CN109505124A - 一种抗菌棉补片及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌棉补片及其制备和应用，补片为乙酰乙酸化棉织物表面键合庆大霉素。制备：以乙酰乙酸化棉织物纤维素为原料，将其浸泡在庆大霉素水溶液中，调整pH，搅拌反应，洗涤后处理，即得。将该抗菌材料与传统聚丙烯补片缝合联用，在腹壁损伤中具有一定的临床使用价值。

Description

一种抗菌棉补片及其制备和应用
技术领域
本发明属于纤维素基伤口补片及其制备和应用领域，特别涉及一种抗菌棉补片及其制备和应用。
背景技术
目前，由于各种原因造成的腹壁缺损在临床上很常见，主要原因有外力创伤或腹壁缺损或腹壁肿瘤切除造成的原发性大面积腹壁缺失，也可由手术切口或造口造成疝，以及疝修补失败合成材料修补术后感染复发等继发形成。目前临床治疗腹壁缺损的有效手段是人工合成的高分子材料补片，例如聚丙稀、聚酯、聚四氟乙烯和其他一些可吸收的材料或复合性材料，这些材料在临床使用中起到了一定的治疗、修复作用，但均存在或多或少的问题，植入的补片有利于细菌的黏附易造成以材料为中心的感染，而一旦产生细菌性生物膜，一般的抗菌治疗难以奏效，因此如何预防生物膜的产生，是解决人工植入材料感染的关键问题。其中，对补片进行抗菌修饰，从而达到对环境中的细菌的杀灭和预防术后感染的目的，为腹壁损伤临床治疗提供新的思路。
研究表明，目前常用的抗菌修饰剂主要有抗生素，金属纳米粒子，抗菌酶等，其中抗生素，是指由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质，凭借其优异的抗菌效果备受关注。庆大霉素(正泰霉素)系属氨基糖苷类抗生素，主要用于治疗细菌感染，尤其是革兰氏阴性菌引起的感染，庆大霉素能与细菌核糖体30s亚基结合，阻断细菌蛋白质合成，临床多用于大肠杆菌、痢疾杆菌、肺炎克雷白杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌等革兰阴性菌引起的系统或局部感染，但有研究报道庆大霉素大剂量使用易引起肾功能减退，耳毒性突出，导致组织水肿，限制了庆大霉素口服与注射的使用。然而通过一定的化学手段将其固定于材料基质表面，可完全避免此问题的出现，达到表面抗菌抗感染的效果。
以棉织物为代表的纤维素材料，作为一种天然高分子聚合物，具有良好的生物相容性，易于生物降解，其加工产品在医疗、环保、包装、建筑等方面有广泛的应用。为了满足性能需求，往往利用分子链上的羟基对纤维素材料进行改性。例如，乙酰乙酸化棉织物将反应性β-二酮官能团引入材料表面，赋予材料可后修饰的活性位点，易于被含有氨基，醛基等的功能性分子修饰，提高传统材料附加值。目前对疝气补片进行抗菌修饰的主要方法有：纳米银涂层(CN103893830B)，复乳溶剂挥发法制备微球包裹抗生素后固载(CN103263693A)，将抗生素结合在静电纺丝中形成补片膜(CN107019815A)，在疝气补片中添加脂质体层负载抗生素(CN108066043A)等，这些方法都能够有效地对疝气补片进行抗菌修饰，但是缺陷在于抗生素容易从载体中游离，植入人体后进入组织间液或者血液，从而对肝肾功能产生损伤，并且可能导致细菌耐药性的产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌棉补片及其制备和应用，克服现有技术中植入的补片有利于细菌的黏附易造成以材料为中心的感染，而一旦产生细菌性生物膜，一般的抗菌治疗难以奏效的技术缺陷，该方法利用乙酰乙酸化棉织物与庆大霉素以共价烯胺键结合，在织物表面形成接触性杀菌层，形成无毒的生物相容聚合物并覆盖在补片表面，具有优良的抗菌性能，同时该材料与聚丙烯材料复合使用可作为抗菌抗感染腹壁损伤补片，在临床应用中具有一定的前景。
本发明的一种抗菌棉补片，所述补片为乙酰乙酸化棉织物表面键合庆大霉素。
本发明所述键合为庆大霉素与乙酰乙酸化棉织物以共价烯胺键结合，固定在织物表面。
所述乙酰乙酸化棉织物为：以乙酰乙酸化纤维素及其衍生物为主要成分的织物；庆大霉素为硫酸庆大霉素(正泰霉素，艮他霉素)。
所述织物为机织物，针织物，无纺布中的一种。
本发明的一种所述抗菌棉补片的制备方法，包括：
将乙酰乙酸化棉织物完全浸没于庆大霉素溶液中，调节pH，搅拌反应，洗涤，烘干，即得抗菌棉补片。
上述制备方法的优选方式如下：
所述乙酰乙酸化棉织物、庆大霉素的质量比为1:0.01-1:0.5。
所述庆大霉素溶液的浓度为0.5-4g/L。
所述调节pH采用氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的至少一种，其中氢氧化钠或氢氧化钾溶液的质量分数为5～20％，调节pH为7.0-10.0。
所述中调节pH采用氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的至少一种，其中溶液的质量分数为5～20％所述搅拌反应为：20-60℃下搅拌反应1-6h。
所述洗涤为采用洗涤试剂洗涤纯化1-2h，其中洗涤试剂为水，甲醇，乙醇，丙酮中的一种或几种。
所述烘干条件为真空干燥：60-80℃条件下，干燥时间为4-24h。
本发明的一种抗菌棉补片的应用，如作为感染型腹壁缺损抗菌棉敷料的应用。
有益效果
