CN110152051A - 一种吸水烧创伤抗菌敷料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

一种吸水烧创伤抗菌敷料及其制备方法和用途。该敷料是由壳聚糖作为骨架、结合抗菌剂缓释载体的超吸水聚合物作为支链、支链间由柔性结构的大分子或聚合物作为交联剂的立体网状多孔海绵，在抗菌剂缓释载体上负载抗菌剂；抗菌敷料中壳聚糖、超吸水聚合物、抗菌剂缓释载体、交联剂、抗菌剂的重量比为：(0.6～2)∶(40～60)∶(0.6～25)∶(0.1～10)∶(1～10)。该敷料具有吸水性、保湿性、透气性、阻隔性、长效抗菌性、止血作用、高强度和易揭性，是具有广谱抗菌效果的新型抗菌复合型敷料。该敷料可通过一锅法制备完成，制备工艺简单、成本低廉、治疗效果突出、安全性好，具有显著的医用价值和产业化潜力。

Description

一种吸水烧创伤抗菌敷料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种吸液保湿抗菌促愈的生物材料，具体涉及一种感染性创面用吸水高分子水凝胶抗菌敷料。
背景技术
皮肤是人体最大的器官，它不仅能够通过防止水分蒸发维持新陈代谢，并在抵抗诸如紫外线、化学物质和外来微生物等有害环境中发挥重要的作用。然而创伤、烧伤等常导致组织细胞坏死，皮肤的防御功能遭到破坏，创面感染是其最常见的并发症及导致愈合延迟的主要原因。对于治疗烧伤创面外用药具有用药次数多，用药量也大的特点，往往会引起局部或全身的毒副作用，甚至造成内脏的损害。烧创伤创面往往面积较大，且伴有大量组织液渗出，并容易继发细菌感染，造成创面修复困难，严重的可引起菌血症、败血症，对患者生命造成威胁。烧伤创面需要合适的敷料予以覆盖。理想的烧伤敷料应该具备以下特性：(1)吸水性，吸收多余的渗出物，减少细菌滋生；(2)保湿性，使接触面保持一定的湿度，从而有利于加速上皮组织形成，减轻疼痛并分解坏死组织；(3)透气性，有利于创面组织修复；(4)阻隔性，能够阻隔环境中的细菌和有害微粒接触创面；(5)保温性，使伤口表面温度保持在37℃左右，有利于肉芽组织的形成和各种酶和免疫细胞发挥作用；(6)抗菌性，可杀菌或抑菌，预防和控制创面感染；(7)止血作用，控制创面渗血；(8)易揭性，去除敷料时不会与伤口发生粘连，不会破坏新生上皮组织，减少疼痛；(9)长效性，可持续有效发挥作用3天以上，减少换药频率。
良好的创伤敷料对于感染创面进行有效的治疗显得尤为重要。理想的创伤敷料应该具有良好保持水分、电解质平衡、止血、止痛、良好的抗菌性能和促进创面愈合的功能。创面敷料大致可分为传统敷料、生物敷料和合成敷料。传统敷料如消毒纱布等不能持久保持创面湿润，而且浸透的敷料容易使病原体通过，引起继发感染。另外，敷料纤维易脱落造成异物反应，揭除时因与创面粘连造成新生表皮损伤，既影响创面愈合，又给患者造成痛苦。生物敷料主要包括异体皮、异种皮、羊膜类、动物腹膜、胶原膜、甲壳素敷料等，其中异体皮来源有限，异种皮和动物羊膜、腹膜类免疫排斥反应重，胶原膜、丝素蛋白和甲壳素类则因加工技术较为成熟，改性手段丰富，容易规模化生产而展现出更好的应用潜能。合成敷料用高分子材料制成，如聚氨酯、聚乙烯醇等，可制成薄膜、海绵或水凝胶等，这类材料大多有较好的屏障作用，但对创面组织再生无明显促进作用。尽管有些创面敷料在临床上应用，例如Syvek-Patch，Chitopack C，Tegasorb，HemCon Bandage，and KytoCel等商品化的敷料应用在临床，但是抗菌效果有限，对于感染性创面治疗效果不佳。纳米银类敷料虽然具有广谱抗菌效果，但是银本身的毒性使其在临床应用受到很大限制。
发明内容
针对现有急救止血产品的不足，本发明设计了一种聚丙烯酸钠接枝壳聚糖，并负载广谱抗菌药物的新型抗菌复合型敷料。该敷料具有吸水性、保湿性、透气性、阻隔性、长效抗菌性、止血作用和易揭性。
为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：
