CN109078223B - 仿生创伤修复膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿生创伤修复膜及其制备方法。该仿生创伤修复膜的材料包括水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质，且水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10～50:1。采用本申请提供的方法制备的仿生创伤修复膜通过同时使用水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质，并控制二者之间的重量比，不但能够有效诱导创伤的仿生型再生修复，减少病理性修复、提高愈后质量，另一方面还能避免因创伤部分机体组织过度增生而引起的瘢痕。同时，该修复膜还可满足更复杂手术操作的需求，解决了现有技术中创伤修复产品愈合质量不佳、临床应用有限的问题。

Description

仿生创伤修复膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种仿生创伤修复膜及其制备方法。

背景技术

创伤再生修复一直是许多临床科室急需解决的医学难题，也是近年来转化医学的研究热点。虽然随着医学理论的完善和技术的进步，许多新型创伤修复产品不断涌现并得以应用，但仍难满足日益增长的临床需求。迄今，创伤问题仍然是导致残疾甚至死亡的主要因素之一。目前临床常用的伤口护理产品包括壳聚糖、海藻酸、胶原蛋白、纤维素、纤维蛋白、丝素蛋白、聚氨酯、聚硅酮等敷料，上述产品可有效吸收创口渗出物、促进伤口愈合，但愈后质量尚不能有效满足临床需求。

仿生化修复已经逐渐成为再生修复的发展方向。仿生化修复材料是根据受体组织或部位的天然结构特征，对生物材料进行相应的修饰或衍生使其结构与受体位点的天然结构相同或相近。这种材料由于近似天然组织，因此组织相容性好，其特定结构和因子还可诱导受体组织的原位生理性修复，材料自身随着新组织在原位的形成后还可降解吸收，因此比常规治疗方式以及传统的愈创材料更能适应不同临床需求。

壳聚糖类产品具有抑菌、止血、促愈、镇痛的功能，能促进上皮细胞、成纤维细胞等多种细胞分裂和胞外基质生长，明显加速创面的愈合并减少疤痕形成，在医疗领域常用作功能性敷料。专利CN100443123C公开的壳聚糖敷料含有壳聚糖和中药提取物或壳聚糖衍生物或金属离子，可止血、抑菌，但吸液性差、愈合质量不佳；专利CN102335451A公开的敷料由水溶性甲壳素和甲基双胍制成，具有镇痛、促进创面愈合和抑菌的作用，但理化和力学性能难以满足临床需求；专利CN2400080Y采用甲壳质纤维水刺无纺布作为功能层，伤口护理效果比普通棉纱布优质，但引导伤口再生修复能力仍不理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种，以解决现有技术中创伤修复产品功能单一、愈合质量不佳、临床应用有限以及引导伤口再生修复能力不理想等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种仿生创伤修复膜，该仿生创伤修复膜的材料包括水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质，且水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10～50:1。

进一步地，仿生创伤修复膜的材料仅包括水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质；水溶性壳聚糖的分子量≥150kDa，脱乙酰度为15～98％，取代度≥0.8；优选水溶性壳聚糖的分子量为200～500kDa，脱乙酰度为15～95％，取代度≥0.85。

进一步地，水溶性壳聚糖选自羧甲基壳聚糖/甲壳素、羟乙基壳聚糖/甲壳素、羟丙基壳聚糖/甲壳素、羟丁基壳聚糖/甲壳素、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸盐和壳聚糖硫酸酯中的一种或多种。

进一步地，经过脱细胞处理的天然生物基质选自脱细胞动物小肠粘膜下层、脱细胞真皮基质和脱细胞羊膜中的一种或多种。

进一步地，脱细胞动物小肠粘膜下层中的动物选自猪、牛或羊，脱细胞真皮基质选自脱细胞猪皮基质、脱细胞牛皮基质和脱细胞羊皮基质中的一种或多种。

进一步地，水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10～20:1。

根据本发明的另一方面，提供了一种仿生创伤修复膜的制备方法，制备方法包括以下步骤：S1，配制水溶性壳聚糖溶液，作为第一溶液；S2，制备经过脱细胞处理的天然生物基质的匀浆液，作为第二浆液；S3，将第一溶液和第二浆液混合，将混合浆液依次进行冻干和加压处理，得到上述任一种仿生创伤修复膜

