CN108264235A - 一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，采用浓硝酸、正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、四水合硝酸钙、硝酸钠、硝酸钾、锡酸钠等原料反应制得。本发明同时还公开了一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其应用于止血凝胶中。本发明制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末粒径低于2微米，其具有良好的生物相容性和生物活性，以及优秀的止血功效，将其应用于止血凝胶，可以有效促进皮肤创面愈合，速度及效果优于现有市面的止血凝胶产品，伤口愈合速度快，且不易形成疤痕。

Description

一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种生物活性玻璃粉末的制备方法及应用，尤其涉及一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法及应用。
背景技术
生物材料是一类高新技术材料，主要用于人体组织或器官的诊断、修复。第一代生物材料没有生物活性，如医用金属、惰性陶瓷等，这类材料属于生物惰性材料；第二代生物材料，如生物活性陶瓷、羟基磷灰石等，能够为新生组织提供组织传导的能力，即组织传导生物材料，具有生物活性；20世纪90年代，第三代生物材料的概念被提出，其在分子水平上激发细胞响应，属于组织诱导生物材料。这类材料具有生物活性和可降解性的同时，又具有基因激活作用，可在分子水平上刺激细胞产生应答反应，促进细胞增殖、分化，并通过分泌细胞外基质和自组装过程形成新的组织，诱导组织的再生与修复，适用于原位组织再生和组织工程再生。生物活性玻璃具有良好的生物活性，在体液或模拟体液中诱导羟基磷灰石的沉积，起到骨传导的作用；其次，生物活性玻璃具有良好的可降解特性，且通过调节其组成和制备工艺，可以调节其微观结构从而调节控制其降解速度，使之与组织生长速度匹配；同时，生物活性玻璃的溶出离子可以促进细胞的增殖与分化，激活成骨基因的表达；因此，生物活性玻璃被看作为典型的第三代生物材料。此外，生物活性玻璃作为生物活性无机组分添加到组织工程支架材料中，可以弥补天然高分子材料在降解性和细胞相容性方面的不足。
生物活性玻璃是一种具有组织修复功能的特种玻璃材料，最初由佛罗里达大学的Hench教授于19世纪70年代研制开发出来，属于硅酸盐体系且具有特定的化学组成。其在植入体内后能够产生键合作用从而紧密的结合骨组织，同时不产生炎症等不利反应，具有良好的生物相容性和生物活性，因而引起了生物医用材料界的高度关注，并且随着材料制备技术的发展，生物活性玻璃的制备工艺、化学组成、组织结构以及理化性能也在不断改进，得到了不断向前的发展，应用前景也越来越广泛。
羟丙基壳聚糖是在壳聚糖分子中C6位羟基经醚化反应引入羟丙基而得到的另一种水溶性衍生物，羟丙基的引入，改善了壳聚糖的水溶性。羟丙基壳聚糖常被制成药物缓释材料。同时羟丙基壳聚糖具有很好的成膜性，生物相容性好，对生物体无毒，因此越来越多应用于医药领域，特别是用于制作止血凝胶，帮助皮肤创面愈合。
现有技术中，止血凝胶可以很好地与身体任意部位的伤患处贴合，将伤患处与外部环境隔离，同时保持透气，促进血液凝血，可以帮助伤口愈合；但是现有的止血凝胶中并不能很好的抑制创面细菌，在对创面无法彻底清洗或者消毒的情况下，不能强力抑菌会延缓伤口的愈合质量和速度。而直接在凝胶中加入杀菌剂，由于该杀菌剂直接作用于创面，发挥药效的时间较短，需要频繁更换凝胶才能保持抑菌作用；同时，容易在创面愈合后形成疤痕。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法及应用，具有良好的止血以及缓释、靶向抑菌功效，可以应用于止血凝胶中帮助皮肤创面愈合，效果比传统的止血凝胶更好，且不容易留下疤痕。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将浓硝酸分散于去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解0.5～2小时；
(3)取磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.5～1小时；
(4)取四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解5～15分钟；
(5)取硝酸钠、硝酸钾中的一种或两种，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解5～30分钟；
(6)取锡酸钠溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5～30分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化6～24小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化24～72小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥6～24小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在650～750℃下煅烧1～4小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(5)还包括以下步骤：
(5.1)取柠檬酸溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5～15分钟；
作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)中浓硝酸与去离子水的体积比例为1:8～1:45。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)中正硅酸乙酯与去离子水的比例为1g:(1～2)ml。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(3)中磷酸三乙酯与去离子水的比例为1g:(10～25)ml。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(4)中四水合硝酸钙与去离子水的比例为1g:(1.7～4)ml。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(5)中硝酸钠与去离子水的比例为(0～2.8)g:1ml，硝酸钠与去离子水的比例为(0～1.6)g:1ml。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(6)中锡酸钠与去离子水的比例为(0～0.01)g:1ml(锡酸钠以Sn计，且不等于0)。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(5.1)中柠檬酸去离子水的比例为(0～0.06)g:1ml。
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为：
本发明的有益效果为：
本发明提供的制备方法，采用独特的配方工艺，快速高效，有利于进行产业化生产，且各批次产品的质量稳定，一致性好。
本发明方法制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，其粒径低于2微米，基于其独特的配方，使其具有良好的生物相容性和生物活性，以及优异的止血以及缓释、靶向抑菌功效；本发明将含锡抑菌成分包裹到生物活性内，使其起到缓释、长效的抑菌作用，且避免抑菌成分对创面造成刺激，影响伤口愈合及形成结疤。