一种吸水烧创伤抗菌敷料，由壳聚糖作为骨架、结合抗菌剂缓释载体的超吸水聚合物作为支链、支链间由柔性结构的大分子或聚合物作为交联剂的立体网状多孔敷料，在抗菌剂缓释载体上负载抗菌剂；抗菌敷料中壳聚糖、超吸水聚合物、抗菌剂缓释载体、交联剂、抗菌剂的重量比为：(0.6～2)∶(40～60)(0.6～25)∶(0.1～10)∶(1～10)；其中，
壳聚糖为丙烯酸酐类化合物修饰的壳聚糖；
超吸水聚合物为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚乙烯醇；
抗菌剂缓释载体为丙烯酸酐类化合物修饰的环糊精及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮、丙烯酸酐类化合物修饰的淀粉及其衍生物和丙烯酸酐类化合物修饰的纤维素及其衍生物中的一种或几种；
交联剂为甲基丙烯酸酐封端的聚乙二醇、丙烯酸酐封端的聚乙二醇、马来酸酐封端的聚乙二醇、衣康酸酐封端的聚乙二醇、N′N-二甲基丙烯酰胺、甲醛和戊二醛中的一种或几种；
抗菌剂为抗生素类和非抗生素类抗菌剂中的一种或几种。
如上所述的吸水烧创伤抗菌敷料，优选地，
所述壳聚糖为经过甲基丙烯酸酐修饰的甲基丙烯酸酐封端壳聚糖、经过丙烯酸酐修饰的丙烯酸酐封端壳聚糖、经过马来酸酐修饰的马来酸酐封端壳聚糖、和经过衣康酸酐修饰的衣康酸酐封端壳聚糖中的一种或几种；
所述丙烯酸酐类化合物为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐或衣康酸酐。
如上所述的吸水烧创伤抗菌敷料，优选地，
所述抗菌素类药物选自氨基糖甙类抗生素类、抗真菌抗生素类、头孢菌素类、β-内酰胺抗生素类、氯霉素、大环内酯类、青霉素、四环素、杆菌肽、克林霉素、多粘菌素E甲磺酸钠、多粘菌素b硫酸盐、万古霉素、抗病毒剂、喹诺酮类、磺胺类、砜类、呋喃唑酮、甲硝唑、喷他眯、微晶氨苯磺胺、加替沙星和/或磺胺甲基异恶唑/甲氧苄啶；
所述非抗菌素抗感染药物选自碘、银离子、洗必泰和/或抗微生物肽。
如上所述的吸水烧创伤抗菌敷料，优选地，所述敷料还包括增塑剂、乳化剂和/或抗氧化剂。
另一方面，本发明提供一种吸水烧创伤抗菌敷料的制备方法，该方法包括如下步骤：
I.将壳聚糖、超吸水聚合物单体、交联剂和抗菌剂缓释载体混合，然后加入过硫酸铵和制孔剂，50～150℃进行自由基聚合反应；
II.将步骤I获得的敷料用乙醇溶液清洗，除去溶剂后浸泡于含抗菌药物的溶液中，获得吸水烧创伤抗菌敷料；
上述步骤中，壳聚糖、超吸水聚合物单体、抗菌剂缓释载体、抗菌剂、交联剂、过硫酸铵与制孔剂的质量比为1∶(50～150)∶(1～32)∶(1～10)∶(1～5)∶(0.5～5)∶(10～20)；
该壳聚糖为丙烯酸酐类化合物修饰的壳聚糖；
超吸水聚合物单体为丙烯酸钠、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和/或乙烯醇；
抗菌剂缓释载体为丙烯酸酐类化合物修饰的环糊精及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮、丙烯酸酐类化合物修饰的淀粉及其衍生物和丙烯酸酐类化合物修饰的纤维素及其衍生物中的一种或几种；
交联剂为甲基丙烯酸酐封端的聚乙二醇、丙烯酸酐封端的聚乙二醇、马来酸酐封端的聚乙二醇和衣康酸酐封端的聚乙二醇中的一种或几种；
抗菌剂为抗生素类和非抗生素类抗菌剂中的一种或几种。
如上所述的制备方法，优选地，所述步骤I的具体操作如下：在盐冰浴条件下，向浓度为20～50wt％的NaOH水溶液中加入等摩尔的丙烯酸，室温下加入壳聚糖、抗菌剂缓释载体和交联剂，搅拌1～3h，然后加入过硫酸铵和20～50wt％的NaHCO3，搅拌得到白色乳液，加入磨具中，50～150℃反应10～30min，得到白色多孔敷料。
又一方面，本发明提供一种吸水烧创伤抗菌敷料，其是采用如上所述方法制备的。
再一方面，本发明提供如上所述的吸水烧创伤抗菌敷料在制备用于大面积烧伤、大面积创伤、深度烧创伤、大面积感染创面、耐药性菌株创面、大面积耐药性菌株创面的抗菌敷料中的应用。
本发明所述的丙烯酸酐类化合物优选为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐或衣康酸酐。
