CN107921170A - 抗菌敷料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌敷料及其制备方法，根据本发明，具有以下效果：提供抗菌敷料及其制备方法，该抗菌敷料通过含有细胞膜迅速穿透成分以抑制蛋白质和核酸的结构和结合力，从而具有优异的杀菌能力和抗菌能力。

Description

抗菌敷料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌敷料及其制备方法，更具体地，涉及一种抗菌敷料及其制备方法，所述抗菌敷料包含快速细胞膜穿透组分，该快速细胞膜穿透组分通过破坏蛋白质和核酸的结构和合成而表现出优异的杀菌和抗菌活性。
背景技术
当在皮肤中创建伤口时，伤口是通过如下阶段治愈的：产生大量的伤口渗出物的炎症阶段、认真发生造粒的增殖阶段、然后发生新组织的重塑和形成的熟化阶段。对于伤口愈合，最优选使用非粘合敷料，其通过快速吸收伤口渗出物而使炎症阶段最小化，保持适当的湿润环境以提供促进细胞迁移和增殖以促进伤口愈合的各种细胞生长因子(PDGF、TGF-β、EGF、FGF、VEGF、IGF等)或细胞因子(IL-1、IL-6、IL-8、TNF等)，并且在更换时易于从伤口表面去除。
当前主要使用的封闭敷料的实例包括膜型、水胶体型、水凝胶型和聚氨酯泡沫型敷料等。特别地，具有高治疗效果的敷料包括水胶体型、水凝胶型和聚氨酯泡沫型敷料等。
美国专利号5,503,847和5,830,932中公开的水胶体型敷料包含：粘合剂组合物层；减少外部冲击并吸收渗出物的水胶体层；以及防止细菌和外来物质的渗透的膜层。
这些水胶体型敷料通过吸收少量的伤口渗出物而形成凝胶，提供湿润的环境，并且提供长期将pH保持在弱酸性pH值水平的环境以防止组织损伤并促进细胞生长。然而，这些敷料的缺点在于它们具有不足的透湿性和渗出物吸收能力，并且附着于伤口表面的凝胶在更换或去除时作为残留物残存，从而需要二次去除操作，而且它们不适用于具有大量的伤口渗出物的伤口。
另外，美国专利号5,445,604和第5,065,752中公开的亲水性聚氨酯泡沫敷料具有三层结构，该三层结构包括层叠在聚氨酯泡沫的两侧的膜。在这些敷料中，在伤口接触层膜中机械地形成孔以防止伤口接触层的大孔粘附于伤口表面，使得渗出物被吸收到伤口接触层中。然而，这些敷料的问题在于：渗出物和血液未被完全去除并且在伤口表面上形成血块并且在治疗期间作为异物，从而在去除时由于血液凝固而延迟伤口愈合或者保持粘附于伤口表面，以及在更换敷料时由于机械地形成的大孔而发生新形成组织的粘合或者伤口区域具有不光滑的点形状。另外，这些敷料的问题在于：当它们被施用于具有大量渗出物的伤口时，由于其单位面积的渗出物吸收能力不足，因此需要将它们经常更换，以及这些敷料具有不足以保持渗出物的能力，使得渗出物容易由于外力而从敷料泄漏，从而弄脏患者的衣服或床单并且使伤口表面的边缘干燥以及使具有少量渗出物的伤口中的伤口表面干燥(JKoeran Soc.Plast.Reconstr.Sur.,Vol.29,No.4,297-301,2002；J Koeran Burn Soc.,Vol.6,No.1,45-51,2003)。
因此，仍然需要开发一种泡沫型敷料，其具有吸收大量渗出物的能力，在吸收后不泄漏渗出物，不会引起伤口干燥和污染，易于从伤口区域去除而不损伤新形成的组织，是无毒的，并且能够保护伤口免受外部感染。
发明内容
[技术问题]
本发明是为了解决现有技术中发生的上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种抗菌敷料及其制备方法，所述抗菌敷料含有快速细胞膜穿透组分，该组分通过破坏蛋白质和核酸的结构和合成而表现出优异的杀菌和抗菌活性，同时对细胞无毒性。
[技术方案]
为了实现上述目的，本发明提供一种抗菌敷料，其包含：外部感染剂阻挡层；细菌生长抑制层；和伤口感染剂去除层，所述抗菌敷料含有快速细胞膜穿透组分。
本发明还提供一种制备抗菌敷料的方法，其包括使用连续制备装置制备抗菌敷料。
[有益效果]
根据本发明，提供一种抗菌敷料及其制备方法，所述抗菌敷料包含通过破坏蛋白质和核酸的结构和合成而表现出优异的杀菌和抗菌活性的快速细胞膜穿透组分。
附图说明
图1示出实施例1和比较例1至4中用扫描电子显微镜观察伤口感染剂去除层和细菌生长抑制层的结果。
图2是显示实施例1和比较例1至4的敷料的吸收能力的测量结果的图。
图3是显示实施例1和比较例1至4的敷料的保持能力的测量结果的图。
图4表示实施例1和比较例1至3的细胞毒性试验结果的显微镜照片。
图5是显示实施例1和比较例1至3的细胞存活率的测量结果的图。
图6是显示实施例1和比较例1至4的抗菌活性试验结果的照片。
图7是显示实施例1和比较例1至4的抗菌活性的测量结果的图。
图8是显示实施例1和比较例1至3的对于金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的时间依赖性抗菌活性的试验结果的照片。