将该生物活性玻璃粉末应用于止血凝胶，由于其密度、重量大于其他组分，在重力作用下可以自然地向创面沉积；在壳聚糖与含锡缓释的生物活性玻璃共同作用下，可以有效对创面进行抑菌止血，避免直接刺激创面，促进皮肤创面愈合，愈合效果优于现有市面的止血凝胶产品，伤口愈合速度快，且不容易在创面形成疤痕。尤其是对于某些不能彻底清洗或消毒的创面，其抑菌、愈合速度及效果，远远高于现有产品。
上述是发明技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
实施例1
本实施例提供的一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将6ml 69wt.％的浓硝酸分散于250ml去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取125g正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解1.5小时；
(3)取10g磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.8小时；
(4)取62.5g四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解15分钟；
(5)取700g硝酸钠，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解30分钟；
(6)取5.5g三水合锡酸钠溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解30分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化20小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化20小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥10小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在750℃下煅烧1小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
实施例2
本实施例提供一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将8ml 69wt.％的浓硝酸分散于250ml去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取160g正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解0.5小时；
(3)取14g磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.6小时；
(4)取54g四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解5分钟；
(5)取300g硝酸钠与300g硝酸钾，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解20分钟；
(5.1)取15g柠檬酸溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解15分钟；
(6)取0.1g三水合锡酸钠溶于步骤(5.1)所得溶液中，搅拌水解20分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化15小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化15小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥15小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在725℃下煅烧1.75小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
实施例3
本实施例提供一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将10ml 69wt.％的浓硝酸分散于250ml去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取195g正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解2小时；
(3)取18g磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.7小时；
(4)取105.5g四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解12分钟；
(5)取500g硝酸钠与100g硝酸钾，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解5分钟；
(6)取2.5g三水合锡酸钠溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化24小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化24小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥15小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在725℃下煅烧1.75小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
实施例4
本实施例提供一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将12ml 69wt.％的浓硝酸分散于250ml去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取220g正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解1小时；
(3)取22g磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.9小时；
(4)取130g四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解8分钟；
(5)取400g硝酸钠与200g硝酸钾，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解15分钟；
(5.1)取5g柠檬酸溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5分钟；
(6)取1.5g三水合锡酸钠溶于步骤(5.1)所得溶液中，搅拌水解15分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化10小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化10小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥20小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在675℃下煅烧3.25小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
实施例5
