CN107080858A - 一种创面修复复合凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用敷料领域，具体涉及一种创面修复复合凝胶及其制备方法。所述的创面修复复合凝胶按重量份数计由以下成分构成：改性再生纤维素1~5份、壳聚糖 1~5份、水10~20份、积雪苷1~5份、消炎剂1~5份、甘油3~8份、明胶5~10份。本发明提供的创面修复复合凝胶显著改善壳聚糖材料止血性，同时提高壳聚糖凝胶力学强度和赋予抑制疤痕增生的性能。

Description

一种创面修复复合凝胶及其制备方法

技术领域

本发明属于医用敷料领域，具体涉及一种创面修复复合凝胶及其制备方法。

背景技术

创伤在中国，乃至全世界均是导致创面形成，甚至引起患者死亡的主要原因，再加上每年数百万计的手术创面使得修复外观、最大程度恢复肢体功能成为国内众多医疗机构骨科医师面临的难题。尽管对于无基础疾病的患者来说，大部分的微小创面都能顺利闭合，但对于慢性伤口、复杂伤口、局部感染、年老体弱或合并基础疾病，如糖尿病、血管性疾病，以及肿瘤等患者，创面修复困难重重，其相关的病理生理机制至今不明。与此同时，一些病理性瘢痕的形成也缺乏有效的治疗措施，将其切除后形成的创面也成为临床修复的难题。

壳聚糖由于具有独特而优异的生物活性，其在伤口敷料方面的研究逐渐成为生物材料应用研究的一个热点。壳聚糖具有止血、止痛、促进伤口愈合、抑菌、良好的生物相容性和生物可降解性等优异的性能，非常适合伤口敷料的原料，但单纯壳聚糖所形成的凝胶较脆，力学性能不好，止血效果欠佳，为此需通过与其它材料复合，以便把不同材料的优异性能有效的结合，从而改善其固有缺陷。

皮肤及粘膜损伤时应选择合适的敷料覆盖在伤口上，它可发挥保持伤口湿润环境、吸收分泌物、缓解疼痛并控制出血的作用，从而促进伤口快速愈合。有研究证明，在湿性环境下，伤口愈合速度是干性环境下的两倍，使得人们对伤口愈合的过程有了新的认识。由于疼痛是伴随皮肤受损而来出现的症状，一些伤口对疼痛的治疗是伤口护理主要考虑的因素。因此，新型复合镇痛功能材料的研发对护理伤口及缓解治疗疼痛具有重要意义，是创面敷料发展的新趋势。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有壳聚糖材料止血效果不理想、凝胶机械强度不高和抵制疤痕增生效果不好等技术问题，提供了一种可显著改善壳聚糖材料止血性、同时提高壳聚糖凝胶力学强度和赋予抑制疤痕增生的复合型敷料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

改性再生纤维素 1~5份；

壳聚糖 1~5份；

水 10~20份；

积雪苷 1~5份；

消炎剂 1~5份；

甘油 3~8份；

明胶 5~10份。

积雪草总苷是伞形科积雪草属植物积雪草中提取分离出来的三萜皂苷类有效成分。多项临床及动物试验发现，积雪草总苷具有抗炎、促进创面愈合、防止瘢痕过度增生的作用，临床用于治疗消化道溃疡、麻风、静脉曲张 性溃疡、湿疹、银屑病、腹泻、发热、闭经、女性泌尿生殖道等疾病，还有抗抑郁及诱导肿瘤细胞凋亡等作用。体外实验中，积雪草苷抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖，同时抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白和mRNA表达，减少转录和翻译水平转化生长因子β受体Ⅰ型和转化生长因子β受体Ⅱ型的表达，增加Smad7蛋白和mRNA的表达，与动物模型实验结果一致。积雪草苷通过降低转化生长因子β受体Ⅰ型的表达引起基质金属蛋白酶组织抑制剂1表达明显减少，从而使基质金属蛋白酶1/基质金属蛋白酶组织抑制剂1 相对比例增加达到促进Ⅰ型胶原降解，减轻瘢痕增生。

进一步的，所述制备方法具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为1~5%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至2~3；然后放在避光条件、温度为30~40℃下持续搅拌反应1~3h；加入0.05~0.1mol/L的二醇洗涤液中除去所有的IO4-；然后用高纯水清洗3~5次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：4~5，加温至40-60℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗3~5次至产物呈现中性；置于30~45℃的真空干燥箱干燥24~48h即可得到所述的改性再生纤维素。

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至3~5，添加甘油、明胶，搅拌30~120min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及消炎剂，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。

通过高碘酸钠对再生纤维素C2和C3位上的仲羟基进行了选择性的初步氧化，然后通过银氨溶液可进一步氧化从而引入二羧基，一方面，赋予该氧化再生纤维素较好的亲水性，该亲水性使该氧化再生纤维素钠与壳聚糖发生分子级复合，参与壳聚糖的交联过程，同时与壳聚糖分子链形成半互穿聚合物网络结构，提高了复合敷料的结构完整性、力学强度和稳定性，克服了单纯壳聚糖材料止血效果不理想、凝胶机械强度不高和抵制疤痕增生效果不好等缺点；另一方面，利用具有氧化还原性质的银镜反应，其还原的单质银被包覆在凝胶内，通过凝胶的作用可起到缓释的效果，从而与壳聚糖本身结构中的氨基形成协同的抑菌作用，显著提高材料的抗菌效果。