图9是显示实施例1和比较例1至3的对于抗铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)的时间依赖性抗菌活性的试验结果的照片。
图10是显示实施例1和比较例1至3的动物皮肤再生有效性测量中的再上皮化率的测量结果的图。
图11是显示实施例1和比较例1至3的动物皮肤再生有效性测量中的新生血管数的测量结果的图。
图12是显示实施例1和比较例1至3的动物皮肤再生有效性测量中的胶原沉积率的测量结果的图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明。
根据本发明的抗菌敷料包括外部感染剂阻挡层、细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层，并且其特征在于包含快速细胞膜穿透组分。
除非另外指明，否则术语“外部感染剂阻挡层”是指敷料的最上层，其能够防止由外部异物的侵入引起的感染并且使得吸收的渗出物在外部释放并具有适当的透湿性。
除非另外指明，否则术语“细菌生长抑制层”是指保持抗菌剂、以受控方式缓慢释放抗菌剂、抑制细菌在湿润环境中生长并且具有吸收和保持渗出物的能力的层。
除非另有说明，否则术语“伤口感染剂去除层”是指防止菌落形成以去除感染性微生物、具有抗菌效果、发挥屏障功能并且不会附着到伤口表面的层。
除非另外指明，否则术语“快速细胞膜穿透组分”是指能够快速穿透细胞膜以破坏蛋白质和核酸的结构和合成的组分。
如根据ASTM E2149-10所测量，本发明的抗菌敷料具有99％以上的抗菌活性。
此外，如通过根据ISO 10993-5,12的细胞毒性试验所测量，本发明的抗菌敷料显示出80％以上、85％以上、或90％以上的细胞存活率。
另外，如使用下式1所计算，本发明的抗菌敷料具有1.0g/cm2以上的吸收能力：
式1
吸收能力(g/cm2)＝(W2-W1)g/初始样品面积(cm2)
其中，W1是将敷料切成5cm×5cm大小并在50℃的真空烘箱中将切割的敷料干燥24小时后测量的敷料的初始重量，W2是将敷料浸入37℃的蒸馏水中30分钟，然后从敷料表面去除水后测量的敷料的重量。
此外，如使用下式2所计算，本发明的抗菌敷料具有0.2g/cm2以上的保持能力：
式2
保持能力(g/cm2)＝(W3-W1)g/初始样品面积(cm2)
其中，W1是将敷料切成5cm×5cm大小并在50℃的真空烘箱中将切割的敷料干燥24小时后测量的敷料的初始重量，W3是将敷料浸入37℃的蒸馏水中30分钟，然后从敷料表面去除水并且用5kg重量挤压敷料20分钟后测量的敷料的重量。
此外，如使用下式4所计算，本发明的抗菌敷料显示出15％以上、20至100％、20至80％或20至50％的再上皮化率，并且在该范围内显示出优异的皮肤再生效果：
式4
再上皮化率(％)＝再上皮化长度/初始伤口长度*100
通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘以防止伤口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹敷料一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织并进行组织染色来测量再上皮化长度和初始伤口长度。
另外，本发明的抗菌敷料可以显示出例如60/2.5cm2以上、65至90/2.5cm2、或65至80/2.5cm2的新形成的血管数，并且在该范围内显示出优异的皮肤再生效果。
通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘以防止窗口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹敷料一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织，进行组织染色并计数2.5cm2的伤口区域中再上皮化组织的血管数来测量新形成的血管数。
另外，如使用下式5所计算，本发明的抗菌敷料可以显示出例如45％以上、50至75％或55至70％的胶原沉积率，并且在该范围内显示出优异的皮肤再生效果：
式5
胶原沉积率(％)＝真皮层的胶原面积/真皮层的总面积*100
通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘以防止窗口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹伤口一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织，通过Masson三色染色对真皮结缔组织胶原进行特异性染色，并使用Image J程序测量胶原相对于真皮层的三个位置的总面积的面积来测量胶原沉积率。
快速细胞膜穿透组分可以是例如碘化合物。在另一个实例中，快速细胞膜穿透组分是选自碘酸钾、碘酸氢钾、碘甲烷、氢碘酸、乙酰碘和聚维酮碘中的一种或多种。