本发明方法以具有反应活性的乙酰乙酸化棉织物为原料，在温和的条件下，庆大霉素分子上的氨基与织物上的乙酰乙酸基以烯胺键结合，可制得具有抗菌活性的纤维素材料，测得该材料对革兰氏阳性细菌(金黄色葡萄球菌)，革兰氏阴性细菌(大肠杆菌)均具有99.99％的抗菌活性，该抗菌棉经过10次洗涤后，仍然具有99％以上的抗菌活性。
将该抗菌材料与传统聚丙烯补片缝合联用，作为抗菌抗感染腹壁损伤补片(参见附图3-5)，该补片能够显著促进腹壁缺损的形态学恢复，并且抑制再生组织与肠道组织的黏连纤维化。
附图说明
图1为本发明中制备庆大霉素修饰乙酰乙酸化纤维素材料方法示意图；
图2为实施例1中制备庆大霉素修饰乙酰乙酸化棉织物红外光谱图；
图3中A，GEM+PP抗菌补片修复3月后SD大鼠腹壁缺损再生大体观；B，Non-GEM+PP补片修复3月后SD大鼠腹壁缺损再生大体观；C，GEM+PP抗菌补片修复3月后再生腹壁组织大体观；D，Non-GEM+PP补片修复3月后再生腹壁组织大体观；
图4中A，GEM+PP抗菌补片与Non-GEM+PP补片修复3月后SD大鼠腹腔器官大体观，以及再生腹壁组织与腹腔器官黏连程度；B，GEM+PP抗菌补片与Non-GEM+PP补片修复3月后SD大鼠再生腹壁组织与腹腔器官黏连评分；C，GEM+PP抗菌补片与Non-GEM+PP补片修复3月后SD大鼠再生腹壁组织与腹腔器官黏连面积，其纵坐标为黏连评分；
图5为GEM+PP抗菌补片与Non-GEM+PP补片修复3月后SD大鼠谷丙转氨酶(A)、谷丙转氨酶(B)、血清肌酐水平(C)、血尿素氮(D)水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)称取乙酰乙酸化棉织物10g，置于100mL，1wt％(质量百分比)的庆大霉素水溶液中，用1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，在30℃下磁力搅拌4h。
(2)待(1)反应结束后，将改性棉织物取出用无水乙醇洗涤1h后，60℃真空干燥24h,即得到庆大霉素修饰的乙酰乙酸化棉织物，根据GB/T 20944.3-2008，测得该材料对革兰氏阳性细菌(金黄色葡萄球菌)，革兰氏阴性细菌(大肠杆菌)均具有99.99％的抗菌活性。
实施例2
选取200g-250g的SD雄性大鼠8只，使用30mg/kg苯巴比妥，剃毛。固定于小动物试验台，使用碘伏消毒，铺无菌洞巾。小鼠剑突下1cm处纵形切开皮肤6cm，暴露腹直肌。切开全层腹壁，构建2*2cm的腹壁全层缺损。
分别使用实施例(1)制备的庆大霉素修饰的抗菌棉与聚丙烯补片缝合(GEM+PP)和未处理的聚丙烯补片(Non-GEM+PP)对照组。4周后取材观察。
如图3，GEM+PP组均未出现感染、切口裂开等情况，PP对照组补片周围仍然存在明显的感染。
如图4，PP对照组的腹腔粘连严重，GEM+PP组粘连分数和粘连面积都显著减小。由于抗菌补片可以有效控制感染，使得腹腔内未出现严重感染，粘连减轻。
庆大霉素在临床应用最主要的障碍是它的肝肾毒性，尤其是肾毒性，本材料的优势就是不会释放庆大霉素入血，减少对肝肾的损伤，在生化指标中可以发现如图5所示。GEM+PP组的血清中的谷丙转氨酶(A)和谷草转氨酶(B)均显著高于Non-GEM+PP对照组，所以该材料补片并不会对肝功能造成影响。而肾功能方面，和Non-GEM+PP对照组的血清尿素氮和血清肌酐均无显著差异，证明该材料并没有肾毒性。

Claims (10)

1.一种抗菌棉补片，其特征在于，所述补片为乙酰乙酸化棉织物表面键合庆大霉素。
2.根据权利要求1所述补片，其特征在于，所述乙酰乙酸化棉织物为：以乙酰乙酸化纤维素及其衍生物为主要成分的织物；庆大霉素为硫酸庆大霉素。
3.根据权利要求2所述补片，其特征在于，所述织物为机织物，针织物，无纺布中的一种。
4.一种权利要求1所述抗菌棉补片的制备方法，包括：
将乙酰乙酸化棉织物完全浸没于庆大霉素溶液中，调节pH，搅拌反应，洗涤，烘干，即得抗菌棉补片。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述乙酰乙酸化棉织物、庆大霉素的质量比为1:0.01-1:0.5。
6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述调节pH采用氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的至少一种，调节pH为7.0-10.0。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述搅拌反应为：20-60℃下搅拌反应1-6h。
8.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述洗涤为采用洗涤试剂洗涤纯化1-2h，其中洗涤试剂为水，甲醇，乙醇，丙酮中的一种或几种。
9.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述烘干条件为真空干燥：60-80℃条件下，干燥时间为4-24h。
10.一种抗菌棉补片的应用。
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