本实施例提供一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，包括以下步骤：
(1)将13.5ml 69wt.％的浓硝酸分散于250ml去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取250g正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解1.5小时；
(3)取25g磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.5小时；
(4)取147g四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解10分钟；
(5)取400g硝酸钾，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解10分钟；
(5.1)取10g柠檬酸溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解10分钟；
(6)取4.0g三水合锡酸钠溶于步骤(5.1)所得溶液中，搅拌水解10分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化6小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化6小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥24小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在650℃下煅烧4小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
应用实施例1
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例1制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例2
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例2制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例3
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例3制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例4
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例3制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例5
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例4制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例6
一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为(按质量百分比)：
其中生物活性玻璃粉末采用实施例5制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
制作工艺为：将蒸馏水等量分为两份，一份添加羟丙基壳聚糖以及促进创面愈合的生物活性玻璃粉末，充分搅拌均匀，另一份添加氧化海藻酸钠，充分搅拌均匀，其后将两份溶液缓慢混合均匀后，溶液逐渐凝固，得到止血凝胶。
应用实施例7
取实施例1～6制得的止血凝胶进行创面愈合实验，并采用东莞鸿元医药有限公司生产的贝凝康壳聚糖功能性敷料凝胶作为对照组。实验方法为：选用SPF级的12周龄大小的雄性SD大鼠，体质量380～400g，使用脱毛膏将大鼠背部毛脱净，用美兰标出局部2cm×2cm大小的皮肤，然后用无菌器械剪除大鼠该部分全层皮肤，制造大鼠背部创面模型。其后使用实施例1～6制得的止血凝胶以及贝凝康壳聚糖功能性敷料凝胶涂覆于大鼠背部创面模型，涂覆厚度为2mm，每隔8小时进行换药，别于处理后第1、3、7、10和14日拍摄创面照片，计算创面愈合率，结果如下表所示：
可见本申请使用的止血凝胶具有更好的创面愈合效果，其中的生物活性玻璃粉末向创面的有效沉积，具有靶向精准治疗作用。
本发明的重点主要在于，本发明制得的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末粒径低于2微米，其具有良好的长效、缓释止血功效，并且避免对创面造成刺激，避免形成创面结疤；将其应用于止血凝胶，可以有效促进皮肤创面愈合，速度及效果均优于现有市面上的止血凝胶产品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将浓硝酸分散于去离子水中，搅拌均匀，得到稀硝酸；
(2)取正硅酸乙酯溶于稀硝酸中，搅拌水解0.5～2小时；
(3)取磷酸三乙酯溶于步骤(2)所得溶液中，搅拌水解0.5～1小时；
(4)取四水合硝酸钙溶于步骤(3)所得溶液中，搅拌水解5～15分钟；
(5)取硝酸钠、硝酸钾中的一种或两种，溶于步骤(4)所得溶液中，搅拌水解5～30分钟；
(6)取锡酸钠溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5～30分钟；
(7)将步骤(6)所得溶液放置于室温下陈化6～24小时，溶液逐渐形成凝胶，将该凝胶继续在60～70℃下陈化24～72小时；
(8)将步骤(7)所得凝胶在110～130℃下干燥6～24小时，凝胶逐渐干燥为固体；
(9)将步骤(8)所得固体在650～750℃下煅烧1～4小时；
(10)将步骤(9)得到的固体置于球磨机球磨，得到促进创面愈合的生物活性玻璃粉末。
2.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)还包括以下步骤：
(5.1)取柠檬酸溶于步骤(5)所得溶液中，搅拌水解5～15分钟。
3.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中浓硝酸与去离子水的体积比例为1:8～1:45。
4.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中正硅酸乙酯与去离子水的比例为1g:(1～2)ml。
5.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中磷酸三乙酯与去离子水的比例为1g:(10～25)ml。
6.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中四水合硝酸钙与去离子水的比例为1g:(1.7～4)ml。
7.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中硝酸钠与去离子水的比例为(0～2.8)g:1ml，硝酸钠与去离子水的比例为(0～1.6)g:1ml。
8.如权利要求1所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中锡酸钠与去离子水的比例为(0～0.01)g:1ml(锡酸钠以Sn计，且不等于0)。
9.如权利要求2所述的促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(5.1)中柠檬酸去离子水的比例为(0～0.06)g:1ml。
10.一种促进创面愈合的生物活性玻璃粉末的应用，其特征在于，将其用于止血凝胶中，所述止血凝胶的配方为：
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