在另一个实例中，快速细胞膜穿透组分可以是由下式1表示的物质：
式1
其中，n是1至100范围内的整数，m是1至2000范围内的整数，并且n：m是1：10至1：25。
n可以是例如1至100范围内的整数或10至80范围内的整数。
m可以是例如1至2000范围内的整数或1至1440范围内的整数。
n：m可以是例如1：10至1：25，优选1：15至1：20。
在一个实例中，细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层可以含有快速细胞膜穿透组分。快速细胞膜穿透组分以均匀分散的形式存在于细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层中。基于100重量％的细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层，细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层可以含有例如0.01至10重量％或0.1至7重量％的量的快速细胞膜穿透组分，并且在该范围内显示出优异的杀菌和抗菌活性。
细菌生长抑制层可以具有例如500μm以下、0.01至400μm或70至400μm的孔径，并且在该范围内表现出增加的保持能力。
表述“细菌生长抑制层中的孔径为500μm以下”可以意指细菌生长抑制层中的80％以上、90％以上或全部的孔的尺寸为500μm以下。
另外，细菌生长抑制层可以具有例如30至500μm、70至400μm或100至350μm的孔眼尺寸。在该范围内，细菌生长抑制层具有高的保持渗出物的能力，因此在保持湿润环境方面是有效的。
伤口感染剂去除层可以具有例如300μm以下、0.01至200μm或10至100μm的孔径。在该范围内，伤口感染剂去除层具有防止新形成组织渗透的作用。
表述“伤口感染剂去除层中的孔径为300μm以下”可以意指伤口感染剂去除层中的80％以上、90％以上或全部的孔的尺寸为300μm以下。
另外，伤口感染剂去除层可以具有例如50至400μm、70至400μm或100至350μm的孔眼尺寸。在该范围内，伤口感染剂去除层具有防止新形成组织的渗透的作用。
每个孔径和孔眼尺寸是通过采用扫描电子显微镜测量铂涂布样品的7个选定点的最长直径而获得的平均值。
细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层可以包含40至70重量％的聚氨酯预聚物、15至45重量％的发泡剂、5至35重量％的交联剂、0.1至2重量％的表面活性剂和0.5至15重量％的佐剂的发泡混合物。
这里，聚氨酯预聚物优选通过使1至4摩尔异氰酸酯与0.1至2摩尔聚醚多元醇反应而合成。
异氰酸酯可以是例如选自由异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯异构体、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、双(2-异氰酸酯基乙基)富马酸酯，3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己烷二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-二甲苯二异氰酸酯和1,3-二甲苯二异氰酸酯等组成的组中的一种或多种。优选地，异氰酸酯可以是选自由二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯异构体、对苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯组成的组中的一种或多种。
所使用的聚醚多元醇可以是例如环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚物的30：70(w/w)混合物，该无规共聚物在分子中具有三个或更多个羟基，重均分子量为3000-6000g/mol和环氧乙烷含量为50-80％；和聚丙二醇，其在分子中具有两个或更多个羟基，重均分子量为1000-4000g/mol。优选地，将在分子中具有三个或更多个羟基、重均分子量为3000-6000g/mol、环氧乙烷含量为50-80％的环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚物单独用作聚醚多元醇。但是，为了控制物理性质，也可以使用上述以外的其他异氰酸酯化合物和多元醇的混合物。
所使用的发泡剂可以是氯氟烃(CFC-141b)、二氯甲烷或蒸馏水。优选地，使用蒸馏水。
用于本发明的交联剂的实例包括1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇(具有200至2000g/mol的重均分子量)、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖和山梨糖醇等，它们在分子中具有两个或更多个羟基，可以单独使用或混合使用。优选地，交联剂为选自由甘油、山梨糖醇、聚乙二醇(具有200至2000g/mol的重均分子量)、三羟甲基丙烷组成的组中的一种或多种。
