CN105056279A - 一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，包括内层和外层，所述内层为胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料，所述外层为透明的聚氨酯薄膜，内层与外层通过医用压敏胶粘接。本发明具有适宜的透气性、透湿性及吸水性，良好的抗菌性能，可促进创面修复和减少瘢痕形成等优点。同时该敷料所需更换频率更低，在更换时可以减轻伤口的疼痛感，易被病人接受。

Description

一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料

技术领域

本发明涉及一种敷料，特别涉及一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料。

背景技术

皮肤的缺损是十分常见的外科病症，如各种事故与战争中的创伤及自身疾病如糖尿病引起的皮肤溃烂。皮肤的缺损轻则影响病人的外表美观，重则引发感染或电解质与水分的大量流失，导致病人的死亡。特别地，在褥疮或外科创伤的情况下，大量的分泌物从皮肤的受伤部分中渗出，因此阻止分泌物停滞在伤口上以抑制皮肤的感染是必需的。然而，为了有效地愈合受伤的皮肤，湿润又是必需的，因此不能使伤口表面处于过于干燥的状态。

理想的创面敷料的要求：①物理性能：适宜的强度、张力、弹性；孔径及孔隙率；能抵御细菌的侵袭；适宜的透气性、透湿性及吸水性；便于操作和观察。②生物学性能：良好的创面适应性；无毒性、无免疫原性；良好的血液相容性和止血性；适宜的生物降解性；促进真皮组织和附属器官的再生；降低创面收缩和瘢痕形成；控制感染等。但是，传统敷料（主要为纱布类敷料）具有难以控制创面渗液和水分蒸发、易引起细菌感染、易粘连在新生组织上导致换药时疼痛和二次损伤、更换频繁等缺点，不能满足病人的要求。

目前，市场上的新型敷料根据材料的材质可大致分为天然和人工合成材料两大类。天然材料包括海藻酸钠、羧甲基纤维素、胶原、甲壳素、透明质酸等。人工合成材料更是层出不穷，如聚乙烯醇、聚乙烯醇-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸、聚氨酯、硅橡胶等。但是这些材料或多或少都存在弊端：如天然材料，虽然具有良好生物相容性，但是往往制作工艺复杂、价格昂贵、机械强度较低、不易操作；而人工合成材料，则往往生物相容性较差、不利于创面皮肤组织再生、并且不易生物降解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，与传统敷料相比，具有适宜的透气性、透湿性及吸水性，良好的抗菌性能，可促进创面修复和减少瘢痕形成等优点。同时该敷料所需更换频率更低，在更换时可以减轻伤口的疼痛感，易被病人接受。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，包括内层和外层，所述内层为胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料，所述外层为透明的聚氨酯薄膜，内层与外层通过医用压敏胶粘接。

外层厚度为0.05-0.5毫米，内层厚度为2mm-1cm，医用压敏胶为生物相容性良好的医用压敏胶，选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、α-氰基丙烯酸丁酯、α-氰基丙烯酸辛酯一种或几种的混合物。

本发明的内层胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料由牛腱I型胶原蛋白和亲水性聚氨酯多孔泡沫材料复合而成。该胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料包含大量直径为20-200微米的连通小孔，具有0.05~0.4g/cm³的密度。其中聚氨酯材料提供一定的力学强度和空间；胶原蛋白模拟皮肤的细胞外基质，提高多孔泡沫材料的吸水性和细胞相容性，加快皮肤创口的愈合。外层聚氨酯薄膜起到了临时表皮层的作用，可以有效控制水分的蒸发和防止细菌的侵入等，对创面起到了临时保护作用。并且外层薄膜透明，易于观察创口愈合情况。该双层敷料的优点在于高吸水性和透湿性，并且具有良好的细胞相容性和生物相容性。制备方法简单、材料来源广泛、生产效率高，具有良好的应用前景。

作为优选，所述胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料由以下质量百分比计的组分混合后发泡而成：聚氨酯预聚物40-80%，起泡剂10-50%，交联剂5-40%，胶原蛋白0.1-3%。

本发明通过控制聚氨酯预聚物、起泡剂、交联剂、胶原蛋白的配比及各组分具体种类的选择，从而获得透气、吸水性及细胞相容性良好的材料。

作为优选，所述聚氨酯预聚物由0.1-1mol的聚醚多元醇与1-3mol的二异氰酸酯反应而得。

作为优选，所述聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷的无规聚合物，其分子量为1000-5000D，其中环氧乙烷含量为50-90%。