进一步地，步骤S1包括：在无菌条件下，向水溶性壳聚糖中添加生理缓冲液，经过搅拌混匀并去除气泡，得到浓度为1.5～3wt％、pH为6.8～7.2的第一溶液。

进一步地，步骤S2包括：在无菌条件下，将天然生物基质进行脱细胞处理，得到经过脱细胞处理的天然生物基质；再经过离心处理，得到第二浆液。

进一步地，步骤S3包括：S31，将第一溶液和第二浆液进行混合，并去除气泡，得到混合溶液；S32，将混合溶液置于模具中冻干，得到冻干物；S33，将冻干物压制成膜状，得到仿生创伤修复膜。

应用本发明的技术方案，采用水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质为材料制备仿生创伤修复膜，水溶性壳聚糖优良的生物相容性和成膜性，使其足以模拟人体皮肤组织的生理环境，进而直接参与创面愈合的三个阶段。天然生物基质的各种活性因子和人体内正常比例相似，可协同作用促进组织愈合和组织再生。因此，该仿生创伤修复膜具有良好的结构仿生和功能仿生，既可止血、促愈合和抑菌，还可有效诱导组织的仿生修复、减少瘢痕化修复，改善愈后质量。与此同时，将水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的重量比控制在10～50:1，一方面能够有效地促进创伤愈合，另一方面又避免了因创伤部分机体组织过度增生而引起较深的瘢痕。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例1所示仿生创伤修复膜的体外细胞实验的修复效果图；以及

图2示出了对比例1所示仿生创伤修复膜的体外细胞实验的修复效果图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术中所描述的，现有技术中的创伤修复产品存在功能单一、愈合质量不佳、临床应用有限以及引导伤口再生修复能力不理想等问题。为了解决上述问题，本申请提供了一种仿生创伤修复膜，该仿生创伤修复膜的材料包括水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质，且水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10～50:1。

根据本申请提供的仿生创伤修复膜，采用水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质作为该仿生创伤修复膜的材料，由于水溶性壳聚糖优良的生物相容性和成膜性，使其足以模拟人体皮肤组织的生理环境，进而直接参与创面愈合的三个阶段，天然生物基质的各种活性因子和人体内正常比例相似，可协同作用促进组织愈合和组织再生，而且经过脱细胞处理后，天然生物基质本身的抗原性很低，几乎不引起宿主的排斥反应。天然生物基质与水溶性壳聚糖复合后，可更有效地改善创伤修复膜的结构仿生性和功能仿生性，模拟天然细胞基质微环境，诱导创伤的仿生型再生修复，减少病理性修复、提高愈后质量。与此同时，将水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的重量比控制在10～50:1，一方面能够有效地促进创伤愈合，另一方面又避免了因创伤部分机体组织过度增生而引起较深的瘢痕。且本发明提供的仿生增强型创伤修复膜最终呈现剂型为膜剂，具有更高的力学性能，可满足更复杂手术操作的需求。

在一种优选的实施例中，上述仿生创伤修复膜的材料仅包括水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质。仅选用水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质作为该仿生创伤修复膜的材料，不引入任何其他成分或工艺，使得交叉污染风险低、无残留风险，生产周期短，风险可控，成本低廉，质量稳定。优选地，水溶性壳聚糖的分子量≥150kDa，脱乙酰度为15～98％，取代度≥0.8。上述参数范围内的水溶性壳聚糖具有较高的溶解度和较高的生物活性，更容易被生物体吸收利用，进而增强仿生创伤修复膜的促愈合效果。更优选水溶性壳聚糖的分子量为200～500kDa，脱乙酰度为15～95％，取代度≥0.85。

优选地，上述水溶性壳聚糖选自羧甲基壳聚糖/甲壳素、羟乙基壳聚糖/甲壳素、羟丙基壳聚糖/甲壳素、羟丁基壳聚糖/甲壳素、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸盐和壳聚糖硫酸酯中的一种或多种。上述各种水溶性壳聚糖来源广且易于获得，通过上述原材料制备仿生创伤修复膜，能够更迅速高效地杀灭人体表面的各种细菌，并能够更有效地清除腐败物质，促进表皮细胞的优化与生长，达到迅速高效止血杀菌、促进愈合、抑制疤痕增生的效果。