用于本发明的表面活性剂可以是选自L-62、L-64、P-84、P-85、P-105、F-68、F-87、F-88，F-108，F-127及其混合物(这些是由BASF(德国)制造的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物)以及L-508、L-5305、L-5302和L-3150(这些是由OsiCo.制造的有机硅系表面活性剂)中的一种或两种以上的混合物。
佐剂可以是例如选自由保湿剂、伤口愈合促进剂、颜料和细胞生长因子组成的组中的一种或多种。
用于本发明的保湿剂例如是选自由聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚环氧乙烷、多糖、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、纤维素、羧甲基纤维素、果胶、瓜耳胶、海藻酸钠、几丁质、壳聚糖、明胶、淀粉、透明质酸、角蛋白、胶原、硫酸皮肤素、果胶、羧甲基纤维素钠、刺槐豆胶、羟乙基纤维素、人参粉或提取物、维生素(A、B复合物、C、D、E、F、K、U、L和P)、黄原胶、果肉和刺梧桐树胶组成的组中的一种或多种。
用于本发明的伤口愈合促进剂是选自由聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚环氧乙烷、多糖、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、纤维素、羧甲基纤维素、果胶、瓜尔胶、海藻酸钠、几丁质、壳聚糖、明胶、淀粉、透明质酸、角蛋白、胶原、硫酸皮肤素、果胶、羧甲基纤维素钠、刺槐豆胶、羟乙基纤维素、人参粉或提取物、维生素(A、B复合物、C、D、E、F、K、U、L和P)、黄原胶、果肉和刺梧桐树胶组成的组中的一种或多种(伤口愈合促进剂不同于保湿剂)。
细胞生长因子的实例包括血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子β(TGF-β)、表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)和血管内皮生长因子(VEGF)等，它们可以单独使用或混合使用。
外部感染剂阻挡层可以是例如选自无纺布、有机硅系膜、聚烯烃系膜和聚氨酯系膜中的一种或多种。
在一个实例中，可以选择无纺布作为外部感染剂阻挡层。无纺布可以优选是纱布敷料。
在另一个实例中，可以选择聚氨酯系膜作为外部感染剂阻挡层。聚氨酯泡沫可以优选为泡沫敷料。
在一个实例中，敷料可以由从上到下依次设置的外部感染剂阻挡层、细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层形成。
在一个具体的实例中，敷料可以由厚度为10至500μm的外部感染剂阻挡层、厚度为0.1至20mm的细菌生长抑制层以及厚度为0.01至100μm的伤口感染剂去除层形成。
在另一个实例中，敷料可以由从上到下依次设置的厚度为10至400μm的外部感染剂阻挡层、厚度为0.1至15mm的细菌生长抑制层以及厚度为0.1至40μm的伤口感染剂去除层形成。
敷料可以具有例如0.05g/cm3以上或者0.1-0.5g/cm3的密度。在该范围内，敷料甚至对人体的弯曲表面也具有优异的粘合性。
在一个具体的实例中，本发明的敷料可以包含含有极性基团的烃系聚合物。在这种情况下，烃链使外部感染剂阻挡层和伤口感染剂去除层之间或者外部感染剂阻挡层、细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层之间的相容性大大增加，因此得到的成型制品具有稳定的结构。
含有极性基团的烃系聚合物可以是例如选自由环氧改性的聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯酸酐-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物、马来酸酐改性的高密度聚乙烯、马来酸酐改性的线型低密度聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和马来酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组成的组中的一种或多种。在该范围内，相容性和阻挡性优异。
环氧改性的聚苯乙烯共聚物可以是例如包含100重量份的由70-99重量％苯乙烯和1-30重量％环氧化合物组成的主链和1-80重量份的由丙烯酸系单体组成的分支的化合物。
