一般都以非灭菌医疗产品出售。若使用医用绷带于创口部位时，应与创口隔离使用。现有产品中，在无菌保障方面，多数是以隔离外界的方式，一旦有菌侵入，不利创口修复；有的是人工添加化学抑菌药物，存在一定副作用外，制作成本也较高。

据研究显示，蚕丝是由内层的丝素蛋白（silk fibroin，SF）及外层包覆的丝胶蛋白（secricin）所组成，前者含量约占70%~80%。研究发现，丝素蛋白是重链（H 链）、轻链（L链）和p25 分子以6∶6∶1 结合而成的。丝素蛋白具有生物降解性、无毒、良好的人体亲和性和生物相容性等优良性能，并可制备成多种形态，如多孔状、膜状和管状等，并且随着对其独特氨基酸组成及结晶结构等理化特性研究的深入，尤其是近年来蚕丝多用途开发向高新技术的渗透，在生物医学领域的探索，如利用丝素蛋白来制造骨组织工程材料、人工皮肤、组织工程支架、药物缓释载体、生物传感器等，更是受到广泛关注，显示了丝素蛋白作为生物医用材料的应用潜力。多项研究成果显示，丝素蛋白具有较强的天然抑菌作用。

壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），这些氨基通过结合负电子来抑制细菌，与人体细胞亲和力强，可被人体吸收，无任何副作用。

壳聚糖具有促进血液凝固的作用，可用作止血剂。它还可用于伤口填料物质，具有灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用。

急需一种具有天然抑菌功能的生物材料用于护创的医用卫生材料，在其表面黏附促进创口愈合的壳聚糖，将其贴敷创口表面后，可促进创口快速愈合，并能抑制创口细菌生长。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品的不足，提供一种医用复合生物材料敷贴，该生物材料敷贴具有良好的生物相容性，对各种创伤如烧伤、烫伤及手术切口均适合，在促进组织愈合和创口修复的同时，具有抑制创面细菌生长的作用，且具有良好的柔韧性、膨胀性和透气性能。

本发明医用复合生物材料敷贴由基体层、护创层和二片剥离层组成，护创层紧密贴合于基体层一侧的中心位置，二片剥离层一端部分重叠覆盖在护创层上，对护创层起蔽护作用，二片剥离层各自的另一端与基体层二端粘合，便于使用时剥离，基体层与护创层贴合的一侧表面具有载胶层的波纹型无纺织医用透气胶布，护创层为复合材料，该复合生物材料由丝素蛋白多孔生物材料与壳聚糖制得，剥离层为离型纸，如格拉辛纸。所述复合材料采用本发明方法制备获得。

本发明的复合生物材料中，丝素蛋白多孔生物材料厚度为3-5mm，壳聚糖每平方米含量为30-50。

本发明的另一个目的是提供所述医用复合生物材料敷贴产品中护创层的制备方法，通过以下主要步骤实现：

（1）生蚕丝脱胶：配置1%肥皂水洗液，其含有质量浓度为0.5%的NaHCO₃，将生蚕丝浸泡其中，蚕丝与溶液重量比1：25，浸泡的温度为70℃-90℃，浸泡的时间为40-60分钟，去离子水清洗，水温70℃-90℃，恒温浸泡40-60分钟，松丝，室温风干，以备用；

（2）丝素蛋白多孔生物材料制备：将步骤（1）处理得到的物料经粗开松；速度为0.20-0.40Hz喂入传输方式混棉；速度为0.20-0.40Hz精开松；通过含计量泵的真空转移箱转移，控制真空转移箱的条件为：主锡林速度为20-30Hz，道夫速度为20-30Hz，杂乱速度：14-19 Hz；双层梳理，梳理条件是给棉速度为0.2-0.4 Hz，滑车速度为8-10Hz；经双层或多层，交叉或叠铺铺网，铺网斜帘速度为10.0-15.0Hz,厚度为3-5mm；转移输送，转移输送中底帘输出速度为0.80-1.50Hz；水刺，水刺网孔版版厚为0.8mm，预湿压力为20-30bar，主刺压力为25-35bar，一反压力为 35-45bar，二反压力为40-50 bar，三反压力为45-55 bar，牵引条件为：牵伸1关为2-4 Hz，牵伸2关为2-4Hz，牵伸3关为2-4Hz；真空干燥，压力为25-50大气压；粗切边、经卷绕系统转滚输送、细切；

（3) 丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料制备：将分子量为8-40万、脱乙酰度>90%的壳聚糖溶解于醋酸去离子水中，制得质量比浓度为0.5-1.5%壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液喷涂到步骤（2）得到的多孔生物材料上，壳聚糖溶液的用量为固化后每平方米含量为30-50g；