壳聚糖优选为经过甲基丙烯酸酐修饰的甲基丙烯酸酐封端壳聚糖、经过丙烯酸酐修饰的丙烯酸酐封端壳聚糖、经过马来酸酐修饰的马来酸酐封端壳聚糖和经过衣康酸酐修饰的衣康酸酐封端壳聚糖中的一种或几种。
本发明所用的抗菌剂缓释载体优选为甲基丙烯酸酐封端的环糊精、丙烯酸酐封端的环糊精、马来酸酐封端的环糊精或衣康酸酐封端的环糊精。
本发明所用的抗菌素类药物优选为氨基糖甙类抗生素类、抗真菌抗生素类、头孢菌素类、β-内酰胺抗生素类、氯霉素、大环内酯类、青霉素、四环素、杆菌肽、克林霉素、多粘菌素E甲磺酸钠、多粘菌素b硫酸盐、万古霉素、抗病毒剂、喹诺酮类、磺胺类、砜类、呋喃唑酮、甲硝唑、喷他眯、微晶氨苯磺胺、加替沙星和/或磺胺甲基异恶唑/甲氧苄啶；所述非抗菌素抗感染药物优选为碘、银离子、洗必泰和/或抗微生物肽。
本发明所用的增塑剂优选为甘油、丙二醇或山梨醇。
本发明所用的乳化剂优选为司班、吐温或SDS。
本发明所用的聚乙二醇优选为PEG-400，PEG-600，PEG-1500，PEG-4000，PEG-6000，PEG-20000中的一种或几种。
如上所述的制备方法，优选地，所述制孔剂为Na2CO3或NaHCO3。
本发明的吸水烧创伤抗菌敷料是由壳聚糖作为骨架，结合抗菌剂载体的超吸水聚合物作为支链，具有柔性结构的大分子或聚合物作为连接支链的交联剂。柔性交联剂不仅可以将同一壳聚糖骨架上的不同超吸水聚合物支链相互连接，而且可以将不同壳聚糖分子上的超吸水聚合物支链相互连接。因此形成的聚合物为空间立体网状结构。聚合物中的骨架-接枝超吸水聚合物-交联剂三者间全部是由共价键结合，其结构稳定、强度高。由于交联剂为长链柔性结构，该材料具有良好的弹性、韧性和吸水膨胀特性，且分子内网状结构的孔隙度较大，能够在支链上结合大分子的抗菌剂缓释载体。本发明的抗菌剂缓释载体均为环状或螺旋状结构，内部具有疏水性基团，可以结合疏水性抗菌剂。在使用过程中，水凝胶抗菌敷料置于液体环境中，聚合物吸水膨胀，负载的抗菌剂缓慢溶解释放出来。本发明的有益效果在于以下几个方面：
(1)敷料中适当比例的超吸水聚合物有一定吸水锁水作用。其吸水倍率为自重10-100倍，遇水后瞬时吸收。当敷料与体液接触时，材料自身溶胀形成凝胶状，可以有效将创面与外界隔绝，同时具有良好的透气性。敷料通过富含的羟基以氢键与水分子结合，因而具有分子内锁水特性，通过外力不能将吸收的水分挤出。吸水功能有助于创面止血，与血液接触时，血液中的血小板、凝血酶、纤维蛋白等止血成分高度浓缩，从而加速和加强血凝块的形成。同时敷料可吸收多余的渗出物，减少细菌滋生。敷料的锁水作用使接触面保持一定的湿度，从而有利于加速上皮组织形成、减轻疼痛、分解坏死组织，并利于抗菌剂的缓慢释放。
(2)敷料中抗菌剂缓释载体可以大量负载脂溶性抗菌剂，发挥长期缓释抗菌剂和广谱抗菌的作用。
(3)敷料中聚乙二醇作为交联剂，可显著改善材料的力学性状，使得止血敷料柔软有弹性，吸水后变成凝胶状，能保持整体性和机械强度，便于外力施压。
(4)该敷料可与创面紧密贴合，封闭创面，有效杀死环境中的细菌，阻隔有害微粒接触创面，但透气透水，且不会与创面组织粘连。
(5)该吸水烧创伤抗菌敷料可用用于大面积烧伤治疗、大面积创伤治疗、深度烧创伤治疗、大面积感染创面治疗、耐药性菌株创面治疗、大面积耐药性菌株创面治疗等治疗。
(6)本发明的吸水烧创伤抗菌敷料可采用一锅法制备，中间无须分离纯化过程，既节约成本，方便质控，又利于大规模生产。
附图说明
图1为实施例1制备的吸水烧创伤抗菌敷料外观和电镜照片。
图2实施例1-6制备的一种吸水烧创伤抗菌敷料抗菌剂缓释曲线。
图3实施例11中样品1、无菌纱布、纱布负载纳米银在感染性创面治疗中的疗效照片。
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。
实施例1 吸水烧创伤抗菌敷料样品1的制备
以甲基丙烯酸酐(MAA)封端的聚乙二醇(PEG)为交联剂，聚丙烯酸钠作为吸水聚合物，MAA封端的环糊精作为抗菌缓释载体，与MAA封端的壳聚糖(MAACTS)反应，制备壳聚糖衍生树脂，负载广谱抗菌功能杀菌剂碘，其合成工艺流程如下：
步骤1：制备骨架化合物