马来酸酐改性的高密度聚乙烯、马来酸酐改性的线性低密度聚乙烯和马来酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的每一种可以包含100重量份的主链和0.1至10重量份的由马来酸酐组成的分支。在该范围内，相容性、易操作性和商业性优异。
在一个实例中，基于根据本发明的敷料的每层的100重量％的组分，含有极性基团的烃系聚合物可以以0.1至10重量％或1至5重量％的量加入。在该范围内，外部感染剂阻挡层和伤口感染剂去除层之间或者外部感染剂阻挡层、细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层之间的相容性大大提高，因此得到的成型制品具有稳定的结构。
根据本发明，使用连续制备装置连续制备抗菌敷料，所述连续制备装置包括依次顺序布置的可横向移动的发泡单元、冷却单元、压辊和干燥单元。
例如，用于连续制备敷料的连续制备装置依次包括：可横向移动的发泡单元，其配置成将聚氨酯预聚物发泡混合物施涂到由输送机移动的第一剥离纸的涂布保护膜上；冷却单元，其配置成延迟聚氨酯预聚物发泡混合物的固化；压辊，其配置成将涂布有有机硅的第二剥离纸层叠在穿过冷却单元的聚氨酯泡沫上；以及干燥单元。
冷却单元可以选自例如空气调节装置。在可横向移动的发泡单元上方，可以设置聚氨酯预聚物供应单元和发泡添加剂供应单元。聚氨酯预聚物发泡混合物和发泡添加剂可以通过引导单元供应到可横向移动的发泡单元，空气喷嘴可以设置在可横向移动的发泡单元的端部。
输送机可以相对于下框架的水平轴线以0°的角度设置，并且从输送机分支以供应第二剥离纸的辊单元可以相对于下框架的水平轴线以15至20°的角度倾斜地设置。
干燥单元可以还包括配置成使宽度为0.1至1.1m、密度为0.1至0.5g/cm3的敷料卷绕的单元。
根据本发明的用于制备细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层的方法包括以下步骤：(i)加入并搅拌多元醇和二醇，向搅拌的多元醇和二醇中加入异氰酸酯以形成混合物，并使混合物反应直至达到1至20的理论NCO含量(摩尔％)，从而制备聚氨酯预聚物；(ii)将细胞膜穿透组分、交联剂、发泡剂、表面活性剂和佐剂加入并均匀混合，从而制备发泡混合物；(iii)将所制备的聚氨酯预聚物与所制备的发泡混合物混合，使混合物发泡以形成聚氨酯泡沫，同时注入温度为1至20℃的空气以延迟固化并保持聚氨酯泡沫的粘度；以及(iv)在保持粘度的聚氨酯泡沫上层叠第二剥离纸，然后固化。
如上所述制备的敷料具有与第一剥离纸接触形成的双层结构，该双层结构由厚度为0.1至20mm并包括孔径为500μm以下的细孔的细菌生长抑制层以及厚度为0.01至100μm并包括孔径为300μm以下的细孔的伤口感染剂抑制层组成。
在下文中，将描述优选的实施例以便帮助理解本发明。然而，这些实施例仅用于说明本发明，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在本发明的范围和技术范围内可以进行各种改变和修改。这样的改变和修改落入所附权利要求的范围内。
实施例
在以下实施例和比较例中，使用以下材料进行实验。
合成例1：聚氨酯预聚物
以下列方式制备异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物。将354g的二苯基甲烷二异氰酸酯和314g的异佛尔酮二异氰酸酯引入装有搅拌器的3升圆底烧瓶中，加热至80℃，然后反应直到理论NCO含量(摩尔％)达到3.3，同时向其中加入少量的具有两个或更多个羟基的环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚物。在反应期间，取样并通过使用正丁胺标准溶液的滴定法测量NCO含量(摩尔％)。
合成例2：发泡混合物
为了制备用于与合成例1中制备的聚氨酯预聚物反应的发泡溶液，将作为发泡剂的48.38重量％的蒸馏水、作为交联剂的38.4重量％的甘油、作为快速细胞膜穿透组分的10重量％的聚维酮碘、作为添加剂的2.8重量％的F-87(BASF)、0.4重量％的佐剂L-64和0.02重量％的水溶性颜料均匀混合。
外部感染剂阻挡层
为了制备外部感染剂阻挡层，将70重量份的甲基乙基酮、25重量份的二甲基甲酰胺和5重量份的颜料加入到100重量份的聚氨酯树脂中。将该混合物搅拌，去泡沫，施涂于有机硅涂布的剥离纸，然后干燥，从而制备无孔的外部感染剂阻挡层。
实施例1
在端部具有喷雾喷嘴的发泡机中，将合成例1和合成例2以2：1的重量比混合。在发泡机中，以2500rpm搅拌混合物5秒，然后使发泡混合物在以5m/min的速度在输送机上移动的外部感染剂阻挡层涂布的剥离纸上发泡，同时向其喷射20℃的空气以延迟固化并保持聚氨酯泡沫的粘度。
之后，在从输送机分支的辊单元相对于下框架的水平轴线以15至20°的角度旋转以致将有机硅涂布的第二剥离纸供应到聚氨酯泡沫上的同时，使聚氨酯泡沫穿过腔室，使得其与有机硅涂布的第二剥离纸层叠。接着，将所得材料在30℃的干燥单元中固化1分钟，从而获得包含5mm厚的细菌生长抑制层和伤口感染剂去除层的片状卷状敷料。