（4)将步骤（3）得到的复合生物材料按要求的规格裁剪，作为护创层，备用制成敷贴成品。

将无纺医用透气胶布、步骤（4）得到护创层、二片剥离层从下到上依次放置于复合辊的材料架上，其中护创层置于无纺透气胶布中心位置，两段剥离层有小部分重叠，三者进行复合，制得成品。

本发明的创新点在于选择特定的工艺制得丝素蛋白多孔材料，并将壳聚糖按一定量喷洒其中，本发明采用的工艺制得的丝素蛋白多孔材料，具有更强的抑菌作用，生物相容性好。

本发明具有以下功效及优点：（1）属于天然生物材料创伤敷贴产品，具有良好的安全性和生物相容性，适用于各种创伤；（2）能有效抗菌消炎消毒、止血，促进肉芽组织和上皮细胞生长，伤口愈合和修复快；（3）透气性能好，贴敷柔和，给创面提供一个有利的生长环境。（4）采用的开松-梳理-铺网-水刺的组合工艺，按照优选的工艺参数，制得的丝素蛋白多孔材料与常规工艺如静电纺丝方法制得的丝素蛋白相比，具有更强的抑菌作用。在制得的多孔材料上，通过本发明工艺喷洒生物材料壳聚糖，即制得复合材料敷贴。

附图说明

图1是本发明复合生物材料敷贴结构示意图。

图2是制备工艺实施例丝素蛋白多孔材料电子扫描显微镜（SEM）结构表征。

图3是制备工艺实施例丝素蛋白多孔材料/壳聚糖复合后材料电子扫描显微镜结构表征。

图4是样品生物相容性试验电子扫描显微镜显示图。

图5是体外抑菌实验。

具体实施方式

本发明结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

参见图1，一种医用复合生物材料敷贴，由基体层1、护创层2和二片剥离层3组成，护创层2紧密贴合于基体层1一侧的中心位置，二片剥离层3的一端部分重叠覆盖在护创层2上，对护创层起蔽护作用，二片剥离层3各自的另一端与基体层1二端粘合，便于使用时剥离，基体层1与护创层2贴合的一侧表面具有载胶层的波纹型无纺织医用透气胶布，护创层2为复合生物材料，该复合材料由丝素蛋白多孔生物材料与壳聚糖制得，剥离层3为离型纸，如格拉辛纸。

实施例2 护创层制备方法

（1）生蚕丝脱胶：配置1%肥皂水洗液，其含有质量浓度为0.5%的NaHCO₃，将生蚕丝浸泡其中，蚕丝与溶液重量比1：25，浸泡的温度为70℃，浸泡的时间为40分钟，去离子水清洗，水温70℃，恒温浸泡40分钟，松丝，室温风干，以备用；

（2）丝素蛋白多孔生物材料制备：将步骤（1）处理得到的物料经粗开松；速度为0.20Hz喂入传输方式混棉；速度为0.20Hz精开松；通过含计量泵的真空转移箱转移，控制真空转移箱的条件为：主锡林速度为20Hz，道夫速度为20Hz，杂乱速度为14Hz；双层梳理，梳理条件是给棉速度为0.2Hz，滑车速度为8Hz；经双层，交叉铺网，铺网斜帘速度为10.0Hz,厚度为3mm；转移输送，转移输送中底帘输出速度为0.80Hz；水刺，水刺网孔版版厚为0.8mm，预湿压力为20bar，主刺压力为25bar，一反压力为 35bar，二反压力为40bar，三反压力为45bar，牵引条件为：牵伸1关为2Hz，牵伸2关为2Hz，牵伸3关为2Hz；真空干燥，压力为25大气压；粗切边、经卷绕系统转滚输送、细切；

制得的丝素蛋白多孔生物材料采用电子扫描（SEM）显微镜图进行结构表征，如图2中的A；

（3) 丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料：将分子量为8-40万、脱乙酰度>90%的壳聚糖溶解于醋酸去离子水中，制得质量比浓度为0.5%壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液喷涂到步骤（2）得到的多孔生物材料上，壳聚糖溶液的用量为固化后每平方米含量为30g；

丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料电子扫描显微镜结构表征，如图3中的A；

(4)将步骤(3）得到复合生物材料按要求的规格裁剪，作为护创层，备用制成敷贴成品。

实施例3 护创层制备方法

1）生蚕丝脱胶：配置1%肥皂水洗液，其含有质量浓度为0.5%的NaHCO₃，将生蚕丝浸泡其中，蚕丝与溶液重量比1：25，浸泡的温度为90℃，浸泡的时间为60分钟，去离子水清洗，水温90℃，恒温浸泡60分钟，松丝，室温风干，以备用；

