CN108434507A - 离子介导敷料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种离子介导敷料及其制备方法和应用。所述的离子介导敷料包括海藻酸钠制备的水凝胶、用以支撑所述的水凝胶的基材、以及吸附在所述的基材上的Ca²⁺、Co²⁺离子。本发明制备的敷料通过将基材浸于Co²⁺和Ca²⁺混合液，能够使离子均匀的分布于基材上，从而解决了传统方法上水凝胶成胶不均匀的问题，有利于Co²⁺和Ca²⁺的均匀缓释。本发明制备的敷料通过Co²⁺和Ca²⁺共同参与水凝胶的成胶过程，由于Co²⁺可介导低氧诱导反应以刺激血管生成和促进皮肤修复、可抗菌，Ca²⁺可促进凝血酶原激活物的形成，利于止血，所以本发明制备的敷料具有抗菌、止血、促进皮肤损伤修复的功能。

Description

离子介导敷料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种离子介导敷料及其制备方法和应用。

背景技术

皮肤，是人体面积最大的器官。皮肤作为人体与环境间最为关键的物理屏障，它承担着许多维持人体正常运行的重要生理功能。皮肤具有两个方面的屏障作用：一方面防止体内水份、电解质、其他物质丢失；另一方面阻止外界有害物质的侵入。但是，皮肤作为人体的第一道防线，在外伤发生时，皮肤损伤是十分普遍的。皮肤损伤已是一个世界性的重大健康问题，尤其是糖尿病溃疡等慢性创伤，不仅给患者造成巨大痛苦，而且使患者面临严重感染和截肢的风险。因此，皮肤敷料研究一直备受关注。

传统敷料如棉花、纱布、绷带和无纺布等由于其成本低、原料来源广泛，目前在医疗上得到普遍使用。虽然传统敷料对伤口具有保护作用，但是存在以下诸多不足：(1)不具有保湿作用，无法提供湿润环境；(2)不具有抗菌、止血、促进伤口愈合的功能；(3)易粘连伤口组织，肉芽组织容易长入纱布网眼中致粘连结痂，撤离时易造成二次损伤。因此，传统敷料功能单一，无法满足医用的多种需求。针对皮肤修复过程中止血、炎症、增殖、重塑这四个阶段的特点，理想的皮肤敷料应具有：(1)有助于凝血，防止伤口继续出血恶化；(2)抑制细菌生长，防止伤口感染；(3)提供湿润的环境，以利于肉芽的生长，便于皮肤细胞的增殖；(4)刺激血管生成，以保障伤口氧气和营养的供应；(5)使用时不粘伤口，避免辅料更换时造成二次创伤，减轻疼痛；(6)成本低廉、易于使用。

近年来，生物材料技术的革新创伤敷料的发展产生巨大的推动作用，各种新型创伤敷料层出不穷。在临床应用及科研开发中，利用生物材料制备敷料，或者在敷料中加入其他愈合性能优异的辅料，如抗生素、生长因子、小分子化合物等已达成广泛共识。

水凝胶敷料由于其极高的含水量、能够紧密贴附于伤口处，且在更换敷料时不会粘伤口造成二次伤害，因而水凝胶敷料近年来被广泛研究应用于医用领域。传统水凝胶机械性能较差，大大限制了水凝胶的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种离子介导敷料及其制备方法和应用。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种离子介导敷料，包括海藻酸钠制备的水凝胶、用以支撑所述的水凝胶的基材、以及吸附在所述的基材上的Ca²⁺、Co²⁺离子。

所述的基材为纱布、棉花、无纺布以及高分子材料制备的有序或无序纤维。

所述的基材面积与浸泡液体积之比是0.001～5m²/L。

优选，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为0.1～200g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.01～20g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：200～20000：1。

优选，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为1～100g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.1～10g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：10～1000：1。

本发明还包括一种所述的离子介导敷料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：包括下述步骤：1)按所需修剪基材的大小及形状；2)将所述的基材浸入Ca²⁺、Co²⁺离子溶液,并进行干燥以得到功能性基材；3)在步骤2)得到的功能性基材表面形成水凝胶:配制海藻酸钠溶液，使海藻酸钠溶液均匀的分布于步骤2)得到的功能性基材上，形成水凝胶从而制得最终所需的离子介导敷料。