该敷料由25μm厚的外部感染剂阻挡层、25μm厚的含有快速细胞膜穿透组分的伤口感染剂去除层和5mm厚的含有快速细胞膜穿透组分的细菌生长抑制层构成。
比较例1
Allevyn Ag泡沫敷料(Smith&Nephew)。
比较例2
Mepilex Ag泡沫敷料(Molnlycke Health Care)。
比较例3
Acticoat敷料(Smith&Nephew)。
比较例4
Aquacel Ag敷料(Convatec)。
以下列方式测量实施例1和比较例1至4中获得的聚氨酯泡沫敷料的物理性质。
形态测量
使用扫描电子显微镜(SHIMADZU Co.,Ltd.,SUPERSCANSS-550)进行实施例1和比较例1至4各自的伤口感染剂去除层和细菌生长抑制层的表面分析。
用铂离子涂布实施例1和比较例1至4的每一个的伤口感染剂去除层，然后用扫描电子显微镜(SHIMADZU Co.,Ltd.,SUPERSCANSS-550)观察表面。观察结果示于图1中，层的孔径示于下表1中。
用铂离子涂布实施例1和比较例1至4中的每一个的细菌生长抑制层，然后用扫描电子显微镜(SHIMADZU Co.,Ltd.,SUPERSCANSS-550)观察表面。观察结果示于图1中，层的孔径示于下表2中。
如图1中所示，在根据本发明的实施例1中，伤口感染剂去除层具有新形成组织不能穿透该层的孔径，并且细菌生长抑制层的孔径也小，暗示实施例1具有高的保持渗出物和保持湿润环境的能力。然而，比较例1和2的敷料具有如下缺点：由于孔径大，新形成组织能够容易地穿透敷料，使得敷料能够粘合到伤口。此外，比较例3和4的敷料具有难以具有保持渗出物的合适能力的纤维结构。
表1
表2
吸收和保持能力的测量
为了测量吸收能力，将实施例1和比较例1至4中的每一个敷料切成5cm×5cm的尺寸，并在50℃的真空烘箱中干燥24小时，然后测量其初始重量(W1)。接着，将每个敷料样品浸入37℃的蒸馏水中30分钟，然后从每个敷料样品中去除水，测量每个敷料样品的重量(W2)。使用下式1计算每个敷料样品的吸收能力，并且将计算结果示于图2中
式1
吸收能力(g/cm2)＝(W2-W1)g/初始样品面积(cm2)
为了测量保持能力，将每个测量了吸收能力的样品以5kg重量挤压20秒，然后测量每个样品的重量(W3)。使用下式2计算每个样本的保持能力，并且将计算结果示于图3中。
式2
保持容量(g/cm2)＝(W3-W1)g/初始样品面积(cm2)
实施例1相比于比较例1至4具有更好的吸收渗出物的能力，因此具有诱导伤口快速愈合的效果。另外，实施例1具有优异的保持渗出物的能力，因此具有防止泡软的效果。
细胞毒性测量
根据ISO 10993-5,12，将用MEM培养基单层培养的细胞胰蛋白酶化并调节至细胞浓度为105个细胞/ml，并将100μm胰蛋白酶化的细胞悬液加入到96孔板的每个孔中。将胰蛋白酶化的细胞培养(37℃，5％CO2)24小时，选择单层培养的孔，分别指定为实施例1和比较例1至4，然后去除培养基。
接着，将各100μl的实施例1、比较例1至3和对照提取物加入到选定的孔中，并在37℃、5％CO2培养箱中培养24小时。培养结束后，用显微镜(40×)观察细胞的裂解或形态，并且将观察的结果示于图4中。另外，通过MTT测定来测量细胞存活率，并且将测量的结果示于图5中。
在图5中，阴性对照显示没有细胞毒性的细胞增殖，并且阳性对照显示具有细胞毒性的状态。从图5中可以看出，实施例1显示细胞增殖，与阴性对照相似，但比较例1至3具有细胞毒性，与阳性对照相似。
从细胞毒性试验可以看出，实施例1中的细胞存活率显著高于比较例1至3中的细胞存活率。
抗菌活性的测量
根据ASTM E2149-10，以1.0±0.1g的量制备实施例1和比较例1至4的各样品，然后为各样品准备250ml的无菌摇瓶，并且将50±0.5ml的细菌接种物稀释液加入到每个烧瓶中。将实施例1和比较例1至4的各样品放入各烧瓶中，然后将各烧瓶置于手腕式摇动器上，以最大速度摇动60±5分钟以稀释各样品。接着，将各稀释液添加到平板培养基中，在35±2℃的培养箱中培养24小时，然后用显微镜观察培养皿中的菌落数。将显微照片示于图6中。将使用下式3计算的抗菌活性示于图7中。
式3
抗菌活性(％)＝(B-A)/B*100
A：样品与细菌稀释液接触后的菌落数；
B：未用样品处理的对照中的菌落数。
从图6的显微照片可以看出，实施例1和比较例1至4没有显示金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。
另外，如图7中能够看到那样，实施例1和比较例1至4显示出99％以上的抗菌活性。
因此，示出了实施例1不具有细胞毒性，同时相比于比较例1至4具有更好的抗菌活性。
时间依赖性抗菌活性的测量