2）丝素蛋白多孔生物材料制备：将步骤1）处理得到的物料经粗开松；速度为0.40Hz喂入传输方式混棉；速度为0.40Hz精开松；通过含计量泵的真空转移箱转移，控制真空转移箱的条件为：主锡林速度为30Hz，道夫速度为30Hz，杂乱速度为19 Hz；双层梳理，梳理条件是给棉速度为0.4Hz，滑车速度为10Hz；经双层或多层，交叉或叠铺铺网，铺网斜帘速度为15.0Hz,厚度为5mm；转移输送，转移输送中底帘输出速度为1.50Hz；水刺，水刺网孔版版厚为0.8mm，预湿压力为30bar，主刺压力为35bar，一反压力为 45bar，二反压力为50bar，三反压力为55 bar，牵引条件为：牵伸1关为4 Hz，牵伸2关为4Hz，牵伸3关为4Hz；真空干燥，压力为50大气压；粗切边、经卷绕系统转滚输送、细切；

制得的丝素蛋白多孔材料采用电子扫描（SEM）显微镜图进行结构表征，如图2中的B；

3)丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料制备：将分子量为8-40万、脱乙酰度>90%的壳聚糖溶解于醋酸去离子水中，制得质量比浓度为0.5-1.5%壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液喷涂到步骤2）得到的多孔生物材料上，壳聚糖溶液的用量为固化后每平方米含量为30-50g；

丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料电子扫描显微镜结构表征，如图3中的B；

4)将步骤3）得到复合生物材料按要求的规格裁剪，以作为护创层，备用制成敷贴成品。

实施例4 护创层制备方法

（1）生蚕丝脱胶：配置1%肥皂水洗液，其含有质量浓度为0.5%的NaHCO₃，将生蚕丝浸泡其中，浸泡的温度为80℃，浸泡的时间为50分钟，去离子水清洗，水温80℃，恒温浸泡50分钟，松丝，室温风干，以备用；

（2）丝素蛋白多孔生物材料制备：将步骤（1）处理得到的物料经粗开松；速度为0.30Hz精喂入传输方式混棉；速度为0.30Hz精开松；通过含计量泵的真空转移箱转移，控制真空转移箱的条件为：主锡林速度为25Hz，道夫速度为25Hz，杂乱速度为17Hz；双层梳理，梳理条件是给棉速度为0.3Hz，滑车速度为9.0Hz；经双层或多层，交叉或叠铺铺网，铺网斜帘速度为13.0Hz,厚度为4mm；转移输送，转移输送中底帘输出速度为1.20Hz；水刺，水刺网孔版版厚为0.8mm，预湿压力为25bar，主刺压力为30bar，一反压力为40bar，二反压力为45bar，三反压力为50bar，牵引条件为：牵伸1关为3Hz，牵伸2关为3Hz，牵伸3关为3Hz；真空干燥，压力为35个大气压；粗切边、经卷绕系统转滚输送、细切；

制得的丝素蛋白多孔生物材料采用电子扫描（SEM）显微镜图进行结构表征，如图2中的C；

（3) 丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料制备：将分子量为8-40万、脱乙酰度>90%的壳聚糖溶解于醋酸去离子水中，制得质量比浓度为0.5-1.5%壳聚糖溶液；将壳聚糖溶液喷涂到步骤（2）得到的多孔生物材料上，壳聚糖溶液的用量为固化后每平方米含量为40g；

丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料电子扫描显微镜结构表征，如图3中的C；

（4)将步骤（3）得到的复合生物材料按要求的规格裁剪，以作为护创层，备用制成敷贴成品。

实施例5 医用复合生物材料敷贴制备

将无纺医用透气胶布、实施例2、3、4步骤（4）得到护创层、二片剥离层从下到上依次放置于复合辊的材料架上，其中护创层置于无纺透气胶布中心位置，二片剥离层有小部分重叠，三者进行复合，制得成品。

实施例6 生物相容性实验

选取实施例2、3、4制得的复合生物材料制作样品，进行生物相容性试验

扫描电镜样品制备方法：培养皿选取细胞名称：NCTC克隆929（L929小鼠成纤维细胞），购自中国典型培养物保藏中心，编号：GDC034。样品用2.5％戊二醛固定12小时后；用0.1 mol/L磷酸缓冲液洗两小时以上(中间换3次新液)；再经1％的锇酸固定1.5小时；用双蒸馏水洗2小时（中间换3次）；然后经50％，70％，80％，90％，100％（2次）的乙醇脱水，每级15分钟；醋酸异戊酯置换30分钟；HCP-2临界点.干燥仪干燥，粘托后IB-5离子溅射仪中镀铂，日立S----4800扫描电子显微镜观察并拍照。