在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入甲基丙烯酸酐3ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得甲基丙烯酸酐封端的壳聚糖(MAACTS)。
步骤2：制备交联剂
将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入甲基丙烯酸酐5ml，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到甲基丙烯酸封端的PEG-6000白色粉末。
步骤3：制备抗菌剂缓释载体
将1g β-环糊精加入到50ml丙烯酸中，磁力搅拌10min，加入甲基丙烯酸酐1ml，磁力搅拌6h，得到甲基丙烯酸封端的β-环糊精溶液。
步骤4：自由基聚合反应制备具有抗菌剂缓释载体的水凝胶海绵
在盐冰浴中将50g NaOH加入到100ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入100ml丙烯酸(AA)溶液，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，步骤2所得到的白色粉末，和步骤3所得到的混合物，机械搅拌4h。然后向混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10wt％NaHCO3 100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤5：将步骤4中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤6：将步骤5所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，常温真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例2 吸水烧创伤抗菌敷料样品2的制备
步骤1：在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入2wt％马来酸酐(二甲基亚砜作溶剂)15ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得马来酸酐封端的壳聚糖(MCTS)。
步骤2：将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入马来酸酐5g，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到马来酸封端的PEG-6000白色粉末。
步骤3：将1g β-环糊精加入到50ml丙烯酸中，磁力搅拌10min，加入2wt％马来酸酐(二甲基亚砜作溶剂)15ml，磁力搅拌6h，得到马来酸封端的β-环糊精溶液。
步骤4：在盐冰浴中将50g NaOH加入到300ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入100ml丙烯酸(AA)溶液，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，加入步骤2所得到的白色粉末，加入步骤3所得到的混合物，机械搅拌4h。
步骤5：将步骤4混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10％NaHCO3100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤6：将步骤5中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤7：将步骤6所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例3 吸水烧创伤抗菌敷料样品3的制备
步骤1：在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入2wt％衣康酸酐(二甲基亚砜作溶剂)5ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得衣康酸封端的壳聚糖(ICTS)。