其中，所述的海藻酸钠的质量浓度为0.1％-20％。

本发明还包括一种所述的离子介导敷料的应用，应用于皮肤修复，尤其适用于糖尿病人的皮肤修复。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的敷料将硬质基材与水凝胶相结合，使基材表面形成水凝胶层。硬质基材使制备的敷料具有一定的机械强度，而海藻酸钠制备的水凝胶使本发明制备的敷料同时具有良好的生物相容性、保湿性、吸液性、防粘连性。同时，由于海藻酸钠特有的性质，其能够与功能离子Ca²⁺络合，使其在短时间凝固。

(2)本发明制备的敷料通过将基材浸于Co²⁺和Ca²⁺混合液，使离子均匀的分布于基材上，从而解决了传统方法上水凝胶成胶不均匀的问题，有利于Co²⁺和Ca²⁺的均匀缓释。

(3)本发明制备的敷料通过Co²⁺和Ca²⁺共同参与水凝胶的成胶过程，由于Co²⁺可介导低氧诱导反应以刺激血管生成和促进皮肤修复、可抗菌，Ca²⁺可促进凝血酶原激活物的形成，利于止血，所以本发明制备的敷料具有抗菌、止血、促进皮肤损伤修复的功能。

(4)本发明制备的敷料能够刺激血管生成、促进皮肤损伤修复。满足医用的多种需求。应用范围非常广泛，可用于烧伤、烫伤，慢性创面、压疮，牙齿、面部及体表微手术，手、足和关节等部位。

附图说明

图1示出不同材料的照片，其中，SA：海藻酸钠水凝胶；MI-G：负载金属离子的纱布；SAG：负载金属离子的纱布与海藻酸钠溶液形成的水凝胶敷料。

图2示出本发明的离子介导敷料的测试效果。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：一种离子介导的多功能的皮肤敷料的制备方法,以纱布为基材、钴离子浓度为0.25g/L来制备钴离子介导的多功能的皮肤敷料,应用于小鼠全层皮肤缺损感染模型的皮肤损伤修复,具体步骤如下：

1.钴离子介导的多功能的皮肤敷料的制备

(1)将纱布进行裁剪，裁剪成直径为1cm的圆片纱布(每个圆片包含2层纱布)

(2)配制0.25g/LCo²⁺溶液和4g/LCa²⁺溶液，将0.25g/LCo²⁺溶液和4g/LCa²+溶液按照1:1比例混合

(3)将每1个步骤(1)中剪裁的圆片纱布浸泡于100μL(即基材面积与浸泡液体积之比为0.785m²/L)步骤(2)中的混合液中，晾干。

(4)配制1wt％海藻酸钠，每100μL 1wt％海藻酸钠均匀的滴加在步骤(3)的每1个圆片纱布上，使其成胶0.5h，制得钴离子介导的多功能的皮肤敷料

2.一种钴离子介导的多功能的皮肤敷料应用于小鼠全层皮肤缺损感染模型的皮肤损伤修复。

(1)4％水合氯醛将小鼠麻醉，背部备皮，碘伏涂抹背部以消毒，提起背部皮肤，用直径1cm的打孔器打孔，使实验动物的背部中线的两侧各有一个大小相同的孔，厚度达皮肤全层。将内径为1cm的硅胶圈缝合于每个伤口上，以减少伤口处的自然的收缩。每个伤口上滴加50μL 1X10⁸cfu/ml的金黄葡萄球菌。为了避免个体之间的差异，在每只老鼠身上的所有伤口都是由对照组和实验组随机处理的。对照组伤口处放置纯圆片纱布，实验组放置步骤1中制备的钴离子介导的多功能的皮肤敷料。在术后第0、3、7天和14天使用数码相机拍摄伤口。每个图像都有一个标尺来提供标准的测量校准。

(2)对每个时间点进行表面损伤区域的量化，计算伤口闭合的速度。

(3)收集伤口区域的圆形皮肤样本，切成2半，一半皮肤伤口样品进行组织匀浆，利用平板菌落计数法计算皮肤伤口的菌量。另一半皮肤伤口样品用4％多聚甲醛溶液固定，液氮快速冷冻，包埋在OCT中，冷冻切片，并进行相应的组织学染色和免疫荧光染色。

实验结果表明应用钴离子介导的多功能的皮肤敷料的皮肤伤口菌量减少、愈合面积大、愈合效果好。

实施例2：

实施例2与实施例1制备方法相同，区别仅在于，步骤1.1中的基材为无纺布；步骤1.2中，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为0.1g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为20g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：200。步骤1.3中，基材面积与浸泡液体积之比为0.001m²/L；步骤2中应用于大鼠全层皮肤缺损感染模型的皮肤损伤修复。实验结果表明应用离子介导的多功能的皮肤敷料的大鼠皮肤伤口菌量减少、愈合面积大、愈合效果好。