结果参见图4：SEM 显示L929在三个样品中生长良好并有伪足生成，显示本发明复合生物材料具有良好的生物相容性。

实施例7 动物实验

选取雄性SD大鼠8只，大鼠体重均为300-400克，10%水合氯醛腹腔麻醉,100mgX0.33ml，选vistar大鼠双侧臀部之臀大肌，创面直径≥1.2CM，切除皮肤、皮下筋膜、及部分臀大肌(至创面渗血状)，放置实验材料，医用脱敏胶布封闭创面。术后单笼喂养。其中左侧样品为实施例2、3、4制得的丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖；右侧为丝素蛋白多孔生物材料。观察创面结果参见表1。

。

对动物实验进行综合评价，结果如表2。

注：良好效果程度用“+”表示，“+”越多表示效果越好。

结论：丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖复合材料在止血、伤口快速愈合方面比单用丝素蛋白多孔材料效果好。

实施例8 体外抑菌实验

本发明所制备的丝素蛋白多孔生物材料/壳聚糖制成的复合材料，与对照组：常规工艺制备的丝素蛋白多孔材料、常规工艺制备的丝素蛋白/壳聚糖复合材料，对比其抑菌效果。

这里的丝素蛋白多孔材料常规工艺为已报道静电纺丝方法([学位论文 11] 胡艾君.再生静电纺丝素纳米纤维在面神经修复中作用的实验研究[D].苏州：苏州大学,2012：23.)制得的丝素蛋白；这里的丝素蛋白+壳聚糖复合材料常规工艺是根据论文：[学位论文11] 蔡增晓.丝素蛋白/壳聚糖复合纳米纤维用于皮肤组织工程[D].上海：东华大学,2011：22-35。

具体操作：取培养皿，以平板涂布方式分别接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞杆菌、白色念珠菌，然后分别取常用工艺制得的丝素蛋白多孔材料、常用工艺制得的丝素蛋白+壳聚糖复合材料，以及实施例2、3、4制备的复合生物材料，裁剪为直径5mm的样品，置于培养皿上，培养18小时后，观察抑菌圈。

体外抑制实验中显微镜观察结果显示，与对照组相比，本发明的丝素蛋白多孔生物材料+壳聚糖制成的复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞杆菌具有非常明显的更佳的抑菌效果，对白色念珠菌抑制效果无明显差异，结果参见图5，图5中A是常规工艺制备的丝素蛋白多孔材料抑菌结果，B是常规工艺制备的丝素蛋白/壳聚糖复合材料抑菌结果，C、D、E是实施例2、3、4制备的复合材料抑菌结果，其中1是大肠杆菌培养皿，2是金黄色葡萄球菌培养皿，3是铜绿假单胞杆菌培养皿，4是白色念珠菌培养皿。

以上实施例为本发明的具体实施方式，是对本发明的进一步的详细说明，不能认定本发明的实施方式仅限于此。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种医用复合生物材料敷贴，由基体层（1）、护创层（2）和二片剥离层（3）组成，护创层（2）紧密贴合于基体层（1）一侧的中心位置，二片剥离层（3）的一端部分重叠覆盖在护创层（2）上，对护创层起蔽护作用，二片剥离层（3）各自的另一端与基体层（1）二端粘合，便于使用时剥离，基体层（1）与护创层（2）贴合的一侧表面具有载胶层的波纹型无纺织医用透气胶布，剥离层（3）为离型纸，格拉辛纸，其特征在于，护创层（2）为复合生物材料，该复合生物材料由丝素蛋白多孔生物材料与壳聚糖制得；所述复合生物材料敷贴中的护创层，通过以下制备方法实现：

（2）丝素蛋白多孔生物材料制备：将步骤（1）处理得到的物料经粗开松；速度为0.20-0.40Hz喂入传输方式混棉；速度为0.20-0.40Hz精开松；通过含计量泵的真空转移箱转移，控制真空转移箱的条件为：主锡林速度为20-30Hz，道夫速度为20-30Hz，杂乱速度：14-19Hz；双层梳理，梳理条件是给棉速度为0.2-0.4 Hz，滑车速度为8-10Hz；经双层或多层，交叉或叠铺铺网，铺网斜帘速度为10.0-15.0Hz,厚度为3-5mm；转移输送，转移输送中底帘输出速度为0.80-1.50Hz；水刺，水刺网孔板板厚为0.8mm，预湿压力为20-30bar，主刺压力为25-35bar，一反压力为 35-45bar，二反压力为40-50 bar，三反压力为45-55 bar，牵引条件为：牵伸1关为2-4 Hz，牵伸2关为2-4Hz，牵伸3关为2-4Hz；真空干燥，压力为25-50大气压；粗切边、经卷绕系统转滚输送、细切；

2.根据权利要求1所述的一种医用复合生物材料敷贴，其特征在于，所述复合生物材料中，丝素蛋白多孔生物材料厚度为3-5mm，壳聚糖每平方米含量为30-50 g。