优选的，所述的消炎剂为环丙沙星、利福霉素和甲哨唑中的任意一种。消炎剂的引入，使得该复合凝胶具有一定的消炎作用，能有效的保护创面。

优选的，所述的壳聚糖的脱乙酰度为80~98%。

进一步的，所述二醇洗涤剂为乙二醇、1,3-丙二醇或聚乙二醇当中的任意一种。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的改性再生纤维素引入了双羧基，使其亲水性得到显著改善，在与出血创面接触后，遇血膨胀并在一定程度在溶解，能够迅速吸收血液中的水分，使血液浓缩，粘度增大，血液流速减缓；溶解后能形成粘性很强的胶体，进而能很好地堵塞压迫毛细血管；

（2）改性再生纤维素中双羧基的引入，使其与壳聚糖分子链交联形成半互穿聚合物网络结构，增强了凝胶的机械结构，在护理伤口揭除时无残留物，护理更加方便；

（3）本发明中，再生纤维素的改性氧化过程中，利用氧化还原反应的发生，析出的单银被凝胶所包覆，从而具有缓释银的效果，该银与壳聚糖结构上的氨基一起产生协同的抗菌作用，有效的保护伤口不受感染，清除有害病菌；

（4）本发明的改性再生纤维素与壳聚糖形成的复合材料，能促进凝血酶原激活物的形成，加速止血进程。在二者的止血效果的协同作用下，复合材料的止血性能得到了很大的改进；

（5）消炎剂的引入，使得该复合凝胶具有一定的消炎作用，能有效保护创面；

（6）积雪苷能抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白和mRNA表达，积雪苷的使用使本发明具有抑制疤痕增生的功能，伤口愈合后不留疤痕更加美观。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述；以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的目的、技术方案及优点，并不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

1份改性再生纤维素，5份壳聚糖，18份水，1份积雪苷，2份环丙沙星，6份甘油，5份明胶。

一种创面修复复合凝胶的制备方法，具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为1%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至3；然后放在避光条件、温度为35℃下持续搅拌反应2h；加入0.05mol/L的乙二醇洗涤液中除去所有的IO4-；然后用高纯水清洗5次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：5，加温至40℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗3次至产物呈现中性；置于45℃的真空干燥箱干燥24h即可得到所述的改性再生纤维素。

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至3，添加甘油、明胶，搅拌30min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及环丙沙星，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。成品灭菌后，保鲜膜包装封存。

上述壳聚糖的脱乙酰度为95%。

实施例2：

一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

3份改性再生纤维素，1份壳聚糖，10份水，3份积雪苷，5份利福霉素，3份甘油，10份明胶。

一种创面修复复合凝胶的制备方法，具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为4%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至2；然后放在避光条件、温度为30℃下持续搅拌反应3h；加入0.08mol/L的1,3-丙二醇洗涤液中除去所有的IO4-；然后用高纯水清洗3次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：4，加温至60℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗4次至产物呈现中性；置于30℃的真空干燥箱干燥48h即可得到所述的改性再生纤维素。

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至3，添加甘油、明胶，搅拌60min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及利福霉素，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。成品灭菌后，保鲜膜包装封存。

上述壳聚糖的脱乙酰度为80%。

实施例3：

一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

4份改性再生纤维素，3份壳聚糖，15份水，2份积雪苷，4份甲哨唑，4份甘油，6份明胶。

一种创面修复复合凝胶的制备方法，具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为3%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至2.5；然后放在避光条件、温度为40℃下持续搅拌反应1h；加入0.1mol/L的聚乙二醇洗涤液中除去所有的IO4-；然后用高纯水清洗4次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：5，加温至50℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗4次至产物呈现中性；置于40℃的真空干燥箱干燥36h即可得到所述的改性再生纤维素。

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至5，添加甘油、明胶，搅拌120min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及甲哨唑，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。成品灭菌后，保鲜膜包装封存。

上述壳聚糖的脱乙酰度为98%。

实施例4：

一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

5份改性再生纤维素，4份壳聚糖，20份水，5份积雪苷，1份环丙沙星，8份甘油，8份明胶。

一种创面修复复合凝胶的制备方法，具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为5%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至3；然后放在避光条件、温度为37℃下持续搅拌反应2.5h；加入0.06mol/L的乙二醇洗涤液中除去所有的IO4-；然后用高纯水清洗4次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：4，加温至45℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗5次至产物呈现中性；置于35℃的真空干燥箱干燥30h即可得到所述的改性再生纤维素。

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至4，添加甘油、明胶，搅拌120min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及环丙沙星，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。成品灭菌后，保鲜膜包装封存。