实施例3：

实施例3与实施例1制备方法相同，区别仅在于，步骤1.2中，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为200g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.01g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝20000：1。步骤1.3中，基材面积与浸泡液体积之比为5m²/L。

实施例4：

实施例4与实施例1制备方法相同，区别仅在于，步骤1.2中，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为1g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为10g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：10。

实施例5：

实施例5与实施例1制备方法相同，区别仅在于，步骤1.2中，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为100g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.1g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1000：1。

实施例6

实施例6与实施例1制备方法相同，区别仅在于，步骤2中应用于糖尿病小鼠全层皮肤缺损感染模型的皮肤损伤修复。实验结果表明应用离子介导的多功能的皮肤敷料的糖尿病小鼠皮肤伤口菌量减少、愈合面积大、愈合效果好。

实施例1为最佳实施例，以最佳实施例为例进行结果说明。

图1示出由海藻酸钠溶液与金属离子直接形成海藻酸钠水凝胶的传统方法具有成胶不均匀、成胶形状不可控的缺点(a)，本实验中通过引进纱布作为金属离子载体可使金属离子均匀地分布于纱布上(b),并制备了成胶均匀、形状可控的海藻酸钠水凝胶敷料(c,d)；其中，SA：海藻酸钠水凝胶；MI-G：负载金属离子的纱布；SAG：负载金属离子的纱布与海藻酸钠溶液形成的水凝胶敷料。

图2为本发明敷料与革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌(S.aureus)共培养24小时后平板计数法实验结果显示其对金黄葡萄球菌的抑制作用(a)；敷料与革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)共培养24小时后平板计数法实验结果显示其对铜绿假单胞菌也具有抑制作用(b)；其中，SA：海藻酸钠水凝胶；SAG：负载金属离子的纱布与海藻酸钠溶液形成的水凝胶敷料。

本发明制备的敷料通过将基材浸于Co²⁺和Ca²⁺混合液，使离子均匀的分布于基材上，从而解决了传统方法上水凝胶成胶不均匀的问题，有利于Co²⁺和Ca²⁺的均匀缓释。本发明制备的敷料通过Co²⁺和Ca²⁺共同参与水凝胶的成胶过程，由于Co²⁺可介导低氧诱导反应以刺激血管生成和促进皮肤修复、可抗菌，Ca²⁺可促进凝血酶原激活物的形成，利于止血，所以本发明制备的敷料具有抗菌、止血、促进皮肤损伤修复的功能。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种离子介导敷料，其特征在于，包括海藻酸钠制备的水凝胶、用以支撑所述的水凝胶的基材、以及吸附在所述的基材上的Ca²⁺、Co²⁺离子。

2.根据权利要求1所述的离子介导敷料，其特征在于，所述的基材为纱布、棉花、无纺布以及高分子材料制备的有序或无序纤维。

3.根据权利要求1所述的离子介导敷料，其特征在于，所述的基材面积与浸泡液体积之比是0.001～5m²/L。

4.根据权利要求1所述的离子介导敷料，其特征在于，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为0.1～200g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.01～20g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：200～20000：1。

5.根据权利要求1所述的离子介导敷料，其特征在于，所述的Ca²⁺离子溶液的浓度为1～100g/L，Co²⁺离子溶液的浓度为0.1～10g/L；所述的Ca²⁺：Co²⁺＝1：10～1000：1。

6.一种权利要求1-5任一项所述的离子介导敷料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：1)按所需修剪基材的大小及形状；2)将所述的基材浸入Ca²⁺、Co²⁺离子溶液,并进行干燥以得到功能性基材；3)在步骤2)得到的功能性基材表面形成水凝胶:配制海藻酸钠溶液，使海藻酸钠溶液均匀的分布于步骤2)得到的功能性基材上，形成水凝胶从而制得最终所需的离子介导敷料。

7.根据权利要求6所述的离子介导敷料的制备方法，其特征在于，所述的海藻酸钠的浓度为0.1％-20％。

8.一种权利要求1-5任一项所述的离子介导敷料的应用，其特征在于，应用于皮肤修复。

9.根据权利要求8所述的离子介导敷料的应用，其特征在于，应用于糖尿病人的皮肤修复。