根据ASTM E2149-10，以1.0±0.1g的量制备实施例1和比较例1至4的各样品，然后为各样品准备250ml的无菌摇瓶，将50±0.5ml的细菌接种物稀释液加入到每个烧瓶中。将实施例1和比较例1至4的各样品放入各烧瓶中，然后将各烧瓶置于手腕式摇动器上，以最大速度摇动60±5分钟。在摇动器中各样品与细菌接种物稀释液之间的接触期间，在不同的时间点(1分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟和60分钟)进行取样。将所有样品立即连续稀释，将稀释液加入平板培养基中并在35±2℃的培养箱中培养24小时，然后用显微镜观察孵化培养皿中的菌落数。金黄色葡萄球菌的显微照片示于图8中，铜绿假单胞菌的显微照片示于图9中。
从图8和9的显微照片可以看出，在实施例1和比较例3中，在1分钟的接触时间内，金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌没有出现。但是，在比较例1中在接触时间30分钟以上以及比较例2中在接触时间60分钟以上，这些细菌没有出现。
由此可知，与比较例1和2相比，实施例1从更短的时间开始显示出抗菌活性。
动物皮肤再生有效性的测量
将SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部剃毛，除去直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口。为了防止伤口收缩，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘，然后将对照(纱布)、实施例1和比较例1至3中的每一种施涂于伤口，用自粘合绷带包裹一次，并用贴膏剂固定。以3天的间隔更换对照、实施例1和比较例1至3的自粘合绷带。在第14天牺牲各组的动物，收集再生的组织并进行组织染色。将再上皮化率示于图10中，将新形成的血管数示于图11中。此外，将胶原沉积率示于图12中。
使用下式4计算再上皮化率：
式4
再上皮化率(％)＝再上皮化的长度/初始伤口长度*100
通过直接计数在2.5cm2的伤口区域中的再上皮化组织的血管数来测量新形成的血管数。
通过Masson三色染色对真皮结缔组织胶原进行特异性染色，并通过使用ImageJ程序根据下式5测量胶原相对于真皮层的三个位置的总面积的面积来测量胶原沉积率：
式5
胶原沉积率(％)＝真皮层的胶原面积/真皮层的总面积*100
从图10中可以看出，相比于对照和比较例1至3，实施例1中的再上皮化率最高。从图11和图12可以看到，相比于对照和比较例1至3，实施例1中的新形成的血管数最大，并且实施例1显示最高的胶原沉积率。
由此可知，与比较例1至3相比，实施例1显示出更高的再上皮化率、新血管形成和胶原沉积率，表明实施例1具有优异的动物皮肤再生有效性。

Claims (19)

1.一种抗菌敷料，其包括：外部感染剂阻挡层；细菌生长抑制层；和伤口感染剂去除层，所述抗菌敷料含有快速细胞膜穿透组分。
2.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述快速细胞膜穿透组分包含选自碘酸钾、碘酸氢钾、碘甲烷、氢碘酸、乙酰碘和聚维酮碘中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，如根据ASTM E2149-10所测量，所述抗菌敷料具有90％以上的抗菌活性。
4.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，如使用下式1所计算，所述抗菌敷料具有1.0g/cm2以上的吸收能力：
式1
吸收能力(g/cm2)＝(W2-W1)g/初始样品面积(cm2)
其中，W1是将敷料切成5cm×5cm大小并在50℃的真空烘箱中将切割的敷料干燥24小时后测量的敷料的初始重量，W2是将敷料浸入37℃的蒸馏水中30分钟，然后从敷料表面去除水后测量的敷料的重量。
5.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，如使用下式2所计算，所述抗菌敷料具有0.2g/cm2以上的保持能力：
式2
保持能力(g/cm2)＝(W3-W1)g/初始样品面积(cm2)
其中，W1是将敷料切成5cm×5cm大小并在50℃的真空烘箱中将切割的敷料干燥24小时后测量的敷料的初始重量，W3是将敷料浸入37℃的蒸馏水中30分钟，然后从敷料表面去除水并且用5kg重量挤压敷料20分钟后测量的敷料的重量。
6.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，如使用下式4所计算，所述抗菌敷料显示出15％以上的再上皮化率，并且在该范围内显示出优异的皮肤再生效果：
式4
再上皮化率(％)＝再上皮化长度/初始伤口长度*100
其中，通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘以防止伤口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹敷料一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织，并进行组织染色来测量再上皮化长度和初始伤口长度。
