CN108653800A - 含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法与应用 - Google Patents

含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法与应用，原料组分按重量份计，包括：壳聚糖1～3重量份、海藻酸钠0.5～1.5重量份、生物活性玻璃0.2～0.6重量份和/或精氨酸0.1～0.3重量份；制备方法包括步骤：将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合均匀，然后加入其他剩余原料组分，得到混合物；将混合物移至模具中，静置后冷冻干燥，然后采用氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到敷料组合物。本发明采用壳聚糖、海藻酸钠、生物活性玻璃和精氨酸为主要基材，通过优化配比、混合方式和混合条件，制备得到生物学性能及理化性质优异的创面修复敷料。

Description

含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法 与应用
技术领域
本发明涉及敷料技术领域，具体涉及一种含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法与应用。
背景技术
慢性难愈性创面系指临床治疗4～6周以上的难愈合或不愈合的创面。发病原因主要有静脉曲张、糖尿病、动脉炎、动脉硬化、神经系统疾病及肿瘤等。全世界约有1％的人口受其困扰，约5％的医疗费用花费在创面修复上。美国每年用于慢性糖尿病创面愈合治疗的费用超过250亿美元。在我国，仅糖尿病所致慢性创面患者就达4000万例。随着人口老龄化和糖尿病、下肢静脉溃疡等发病率的不断上升，难愈性创面发生率越来越高。其治疗是临床面临的重大难题，严重危害着患者的身心健康，迫切需要发展新型高效和经济的治疗技术和方法。
创面愈合由四个连续、相互叠合并受到精密控制的阶段组成：止血、炎症、增殖及组织重构。创面修复过程中需要各种炎性因子、生长因子(TGF-β、PDGF、FGF及EGF等)及免疫细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞及淋巴细胞等)的有序参与。
目前市面上的创面修复敷料种类繁多，但大多修复效果并不明显。因此，还需要开发新型的创面修复效果明显的敷料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种含生物活性玻璃和/或精氨酸的创面修复敷料及其制备方法与应用，以采用壳聚糖、海藻酸钠、生物活性玻璃和精氨酸为主要基材，通过优化配比、混合方式和混合条件，制备得到生物学性能及理化性质优异的创面修复敷料。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供了一种敷料组合物，原料组分按重量份计包括：壳聚糖1～3重量份和海藻酸钠0.5～1.5重量份。需要说明的是，壳聚糖敷料可促进口腔创面、褥疮、糖尿病足及腿部溃疡的修复。机制可能是抑制炎症反应、胶原蛋白及细胞外基质其他组分以及生长因子的表达升高，也可能与伤口的表皮化有关；海藻酸钠敷料具有很强的吸水性，吸水能力达到自身重量的20倍，因此特别适用于高渗出创面；其无粘附性，因此更换时不造成创面损伤；另外，它还有止血作用，因此可用于出血伤口。
优选地，敷料组合物的原料组分还包括：生物活性玻璃0.2～0.6重量份和/或精氨酸0.1～0.3重量份。生物活性玻璃(bioactive glass,BAG)是由SiO2、Na2O、CaO和P2O5等基本成分组成的硅酸盐玻璃，其最显著的特征是植入人体后表面形成生物活性的碳酸羟基磷灰石(HCA)层，为组织提供了键合界面。同时其还有刺激细胞分泌成纤维细胞生长因子(FGF)和血管生长因子(VEGF)等生长因子表达的作用，还有研究显示，生物活性玻璃同时具备抗菌活性。因此BAG有利于创面的血管重建和伤口愈合，其在皮肤创面修复的应用潜力已引起越来越多的关注。一氧化氮(NO)是机体内由一氧化氮合成酶作用于L-精氨酸产生的一种活性分子，对炎症、细胞增殖、细胞外基质(ECM)沉积、血管新生和基质重构等方面发挥重要调控作用，同时它还具有广谱抗菌作用，因此对创面修复具有明显促进作用。创面愈合早期，巨噬细胞和中性粒细胞等炎性细胞内的诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)和血管内皮细胞内的内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)在各种因素(如PDGF)作用下活性得到提高，因此有利于局部形成较高浓度的NO，但如果底物L-精氨酸的浓度不匹配的话，也无法产生足量的NO。需要说明的是，生物活性玻璃可以是任何一种类型的生物活性玻璃及其浸液。