作为优选，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、亚己基二异氰酸酯中的一种或几种。

作为优选，所述起泡剂为三氯甲烷或水。

作为优选，所述交联剂为丙三醇、1,4-丁二醇、山梨醇或分子量为600-2000D的聚乙二醇。

作为优选，所述胶原蛋白为I型胶原蛋白。

作为优选，所述I型胶原蛋白提取自牛腱，I型胶原蛋白溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用。本发明胶原蛋白为I型胶原蛋白并提取自牛腱，与人体的皮肤组织的生物相容性更好。

一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料的制备方法，包括如下步骤：

1）聚氨酯预聚物的制备：将0.1-1mol的聚醚多元醇与1-3mol的二异氰酸酯加入圆底烧瓶，机械搅拌混合均匀，加热到60℃，反应6-12小时，得聚氨酯预聚物；

2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：将聚氨酯预聚物、起泡剂、交联剂和胶原蛋白搅拌混合均匀，将所得混合物转移到模具中，在25-120℃下发泡成型得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料；

3）双层敷料的复合：将医用压敏胶以0.05-0.5mg/cm²的量均匀涂覆在厚度为0.05-0.5毫米的聚氨酯薄膜表面，然后将厚度为2mm-1cm的胶原复合聚氨酯泡沫敷料放在涂覆医用压敏胶的聚氨酯薄膜表面上复合，获得产品。

本发明的有益效果是：与传统敷料相比，具有适宜的透气性、透湿性及吸水性，良好的抗菌性能，可促进创面修复和减少瘢痕形成等优点。同时该敷料所需更换频率更低，在更换时可以减轻伤口的疼痛感，易被病人接受。

附图说明

图1是本发明复合胶原的聚氨酯基双层敷料外观（左）和显微结构图（右）。

图2是本发明复合胶原的聚氨酯基双层敷料表面和断面的扫描电镜图。

图3是孔隙率为90%的双层敷料和泡沫敷料（内层）的浸提液对成纤维细胞增殖活力的影响（MTT法）。

图4是鼠（上排）和猪（下排）创伤模型的制作和使用敷料后的创口修复情况。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

本发明的原料聚醚多元醇-环氧乙烷与环氧丙烷的无规聚合物（分子量为1000-5000D，其中环氧乙烷含量为50-90%）为市售产品，购自美国陶氏化学voranol聚醚多元醇，批号是voranol3010，voranolCP系列。

I型胶原蛋白提取自牛腱，市售。

医用压敏胶可为市售产品。

实施例1：

一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料的制备方法，包括如下步骤：

1）聚氨酯预聚物的制备：将128g的环氧乙烷与环氧丙烷的无规聚合物（平均分子量为3kD，环氧乙烷含量为90%）和25g的甲苯二异氰酸酯加入圆底烧瓶，机械搅拌混合均匀，加热到60℃，反应8小时，从而生成具有异氰酸酯端基的聚氨酯预聚物。在反应的中间阶段，产物被取样，根据滴定法使用n-丁胺标准溶液测定异氰酸酯基团的含量。

2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：混合50wt%的聚氨酯预聚物、34wt%的蒸馏水作为起泡剂、15wt%的丙三醇作为交联剂和1wt%的I型胶原蛋白（溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用）。将所得混合物以3000rpm的速度搅拌30秒，转移到预设形状的模具中，在40℃温度下发泡15分钟，获得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料。所得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料具有大量直径为20~200微米的连通小孔，孔隙率达到90%，其密度为0.21g/cm³。

3）双层敷料的复合：将生物相容性良好的医用压敏胶(甲基丙烯酸甲酯60%和丙烯酸丁酯40%的混合物)以0.05mg/cm²的量均匀涂覆在厚度为0.24毫米的聚氨酯薄膜表面，然后将胶原复合聚氨酯泡沫敷料放在涂覆医用压敏胶的聚氨酯薄膜表面上，获得复合胶原的聚氨酯基双层敷料，复合胶原的聚氨酯基双层敷料外观和结构见图1，复合胶原的聚氨酯基双层敷料表面和断面扫描电镜见图2，可见丰富的气孔。

实施例2：

步骤1）聚氨酯预聚物的制备：使用的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯或亚己基二异氰酸酯，其它同实施例1。

实例3：

实施例3：

步骤1）聚氨酯预聚物的制备：环氧乙烷与环氧丙烷的无规聚合物（平均分子量为3kD，环氧乙烷含量为50%），其它同实施例1。

实施例4：

步骤2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：混合60wt%的聚氨酯预聚物、24wt%的蒸馏水作为起泡剂、15wt%的丙三醇作为交联剂和1wt%的I型胶原蛋白（溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用）。其它同实施例1。所得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的孔径变化不大，但孔隙率下降至74.8%，密度上升至0.28g/cm³。