7.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述抗菌敷料显示出60/2.5cm2以上的新形成的血管数量，其中，通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环用缝合线缝合伤口边缘以防止窗口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹敷料一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织，进行组织染色，并直接计数2.5cm2的伤口区域中再上皮化组织的血管数量来测量新形成的血管数量。
8.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，如使用下式5所计算，所述抗菌敷料显示出45％以上的胶原沉积率：
式5
胶原沉积率(％)＝真皮层的胶原面积/真皮层的总面积*100
其中，通过剃去SD(Sprague Dawley)大鼠的整个背部，去除直至背部中心的筋膜层以诱导2.5cm2的伤口，使用有机硅环、用缝合线缝合伤口边缘以防止窗口收缩，将敷料施用于伤口，用自粘合绷带包裹伤口一次，用贴膏剂将其固定，以3天的间隔更换绷带，在第14天牺牲动物，收集再生组织，通过Masson三色染色对真皮结缔组织胶原进行特异性染色，并使用Image J程序测量胶原相对于真皮层的三个位置的总面积的面积来测量胶原沉积率。
9.根据权利要求2所述的抗菌敷料，其中，所述快速细胞膜穿透组分是由下式1表示的物质：
式1
其中，n是1至100范围内的整数，m是1至2000范围内的整数，n：m是1：10至1：25。
10.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述快速细胞膜穿透组分包含在所述细菌生长抑制层和所述伤口感染剂去除层中。
11.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述细菌生长抑制层和所述伤口感染剂去除层包含40至70重量％的聚氨酯预聚物、15至45重量％的发泡剂、5至35重量％的交联剂、0.1至2重量％的表面活性剂和0.5至15重量％的佐剂的发泡混合物。
12.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述伤口感染剂去除层具有300μm以下的孔径。
13.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述细菌生长抑制层具有500μm以下的孔径。
14.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述敷料剂包含从上到下依次设置的厚度为10至500μm的外部感染剂阻挡层、厚度为0.1至20mm的细菌生长抑制层以及厚度为0.01至100μm的伤口感染剂去除层。
15.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述伤口感染剂去除层和所述细菌生长抑制层包含40至70重量％的聚氨酯预聚物、15至45重量％的发泡剂、5至35重量％的交联剂、0.1至2重量％的表面活性剂和0.5至15重量％的佐剂的发泡混合物。
16.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述细菌生长抑制层和所述伤口感染剂去除层含有快速细胞膜穿透组分，并且基于100重量％的所述细菌生长抑制层和所述伤口感染剂去除层，所述抗菌敷料含有0.01至10重量％的快速细胞膜穿透组分。
17.根据权利要求1所述的抗菌敷料，其中，所述外部感染剂阻挡层是选自由无纺布、有机硅系膜、聚烯烃系膜和聚氨酯系膜组成的组中的一种或多种。
18.一种用于连续制备根据权利要求1所述的抗菌敷料的装置，所述装置包括依次顺序设置的可横向移动的发泡单元、冷却单元、压辊和干燥单元。
19.一种用于制备根据权利要求1所述的抗菌敷料的方法，其中，所述细菌生长抑制层和所述伤口感染剂去除层通过包括以下步骤的方法制备：
(i)加入并搅拌多元醇和二醇，向搅拌的多元醇和二醇中加入异氰酸酯以形成混合物，并使所述混合物在氮气氛下反应直至达到1至20的理论NCO含量(摩尔％)，从而制备聚氨酯预聚物；(ii)将细胞膜穿透组分、交联剂、发泡剂、表面活性剂和佐剂加入并均匀地混合，从而制备发泡混合物；(iii)将所制备的聚氨酯预聚物与所制备的发泡混合物混合，使得到的混合物发泡以形成聚氨酯泡沫，同时注入温度为1至20℃的空气以延迟固化并保持聚氨酯泡沫的粘度；以及(iv)在保持粘度的聚氨酯泡沫上层叠第二剥离纸，然后固化。
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