步骤2：将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入衣康酸酐5g，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到衣康酸封端的PEG-6000粉末。
步骤3：将1g β-环糊精加入到50ml丙烯酸中，磁力搅拌10min，加入2wt％衣康酸酐(二甲基亚砜作溶剂)5ml，磁力搅拌6h，得到衣康酸封端β-环糊精溶液。
步骤4：在盐冰浴中将50g NaOH加入到100ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入100ml丙烯酸(AA)溶液，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，加入步骤2所得到的白色粉末，加入步骤3所得到的混合物，机械搅拌4h。
步骤5：将步骤4混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10％NaHCO3100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤6：将步骤5中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤7：将步骤6所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，常温真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例4 吸水烧创伤抗菌敷料样品4的制备
步骤1：在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入甲基丙烯酸酐3ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得甲基丙烯酸酐封端的壳聚糖(MAACTS)。
步骤2：将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入甲基丙烯酸酐5ml，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到甲基丙烯酸封端的PEG-6000白色粉末。
步骤3：在盐冰浴中将50g NaOH加入到100ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入50ml丙烯酸(AA)溶液，加入50ml N-乙烯吡咯烷酮，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，加入步骤2所得到的白色粉末，机械搅拌4h。
步骤4：将步骤3获得的混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10％NaHCO3 100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤5：将步骤4中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤6：将步骤5所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，常温真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例5 吸水烧创伤抗菌敷料样品5的制备
步骤1：在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入2wt％马来酸酐(二甲基亚砜作溶剂)15ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得马来酸酐封端的壳聚糖(MCT8)。