上述壳聚糖的脱乙酰度为90%。

实验例5：

为验证本发明创面修复复合凝胶是否达到预期的发明效果，对本发明制备的凝胶进行止血试验、抑菌性试验及结构强度实验进行验证。

止血试验：

止血试验选用普通壳聚糖敷料与本发明的四个实施例进行对照试验。

具体操作如下：选取体重3.0-5.0kg新西兰兔分为六组，每组6只，对比本发明四个实施例产品与普通壳聚糖敷料的止血性能。将测试敷料剪成2.0cm×2.0cm大小若干块，称重、灭菌、备用。实验时，按40mg/kg剂量静脉缓慢注射戊巴比妥钠溶液麻醉动物后，将其中央耳动脉区域备皮、消毒，沿耳动脉方向切开皮肤，钝性分离出耳动脉、静脉和神经，再用手术刀横向切断动脉，待血液涌出后立即用1层测试材料贴敷于伤口表面并使用推拉力计施加3N的压力，记录止血时间和失血量，并于实验前后分别称取所用止血材料或敷料的重量。具体试验结果如下：

表1 创面修复复合凝胶的凝血试验

从表1可以看出，本发明制备的复合敷料实施例1~4比普通止血绷带凝血时间至少快将近80s，因此本发明的产品的止血效果得到显著的改善，这主要是因为发挥了壳聚糖和改性氧化再生纤维素的双重止血效果。

抑菌性试验：

对本实施例产品进行抗菌性实验：将以上实施例中的试样称取5g，洗涤至中性置于三角瓶中，然后分别加入10ml1/10AATCC营养肉汤（或：改良马丁培养基）和10ml缓冲生理盐水（pH=7.0~7.2），在高压蒸汽灭菌器中灭菌后冷却至室温，依次接入大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌菌种，置于37℃恒温摇床振荡，一定时间后取溶液0.1ml涂于营养琼脂培养基上（或：沙氏琼脂培养基），在37℃的恒温箱中培养24h，进行活菌计数。以相同工艺制备的纯硅凝胶为对照样，不加任何试样的菌液为空白对照，每次抗菌试验均同时进行对照样（普通壳聚糖凝胶）试验和空白对照试验。

表2 创面修复复合凝胶的抑菌性试验

从表2可以看出，本实施例1~4制备的创面修复复合凝胶本发明得到的复合凝胶与普通凝胶相比，其抑菌性在原有的基础上得到更进一步的提升，基本达到100%。

结构强度实验：

以壳聚糖凝胶为对照组，将实施例1~4得到的凝胶样与对照组样品进行聚合物最大溶比法测试各自的内聚能密度，其结果如下表所示：

表3 创面修复复合凝胶的结构强度试验

内聚能是指1mol凝聚态克服分子间相互作用力变为气态所需的能量，内聚能密度是单位体积的内聚能，是对物质分子间相互作用力大小的度量。从上述表述的实验数据可以看出，本发明的凝胶样品其内聚能密度显著高于普通水凝胶，这主要是因为通过将改性氧化的再生纤维素与壳聚糖复合，再生纤维素上引入的双羧基除破坏壳聚糖本身分子结构氢键外，还与其交联形成空间网状的稳定结构，从而得到强度更加稳定的壳聚糖交联水凝胶。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定；对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种创面修复复合凝胶，其特征在于，按重量份数计由以下成分构成：

改性再生纤维素 1~5份；

壳聚糖 1~5份；

水 10~20份；

积雪苷 1~5份；

消炎剂 1~5份；

甘油 3~8份；

明胶 5~10份。

2.一种如权利要求1所述的创面修复复合凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体工艺步骤如下：

S1.改性再生纤维素的制备：将再生纤维素纤维针织物浸入配制质量百分比为1~5%的高碘酸钠水溶液中，调节溶液的pH值至2~3；然后放在避光条件、温度为30~40℃下持续搅拌反应1~3h；加入0.05~0.1mol/L的二醇洗涤液中除去所有的IO₄ ^-；然后用高纯水清洗3~5次，经冷冻干燥即得物质1；将物质1洗净，浸于银氨溶液中，所述物质1与银氨溶液中溶质的摩尔比为1：4~5，加温至40-60℃，直至无气泡产生，得物质2；将物质2进行无水乙醇冲洗，再用高纯水清洗3~5次至产物呈现中性；置于30~45℃的真空干燥箱干燥24~48h即可得到所述的改性再生纤维素；

S2.将改性再生纤维素、壳聚糖与水混合，加入盐酸调pH至3~5，添加甘油、明胶，搅拌30~120min，制备成A溶液；

S3.在A溶液中加入积雪苷及消炎剂，快速搅拌至均匀，倾入玻璃皿中，静置30min，置于真空冷冻干燥机中冻干，即可制备成创面修复复合凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种创面修复复合凝胶，其特征在于，所述的消炎剂为环丙沙星、利福霉素和甲哨唑中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种创面修复复合凝胶，其特征在于，所述的壳聚糖的脱乙酰度为80~98%。

5.根据权利要求2所述的一种创面修复复合凝胶的制备方法，其特征在于，所述二醇洗涤剂为乙二醇、1,3-丙二醇或聚乙二醇当中的任意一种。