优选地，敷料组合物的形态选自海绵、膜、凝胶、水胶体和水凝胶中的一种。
优选地，生物活性玻璃集中分布于创面靠近端。
本发明还提供了敷料组合物的制备方法，包括步骤：将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合均匀，得到混合物；将混合物移至模具中，静置后冷冻干燥，然后采用氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到敷料组合物。
本发明还提供了另一种敷料组合物的制备方法，包括步骤：将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合均匀，然后加入生物活性玻璃悬液和精氨酸水溶液，得到混合物；将混合物移至模具中，静置后冷冻干燥，然后采用氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到敷料组合物。
优选地，含壳聚糖的醋酸水溶液是将壳聚糖和醋酸水溶液混合而成；壳聚糖的质量和醋酸水溶液的体积的比值为(1～3)g:100mL，醋酸水溶液中醋酸的质量分数为1％；海藻酸钠水溶液是将海藻酸钠和水混合而成；海藻酸钠的质量和水的体积的比值为(0.5～1.5)g:50mL。需要说明的是，海藻酸钠水溶液、醋酸水溶液优选采用超纯水进行配制。
优选地，生物活性玻璃悬液是将生物活性玻璃和水混合而成；生物活性玻璃的质量和水的体积的比值为(0.2～0.6)g:2mL；精氨酸水溶液是将精氨酸和水混合而成；精氨酸的质量和水的体积的比值为(0.1～0.3)g:2mL。需要说明的是，生物活性玻璃悬液和精氨酸水溶液优选采用超纯水进行配制。
优选地，敷料组合物的制备方法中，静置的时间为2～4小时；氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的质量分数为1％。
本发明还保护敷料组合物在制备创面修复敷料中的应用，尤其是在制备慢性难愈性创面修复敷料中的应用。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：
(1)本发明采用的壳聚糖是一类具有较好生物相容性的天然高分子多糖类化合物，其具有良好的成膜性、吸附性，透气性和渗透性；临床试验结果显示，壳聚糖敷料可促进口腔创面、褥疮、糖尿病足及腿部溃疡的修复。
(2)本发明所采用的海藻酸钠具有很强的吸水性，因此特别适用于高渗出创面；其无粘附性，更换时不造成创面损伤；另外，它还有止血作用，因此可用于出血伤口。
(3)本发明所采用的生物活性玻璃具有刺激细胞分泌成纤维细胞生长因子(FGF)和血管生长因子(VEGF)等生长因子表达的作用，因此有利于创面的血管重建和伤口愈合。
(4)本发明所采用的L-精氨酸是机体细胞一氧化氮合成酶的唯一底物，在一氧化氮合成酶作用下产生NO，它具有调控免疫反应、伤口愈合、激素分泌和血管内皮功能的作用，对胶原蛋白重构、血管新生和创面修复具有促进作用。
(5)本发明将壳聚糖、海藻酸钠、生物活性玻璃和精氨酸四种材料的生物特性有机结合起来，制备得到的敷料组合物，为慢性难愈性创面的修复提供了一种新的方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例制备得到的海绵敷料的细胞毒性评价结果图；
图2为本发明实施例制备得到的海绵敷料的创面修复效果评估结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
本发明提供一种敷料组合物，原料组分按重量份计，包括：壳聚糖1～3重量份和海藻酸钠0.5～1.5重量份；优选地，原料组分还包括生物活性玻璃0.2～0.6重量份和精氨酸0.1～0.3重量份。
另外，本发明还提供了上述敷料组合物的制备方法，包括如下步骤：