实施例5：

步骤2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：混合50wt%的聚氨酯预聚物、34wt%的三氯甲烷作为起泡剂、15wt%的丙三醇作为交联剂和1wt%的I型胶原蛋白（溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用）。其它同实施例1。所得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的孔径变大，在70~200微米的范围，孔隙率为88%，密度为0.22g/cm³。

实施例6：

步骤2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：使用1,4-丁二醇、山梨醇或分子量为600-2000D的聚乙二醇作为交联剂，其它同实施例1。所得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的孔径和孔隙率变化不大，密度也基本保持不变。

实施例7：

混合50wt%的聚氨酯预聚物、32wt%的蒸馏水作为起泡剂、15wt%的丙三醇作为交联剂和3wt%的I型胶原蛋白（溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用）。其它同实施例1。所得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的孔径和孔隙率变化不大，密度也基本保持不变。

实施例8：

医用压敏胶换为α-氰基丙烯酸丁酯，其它同实施例1。

本发明胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料配方可在以下范围调整：聚氨酯预聚物40-80%，起泡剂10-50%，交联剂5-40%，胶原蛋白0.1-3%。聚氨酯预聚物配方可在以下范围调整：由0.1-1mol的聚醚多元醇与1-3mol的二异氰酸酯反应而得。

双层敷料的细胞毒性

将实施例l得到的双层敷料经环氧乙烷灭菌后，以添加了10%小牛血清、100单位/毫升青霉素和100单位/毫升的链霉素的DMEM培养液为浸提介质，4℃条件下浸提24小时。以该浸提液为培养液，观察成纤维细胞的活性随时间的变化(图3)，证明该双层敷料没有细胞毒性。细胞活性采用3-(4,5-二甲基噻唑)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)方法检测。

双层敷料的动物实验评价

将实施例l得到的双层敷料经环氧乙烷灭菌后，移植于大鼠或猪背部皮肤缺损处，经常规缝合包扎，分别于术后21天和90天后评价创面愈合情况。图4为鼠和猪背部皮肤创伤模型的制作和使用敷料后的创口修复情况。说明双层敷料可很好地促进皮肤创伤愈合。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，包括内层和外层，其特征在于：所述内层为胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料，所述外层为透明的聚氨酯薄膜，内层与外层通过医用压敏胶粘接。

2.根据权利要求1所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料由以下质量百分比计的组分混合后发泡而成：聚氨酯预聚物40-80%，起泡剂10-50%，交联剂5-40%，胶原蛋白0.1-3%。

3.根据权利要求2所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述聚氨酯预聚物由0.1-1mol的聚醚多元醇与1-3mol的二异氰酸酯反应而得。

4.根据权利要求3所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷的无规聚合物，其分子量为1000-5000D，其中环氧乙烷含量为50-90%。

5.根据权利要求3所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、亚己基二异氰酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述起泡剂为三氯甲烷或水。

7.根据权利要求2所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述交联剂为丙三醇、1,4-丁二醇、山梨醇或分子量为600-2000D的聚乙二醇。

8.根据权利要求2所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述胶原蛋白为I型胶原蛋白。

9.根据权利要求8所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料，其特征在于：所述I型胶原蛋白提取自牛腱，I型胶原蛋白溶于0.05mol/L的乙酸溶液配制成浓度为10mg/mL的胶原蛋白液后使用。

10.如权利要求1所述的一种复合胶原的聚氨酯基双层敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）聚氨酯预聚物的制备：将0.1-1mol的聚醚多元醇与1-3mol的二异氰酸酯加入圆底烧瓶，机械搅拌混合均匀，加热到60℃，反应6-12小时，得聚氨酯预聚物；

2）胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料的制备：将聚氨酯预聚物、起泡剂、交联剂和胶原蛋白搅拌混合均匀，将所得混合物转移到模具中，在25-120℃下发泡成型得胶原复合亲水性聚氨酯泡沫敷料；

3）双层敷料的复合：将医用压敏胶以0.05-0.5mg/cm²的量均匀涂覆在厚度为0.05-0.5毫米的聚氨酯薄膜表面，然后将厚度为2mm-1cm的胶原复合聚氨酯泡沫敷料放在涂覆医用压敏胶的聚氨酯薄膜表面上复合，获得产品。