为了降低仿生创伤修复膜与人体的排斥反应，进一步增强功能仿生和结构仿生效果，在一种优选的实施例中，经过脱细胞处理的天然生物基质选自脱细胞动物小肠粘膜下层、脱细胞真皮基质和脱细胞羊膜中的一种或多种。上述各脱细胞天然生物基质与细胞亲和力良好，可以更有效地传递分子和细胞信息，引导组织重建、塑形。

优选地，脱细胞动物小肠粘膜下层中的动物选自猪、牛或羊，脱细胞真皮基质选自脱细胞猪皮基质、脱细胞牛皮基质和脱细胞羊皮基质中的一种或多种。

通过控制水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的比例，能够进一步增强该仿生创生修复膜的止血、促愈合、抑菌、诱导组织的仿生修复、减少瘢痕化修复和改善愈后质量效果，在一种优选的实施例中，水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10～20:1。

另一方面，本申请提供了一种仿生创伤修复膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1，配制水溶性壳聚糖溶液，作为第一溶液；S2，制备经过脱细胞处理的天然生物基质的匀浆液，作为第二浆液；S3，将第一溶液和第二浆液混合，将混合浆液依次进行冻干和冷冻加压处理，得到上述任一种仿生创伤修复膜。

根据本申请提供的仿生创伤修复膜的制备方法，通过将水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质充分混匀后，经过冷冻加压成型工艺制备为膜型，增加了该仿生创伤修复膜的力学性能，能够满足复杂手术操作的需求。除此之外，由于水溶性壳聚糖优良的生物相容性和成膜性，使其足以模拟人体皮肤组织的生理环境，进而直接参与创面愈合的三个阶段，天然生物基质的各种活性因子和人体内正常比例相似，可协同作用促进组织愈合和组织再生，而且经过脱细胞处理后，天然生物基质本身的抗原性很低，几乎不引起宿主的排斥反应。因此，该制备方法得到的仿生创伤修复膜具有良好的结构仿生和功能仿生，既可止血、促愈合和抑菌，还可有效诱导组织的仿生修复、减少瘢痕化修复，改善愈后质量。

在一种优选的实施例中，步骤S1包括：在无菌条件下，向水溶性壳聚糖中添加生理缓冲液，经过搅拌混匀并去除气泡，得到浓度为1.5～3wt％、pH为6.8～7.2的第一溶液。在上述参数范围内，水溶性壳聚糖充分分散于第一溶液中，且该pH范围与人体皮肤组织的生理环境也更为相似，可以进一步促进愈合效果。

在一种优选的实施例中，步骤S2包括：在无菌条件下，将天然生物基质进行脱细胞处理，得到经过脱细胞处理的天然生物基质；再经过离心处理，得到所述第二浆液。在上述参数范围内，经过脱细胞处理的天然生物基质充分分散于第一溶液中，有利于提高最终得到的仿生创伤修复膜的稳定性，增强其应用效果。

在冻干状态下，采用冷冻加压方式压制成均匀膜状，可以得到力学性能增强的仿生创伤修复膜，扩大该仿生创伤修复膜的应用领域，在一种优选的实施例中，步骤S3包括：S31，将第一溶液和第二浆液进行混合，并去除气泡，得到混合溶液；S32，将混合溶液置于模具中冻干，得到冻干物；S33，将冻干物压制成膜状，得到仿生创伤修复膜。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

在无菌条件下，将100g羧甲基壳聚糖(分子量为200kDa，脱乙酰度为15％，取代度为0.8)加入生理缓冲液中，搅拌均匀后去除气泡，得到浓度为2wt％、pH为7的羧甲基壳聚糖溶液；同样在无菌条件下，取10g新鲜制备的脱细胞羊小肠粘膜下层，制备匀浆液。再将制备的羧甲基壳聚糖溶液和脱细胞羊小肠粘膜下层浆液混合，去除气泡后倒入模具中，冷冻干燥除去水分得到冻干物，然后在冻干状态下，采用冷冻加压方式将冻干物压成均匀膜状，得到仿生创伤修复膜。采用该仿生创伤修复膜的修复效果图如图1所示。创伤修复试验结果图表1所示。