将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合均匀，然后加入生物活性玻璃悬液和/或精氨酸水溶液，得到混合物；其中，含壳聚糖的醋酸水溶液是将壳聚糖和醋酸水溶液混合而成；壳聚糖的质量和醋酸水溶液的体积的比值为(1～3)g:100mL，醋酸水溶液中醋酸的质量分数为1％；海藻酸钠水溶液是将海藻酸钠和超纯水混合而成；海藻酸钠的质量和超纯水的体积的比值为(0.5～1.5)g:50mL；生物活性玻璃悬液是将生物活性玻璃和超纯水混合而成；生物活性玻璃的质量和超纯水的体积的比值为(0.2～0.6)g:2mL；精氨酸水溶液是将精氨酸和超纯水混合而成；精氨酸的质量和超纯水的体积的比值为(0.1～0.3)g:2mL；
将混合物移至模具中，静置2～4小时后冷冻干燥，然后采用氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到敷料组合物；其中，氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的质量分数为1％。
下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。
实施例一
本对比例提供一种创面修复海绵敷料，原料组分按重量份计，包括：壳聚糖2重量份、海藻酸钠1重量份和精氨酸0.2重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备创面修复海绵敷料：
步骤一：将2g壳聚糖和100mL质量分数为1％的醋酸水溶液混合，得到含壳聚糖的醋酸水溶液；
将1g海藻酸钠和50mL超纯水混合，得到海藻酸钠水溶液；
将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合，搅拌充分混匀；
步骤二：将0.2g精氨酸和2mL超纯水混合，得到精氨酸水溶液；
步骤三：在步骤一得到的混合物中加入精氨酸水溶液，将得到的混合物移至模具中，静置3小时后冷冻干燥，然后采用质量分数为1％的氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到创面修复海绵敷料。
实施例二
本实施例提供一种创面修复海绵敷料，原料组分按重量份计，包括：壳聚糖2重量份、海藻酸钠1重量份和生物活性玻璃0.4重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备创面修复海绵敷料：
步骤一：将2g壳聚糖和100mL质量分数为1％的醋酸水溶液混合，得到含壳聚糖的醋酸水溶液；
将1g海藻酸钠和50mL超纯水混合，得到海藻酸钠水溶液；
将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合，搅拌充分混匀；
步骤二：将0.4g生物活性玻璃和2mL超纯水混合，得到生物活性玻璃悬液；
步骤三：在步骤一得到的混合物中加入生物活性玻璃悬液，将得到的混合物移至模具中，静置3小时(允许生物活性玻璃自然沉降)后冷冻干燥，然后采用质量分数为1％的氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到创面修复海绵敷料。
实施例三
本实施例提供一种创面修复海绵敷料，原料组分按重量份计，包括：壳聚糖2重量份、海藻酸钠1重量份、生物活性玻璃0.4重量份和精氨酸0.2重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备创面修复海绵敷料：
步骤一：将2g壳聚糖和100mL质量分数为1％的醋酸水溶液混合，得到含壳聚糖的醋酸水溶液；
将1g海藻酸钠和50mL超纯水混合，得到海藻酸钠水溶液；
将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合，搅拌充分混匀；
步骤二：将0.4g生物活性玻璃和2mL超纯水混合，得到生物活性玻璃悬液；
将0.2g精氨酸和2mL超纯水混合，得到精氨酸水溶液；
步骤三：在步骤一得到的混合物中加入生物活性玻璃悬液和精氨酸水溶液，将得到的混合物移至模具中，静置3小时(允许生物活性玻璃自然沉降)后冷冻干燥，然后采用质量分数为1％的氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到创面修复海绵敷料。