步骤2：将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入马来酸酐5g，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到马来酸封端的PEG-6000白色粉末。
步骤3：在盐冰浴中将50g NaOH加入到100ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入50ml丙烯酸(AA)溶液，加入50mlN-乙烯吡咯烷酮，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，加入步骤2所得到的白色粉末，机械搅拌4h。
步骤4：将步骤3获得的混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10％NaHCO3 100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤5：将步骤4中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤6：将步骤5所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例6 吸水烧创伤抗菌敷料样品6的制备
步骤1：在体积分数为2％的壳聚糖溶液100ml中加入2wt％衣康酸酐(二甲基亚砜作溶剂)5ml，机械搅拌120min，搅拌速度为500～1500red/min。获得衣康酸封端的壳聚糖(ICTS)。
步骤2：将5g PEG-6000加入到50ml氯仿中，磁力搅拌30min，加入衣康酸酐5g，磁力搅拌6h，挥发掉氯仿，得到衣康酸封端的PEG-6000白色粉末。
步骤3：在盐冰浴中将50g NaOH加入到100ml去离子水中，机械搅拌。当NaOH溶液降到0℃时，加入50ml丙烯酸(AA)溶液，加入50mlN-乙烯吡咯烷酮，溶液温度控制在60℃以下。当溶液温度降至室温，加入步骤1所得溶液，加入步骤2所得到的白色粉末，机械搅拌4h。
步骤4：将步骤4获得的混合液体中加入过硫酸铵6g，机械搅拌10min，加入10％NaHCO3 100ml，机械搅拌得到白色乳液，加入聚四氟乙烯磨具中，80℃反应20min，液体全部固化，得到白色多孔海绵。
步骤5：将步骤4中获得的海绵依次在60％、70％和80％的乙醇溶液中洗涤4次，然后挥发掉乙醇，得到白色弹性海绵。
步骤6：步骤6所获得海绵加入到0.1％～10％碘酒溶液中浸泡12～24h，常温真空干燥12～18h。包装，裁切，钴60辐照灭菌。
实施例7 物理和结构表征
实施例1-6中获得的吸水烧创伤抗菌敷料呈多孔敷料样结构，选取实施例1进行外观表征(如图1A和图1B所示)，孔隙率在40％-80％之间，孔径大小在100um-2mm之间，孔间存在广泛的交通(如图1B所示)。与体液接触后其孔隙结构迅速将体液吸入孔内，迅速凝胶化，一方面使得孔道壁吸水后增厚并凝胶化，管腔变窄，管壁粘弹性增加；另一方面迅速凝胶化敷料开始缓慢释放碘，起到杀菌和封闭创面作用。
将实施例1-6所制备的吸水烧创伤抗菌敷料样品进行大体结构观察，并采用扫描电镜进行微观结构检查。以样品1为代表，如图1所示，样品皆为柔软的多孔敷料状，有弹性，可卷曲，无异味。电镜下显示相互连通的多孔道结构。
实施例8 吸水性表征
实施例1-6中获得的吸水烧创伤抗菌敷料表征其溶胀动力学。分别准确称取实施例1-6中的试样0.100g，将其浸于去离子水(pH＝7.0)、生理盐水和人工模拟体液中，37℃吸水完全溶胀，吸去表面水分，称取试样吸液后质量，计算样品的吸水倍率。
吸水倍率Q计算公式如下：Q＝(m2-m1)/m1。式中：Q为吸水(盐水)倍率，g/g；m1为吸液前试样质量，g；m2为吸液后试样质量，g。
表1 不同介质吸水倍率
结果如表1所示，样品1-6表现出相近的吸水性，最大吸水倍率在95～110之间；最大吸盐水倍率在60～75之间；最大吸人工模拟体液倍率在30～40之间；最大吸人工模拟体液倍率在10～20之间。
实施例9 抗菌剂缓释功能