实施例2

与实施例1不同的是，羧甲基壳聚糖与脱细胞羊小肠粘膜下层的重量比为20:1。

实施例3

与实施例1不同的是，羧甲基壳聚糖与脱细胞羊小肠粘膜下层的重量比为50:1。

实施例4

与实施例1不同的是，羧甲基壳聚糖的分子量为150，脱乙酰度为95％。

实施例5

与实施例1不同的是，羧甲基壳聚糖的分子量为500，脱乙酰度为98％，取代度为0.85。

实施例6

与实施例不同的是，羧甲基壳聚糖的分子量为100，脱乙酰度为10％，取代度为0.7。

实施例7

与实施例不同的是，将脱细胞羊小肠粘膜下层替换为脱细胞猪皮基质。

对比例1

与实施例不同的是，羧甲基壳聚糖与脱细胞羊小肠粘膜下层的重量比为1:1。采用该仿生创伤修复膜的修复效果图如图2所示。

伤口愈合试验

选取相同体重的实验小白鼠8只，用盐酸氯胺酮注射麻醉，在小白鼠背部一侧减去一个大小为2cm×2cm的正方形皮肤全层，不伤及脊柱旁和肌肉上的脂肪和筋膜，用生理盐水清洗伤口后，将上述不同实施例和对比例制备的仿生创伤修复膜覆盖在伤口上。

每日换修复膜一次，同时观察伤口是否有出血、渗出液、化脓和结痂，连续观察7日，结果如表1所示：

表1

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：应用本发明的技术方案，采用水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的天然生物基质作为该仿生创伤修复膜的材料，由于水溶性壳聚糖优良的生物相容性和成膜性，使其足以模拟人体皮肤组织的生理环境，进而直接参与创面愈合的三个阶段，天然生物基质的各种活性因子和人体内正常比例相似，可协同作用促进组织愈合和组织再生，而且经过脱细胞处理后，天然生物基质本身的抗原性很低，几乎不引起宿主的排斥反应。天然生物基质与水溶性壳聚糖复合后，可更有效地改善创伤修复膜的结构仿生性和功能仿生性，模拟天然细胞基质微环境，诱导创伤的仿生型再生修复，减少病理性修复、提高愈后质量。与此同时，将水溶性壳聚糖和经过脱细胞处理的重量比控制在10～50:1，一方面能够有效地促进创伤愈合，另一方面又避免了因创伤部分机体组织过度增生而引起较深的瘢痕。此外，该仿生创伤修复膜的配方简单，不引入任何其他成分或工艺，交叉污染风险低、无残留风险，生产周期短，风险可控，成本低廉，质量稳定；而且通过冷冻加压成型工艺制备为膜型，增加了该仿生创伤修复膜的力学性能，能够满足复杂手术操作的需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种仿生创伤修复膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1，配制水溶性壳聚糖溶液，作为第一溶液；

S2，制备经过脱细胞处理的天然生物基质的匀浆液，作为第二浆液；

S3，将所述第一溶液和所述第二浆液混合，将混合浆液依次进行冻干和加压处理，得到所述仿生创伤修复膜；

其中，所述水溶性壳聚糖的分子量为200~500kDa，脱乙酰度为15~95%，取代度≥0.85；所述水溶性壳聚糖和所述经过脱细胞处理的天然生物基质的重量比为10~20:1；所述水溶性壳聚糖选自羧甲基壳聚糖/甲壳素、羟乙基壳聚糖/甲壳素、羟丙基壳聚糖/甲壳素、羟丁基壳聚糖/甲壳素、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸盐和壳聚糖硫酸酯中的一种或多种；所述经过脱细胞处理的天然生物基质选自脱细胞动物小肠粘膜下层、脱细胞真皮基质和脱细胞羊膜中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：在无菌条件下，向所述水溶性壳聚糖中添加生理缓冲液，经过搅拌混匀并去除气泡，得到浓度为1.5~3wt%、pH为6.8~7.2的所述第一溶液。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：在无菌条件下，将天然生物基质进行脱细胞处理，得到所述经过脱细胞处理的天然生物基质；再经过离心处理，得到所述第二浆液。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31，将所述第一溶液和所述第二浆液进行混合，并去除气泡，得到所述混合溶液；

S32，将所述混合溶液置于模具中冻干，得到冻干物；

S33，将所述冻干物压制成膜状，得到所述仿生创伤修复膜。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱细胞动物小肠粘膜下层中的动物选自猪、牛或羊，所述脱细胞真皮基质选自脱细胞猪皮基质、脱细胞牛皮基质和脱细胞羊皮基质中的一种或多种。

6.一种仿生创伤修复膜，其特征在于，由权利要求1至5中任一项所述的制备方法制备得到。

Images