将本发明实施例一至实施例三制备得到的创面修复海绵敷料，进行细胞细胞毒性试验和创面修复效果评估。
1、细胞毒性试验
无菌条件下，取经辐照灭菌处理的海绵敷料(实施例一至实施例三制备得到的创面修复海绵敷料)，用无血清培养基在37℃下浸提24h，浸提比例为：除海绵敷料的吸收容量外，以敷料的0.1g/mL的比例，加入浸提介质进行浸提，制得样品供试液，然后按GB/T16886.5-2003中的浸提液试验方法进行，供试液接触细胞培养48h。结果如表1和图1所示(1-实施例一；2-实施例二；3-实施例三)，含生物活性玻璃+精氨酸的壳聚糖/海藻酸钠海绵和只含生物活性玻璃的壳聚糖/海藻酸钠海绵对细胞活力均具有一定的促进作用，显示出优异的细胞相容性。
表1细胞毒性试验结果
组别 原料组分 存活率
实施例一 壳聚糖+海藻酸钠+精氨酸 85.84％
实施例二 壳聚糖+海藻酸钠+生物活性玻璃 106.58％
实施例三 壳聚糖+海藻酸钠+生物活性玻璃+精氨酸 108.23％
2、创面修复效果评估
制备I型糖尿病大鼠模型，造模成功后，制作糖尿病大鼠皮肤缺损模型，分为4组，分别为：阴性对照组(生理盐水纱布每日换药)、实施例一组、实施例二组及实施例三组。按规定的时间：创面拍照，无创性测量创面面积，绘制创面愈合速度曲线。结果如表2和图2(每个时间点，从左向右分别代表：1-阴性对照组；2-实施例一组；3-实施例二组；4-实施例三组)所示，三种海绵均具有明显的创面修复作用，但含生物活性玻璃+精氨酸的壳聚糖/海藻酸钠海绵修复效果最佳。
表2创面修复效果评估
需要说明的是，本发明通过采用壳聚糖、海藻酸钠、生物活性玻璃和/或精氨酸等为主要基材，探讨各种材料不同配比对修复材料生物学性能及理化性质的影响，最终确定本发明提供的配比；本发明优化壳聚糖/海藻酸钠海绵制备工艺，如两者混合方式和混合条件等；确定生物活性玻璃和精氨酸掺入海绵的方式和量从而最终制备得到生物学性能及理化性质优异的创面修复敷料。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种敷料组合物，其特征在于，原料组分按重量份计，包括：
壳聚糖1～3重量份和海藻酸钠0.5～1.5重量份。
2.根据权利要求1所述的敷料组合物，其特征在于，原料组分还包括：
生物活性玻璃0.2～0.6重量份和/或精氨酸0.1～0.3重量份。
3.根据权利要求1所述的敷料组合物，其特征在于：
所述敷料组合物的形态选自海绵、膜、凝胶、水胶体和水凝胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的敷料组合物，其特征在于：
所述生物活性玻璃集中分布于创面靠近端。
5.权利要求1-4任一项所述的敷料组合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将含壳聚糖的醋酸水溶液和海藻酸钠水溶液混合均匀，然后加入其他剩余原料组分，得到混合物；
将所述混合物移至模具中，静置后冷冻干燥，然后采用氢氧化钠溶液漂洗，再次冷冻干燥，得到所述敷料组合物。
6.根据权利要求5所述的敷料组合物的制备方法，其特征在于：
所述含壳聚糖的醋酸水溶液是将壳聚糖和醋酸水溶液混合而成；所述壳聚糖的质量和所述醋酸水溶液的体积的比值为(1～3)g:100mL，所述醋酸水溶液中醋酸的质量分数为1％；
所述海藻酸钠水溶液是将海藻酸钠和水混合而成；所述海藻酸钠的质量和水的体积的比值为(0.5～1.5)g:50mL。
7.根据权利要求5所述的敷料组合物的制备方法，其特征在于：
原料组分包括生物活性玻璃和/或精氨酸时，将生物活性玻璃和水以(0.2～0.6)g:2mL的比例混合成生物活性玻璃悬液后加入；和/或将精氨酸和水以(0.1～0.3)g:2mL的比例混合成精氨酸水溶液后加入。
8.根据权利要求5所述的敷料组合物的制备方法，其特征在于：
所述静置的时间为2～4小时；
所述氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的质量分数为1％。
9.权利要求1-4任一项所述的敷料组合物在制备创面修复敷料中的应用。
10.权利要求1-4任一项所述的敷料组合物在制备慢性难愈性创面修复敷料中的应用。
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