实施例1-6中获得的吸水烧创伤抗菌敷料进行缓释检测。分别准确称取实施例1-6中的试样0.100g，37℃将其浸于生理盐水中，于2h、4h、8h、12h、18h、24h、36h和48h分别生理盐水，用电感耦合等离子体光谱仪检测抗菌敷料释放的碘。实施例1-6试样缓释曲线(图2所示)可以看出，实施例1-3中的试样缓碘效果比实施例4-6中的试样好，因为实施例1-3中缓释载体缓释性能优越于实施例4-6中缓释载体。实施例1-6试样前两个小时缓释比较缓慢，在4-12小时出现抗菌解剂突释。因为本发明吸水烧创伤抗菌敷料，覆盖创口48小时，缓释曲线可以看出，1-6试样在48小时还还具有缓释能力，能保证敷料接触创口时持续有效抗菌。
实施例10 体外抗菌性能实验
将实施例1-6所制备的吸水烧创伤抗菌敷料的抗菌活性通过抑菌环法进行测试。使用金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌进行敷料的抗菌活性评估。将70μL细菌悬浮液(1×108CFU/mL)铺在LB琼脂平板上，将无菌纱布、市售抗菌敷料、实施例1-6所制备的吸水烧创伤抗菌敷料放在琼脂表面，37℃孵育12h后，测得抑菌环的直径。表2显示了敷料6种敷料对6种菌株(白色念珠菌，大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌耐药菌株和铜绿假单胞菌耐药菌株)杀伤作用。从抑菌圈大小来分析，本发明的敷料抗菌效果优于市售纳米银敷料。
表2 四种菌株抗菌效果评价
注：不抗菌用“-”；抗菌用“+”表示，其中抑菌圈直径大于5mm用“++”表示。
实施例11 感染性伤口愈合效应体内评估
军事医学科学院实验中心批准体内动物实验。将160只BALB/c小鼠，雄性，每只约重18g±2g，7～10周龄。随机分为8组(每组20只小鼠)，在建立伤口模型当天，腹腔注射戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉小鼠，脱除皮毛，在每只小鼠背部做成Φ1cm全厚伤口，创面上滴加浓度为1×108CFU的铜绿假单胞菌菌液，每个创面100μl，形成感染创面。分别用本发明抗菌敷料1-6、市售纳米银敷料和无菌纱布紧密覆盖创面。每周进行2次更换。
通过BALB/c小鼠感染创面修复情况，对本发明抗菌敷料进行伤口愈合效应的评价。图3展示了本发明实施例1制备的抗菌敷料(A1-A4)、市售纳米银敷料(C1-C4)和无菌纱布(B1-B4)在4，8和14天创面愈合情况。三种敷料治疗下的创面均有不同程度的结痂，并且创面开始收缩。其中本发明抗菌敷料修复的创面收缩较为明显，治疗效果最佳。
8个试样的治疗结果如表3所示，创伤后第4天，本发明抗菌敷料组治疗的伤口达到48.04±3.0％，市售纳米银组和纱布组22.84±2.2％和34.08±2.4％。抗菌敷料组的创面边缘未见红肿发生，市售纳米银组创面边缘红肿较为明显，纱布组仍可见部分感染渗出物。通过对小鼠创伤后第8天创面的观察我们发现，抗菌敷料1-6组愈合率平均以达到68.34±1.55～73.05±1.33％。而纱布-Ag组敷料与创面粘连严重，创面边缘红肿现象最为明显。纱布组肉芽生长明显，仍存在部分炎性渗出物。术后第14天，抗菌敷料1-6组愈合率最佳可以达到99.38±0.74％，市售纳米银组和纱布组分别是89.22±1.3％和66.29±1.05％，此时三组的愈合率具有显著的统计学差异(Table1p＜0.01)，结果说明抗菌敷料组最佳，市售纳米银组次之，纱布组较差。
表3 感染性创面的创面愈合率

Claims (9)

1.一种吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，其是由壳聚糖作为骨架、结合抗菌剂缓释载体的超吸水聚合物作为支链、支链间由柔性结构的大分子或聚合物作为交联剂的立体网状多孔海绵，在抗菌剂缓释载体上负载抗菌剂；抗菌敷料中壳聚糖、超吸水聚合物、抗菌剂缓释载体、交联剂、抗菌剂的重量比为：(0.6～2)∶(40～60)∶(0.6～25)∶(0.1～10)∶(1～10)；其中，
壳聚糖为丙烯酸酐类化合物修饰的壳聚糖；
超吸水聚合物为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚乙烯醇；
抗菌剂缓释载体为丙烯酸酐类化合物修饰的环糊精及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮、丙烯酸酐类化合物修饰的淀粉及其衍生物和丙烯酸酐类化合物修饰的纤维素及其衍生物中的一种或几种；
交联剂为甲基丙烯酸酐封端的聚乙二醇、丙烯酸酐封端的聚乙二醇、马来酸酐封端的聚乙二醇、衣康酸酐封端的聚乙二醇、N′N-二甲基丙烯酰胺、甲醛和戊二醛中的一种或几种；
抗菌剂为抗生素类和非抗生素类抗菌剂中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，所述丙烯酸酐类化合物为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐或衣康酸酐。
3.如权利要求1或2所述的吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，所述壳聚糖为经过甲基丙烯酸酐修饰的甲基丙烯酸酐封端壳聚糖、经过丙烯酸酐修饰的丙烯酸酐封端壳聚糖、经过马来酸酐修饰的马来酸酐封端壳聚糖、和经过衣康酸酐修饰的衣康酸酐封端壳聚糖中的一种或几种。
4.如权利要求1或2所述的吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，
所述抗菌素类药物选自氨基糖甙类抗生素类、抗真菌抗生素类、头孢菌素类、β-内酰胺抗生素类、氯霉素、大环内酯类、青霉素、四环素、杆菌肽、克林霉素、多粘菌素E甲磺酸钠、多粘菌素b硫酸盐、万古霉素、抗病毒剂、喹诺酮类、磺胺类、砜类、呋喃唑酮、甲硝唑、喷他眯、微晶氨苯磺胺、加替沙星和/或磺胺甲基异恶唑/甲氧苄啶；
所述非抗菌素抗感染药物选自碘、银离子、洗必泰和/或抗微生物肽。
5.如权利要求1-4中任一项所述的吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，所述敷料还包括增塑剂、乳化剂和/或抗氧化剂。
6.一种吸水烧创伤抗菌敷料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
I.将壳聚糖、超吸水聚合物单体、交联剂和抗菌剂缓释载体混合，然后加入过硫酸铵和制孔剂，50～150℃进行自由基聚合反应，获得多孔海绵；
II.将步骤I获得的海绵用乙醇溶液清洗，除去溶剂后浸泡于含抗菌药物的溶液中，获得吸水烧创伤抗菌敷料；
以上步骤中，壳聚糖、超吸水聚合物单体、抗菌剂缓释载体、抗菌剂、交联剂、过硫酸铵与制孔剂的质量比为1∶(50～150)∶(1～32)∶(1～10)∶(1～5)∶(0.5～5)∶(10～20)；
该壳聚糖为丙烯酸酐类化合物修饰的壳聚糖；
超吸水聚合物单体为丙烯酸钠、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯和/或乙烯醇；
抗菌剂缓释载体为丙烯酸酐类化合物修饰的环糊精及其衍生物、聚乙烯吡络烷酮、丙烯酸酐类化合物修饰的淀粉及其衍生物和丙烯酸酐类化合物修饰的纤维素及其衍生物中的一种或几种；
交联剂为甲基丙烯酸酐封端的聚乙二醇、丙烯酸酐封端的聚乙二醇、马来酸酐封端的聚乙二醇和衣康酸酐封端的聚乙二醇中的一种或几种；
抗菌剂为抗生素类和非抗生素类抗菌剂中的一种或几种。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I的具体操作如下：在盐冰浴条件下，向浓度为20～50wt％的NaOH水溶液中加入等摩尔的丙烯酸，室温下加入壳聚糖、抗菌剂缓释载体和交联剂，搅拌1～3h，然后加入过硫酸铵和20～50wt％的NaHCO3，搅拌得到白色乳液，加入磨具中，50～150℃反应10～30min，得到白色多孔海绵。
8.一种吸水烧创伤抗菌敷料，其特征在于，其是采用权利要求6或7所述方法制备的。
9.如权利要求1-5或8中任一项所述的吸水烧创伤抗菌敷料在制备用于大面积烧伤、大面积创伤、深度烧创伤、大面积感染创面、耐药性菌株创面、大面积耐药性菌株创面的抗菌敷料中的应用。
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