CN110478524A - 一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料及其制备方法和应用。本发明将全麦面粉紫外照射后,浸泡于具有良好生物相容性的溶剂中,得到全麦面粉溶液;过滤,得到上清液,即可。本发明所有的材料均具有良好的生物相容性、可吸收性等特点;所述创伤涂层材料具有良好的抗氧化能力,可促进毛细血管新生,改善血管微循环,不仅可以加速创面愈合,且具有抑制瘢痕成纤维细胞转化的作用,可以高效抑制瘢痕的形成,从根源上促进创伤修复和抵制疤痕的产生,克服创伤、烧伤、烫伤、手术等原因导致的瘢痕形成治疗过程中存在一定的不良反应及复发等问题;来源于食物全麦面粉,安全性有保障,制备方法简单,绿色安全,易于实现,成本低。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域。更具体地,涉及一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤是人体最大的器官,也是人体抵御外界病原体的第一道屏障。由于皮肤一直暴露在空气中,极其容易受到损伤,如果长时间不愈合会导致难愈合的慢性伤口形成从而影响人们的生活质量,故在发生损伤时需要快速修复。皮肤伤口愈合经历明显的重叠阶段,包括止血、炎症、增殖和重塑。
现治疗创伤的药物,西药常使用有消炎、抗菌、镇痛等作用的药物,如抗生素、银盐等,主要以消炎止痛抗菌为主,但由于存在副作用较大,对深度创伤创面的促进肌肤组织再生能力差、瘢痕修复效果不理想、价格昂贵等缺点,所以其临床应用存在一定的局限性。而中药常使用有消炎、生肌、去热毒等作用的创伤膏,如京万红、美愈伤膏、宝湿润烧伤膏等,但它们均有不少自身的不足,如主要为祖传秘方或临床验方,有较久的使用历史,主要凭借用药经验,缺乏系统的药理研究实验数据论证疗效。当前市场也有一些用于治疗瘢痕的药物,如激素类药物、抗肿瘤药物、P物质抑制剂、细胞因子、免疫抑制剂等。但是这些药物价格昂贵,制作过程繁琐,且效果不一,存在一定程度的不良反应。
小麦作为世界第二大粮食作物,年总产量约6.00×l08t,全球有35%~40%的人口以它为主粮。小麦在很早以前就已经成为中国主要的粮食作物之一,2012 年的年产量已经达到1.21×l08t。小麦作为一类重要的食品资源,以其较高的营养价值和特殊加工用途而备受人们青睐,成为食品工业研究的新热点,市场前景广阔。小麦的麸皮胚芽富含以酚酸和黄酮类化合物为主要的酚类成分。现有研究表明,全麦粉不仅营养丰富,而且还含有丰富的活性物质,可降低胆固醇,调节血压,减少心脏病的发病率。
大量的研究报道了用丙酮、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂对小麦粉的酚类成分进行提取,并做了相关的自由基清除实验,验证了小麦提取物的抗氧化特性。但是,创伤愈合和瘢痕修复的机理复杂,创面修复需经历血管损伤、通透性增加、新生血管形成及过度增殖等阶段,氧化应激只是创伤发生发展中的一个表现,并不是所有具有抗氧化作用的物质都对创伤有治疗效果,目前尚无文献报道全麦面粉在创伤修复中的应用。
发明内容
本发明的首要目的是克服上述现有技术的缺陷和不足,提供一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法。
本发明的第二个目的是提供采用上述方法制备得到的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料。
本发明的第三个目的是提供上述基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料在制备创伤愈合和/或抑制瘢痕形成药物中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,将全麦面粉紫外照射后,浸泡于具有良好生物相容性的溶剂中,得到全麦面粉溶液;过滤,得到上清液,即为所述创伤涂层材料。
本发明将全麦面粉溶液和具有良好生物相容性的溶剂混合在一起制备的创伤涂层材料,优点有三:第一,所有的材料均具有良好的生物相容性、可吸收性等特点;第二,所述创伤涂层材料含有丰富的营养成分,可以为伤口修复提供养分支持,同时具有良好的抗氧化能力,可促进毛细血管新生,改善血管微循环,不仅可以加速创面愈合,而且同时具有抑制瘢痕成纤维细胞转化的作用,可以高效抑制瘢痕的形成,从根源上促进创伤修复和抵制疤痕的产生,克服创伤、烧伤、烫伤、手术等原因导致的皮肤创伤及创伤修复后的瘢痕形成治疗过程中存在一定的不良反应及复发等问题;第三,来源于食物全麦面粉,安全性有保障,制备方法简单,绿色安全,易于实现,成本低。
优选地,所述具有良好生物相容性的溶剂选自水、PBS缓冲液、液体培养基中的任一种。
更优选地,所述水为自来水、去离子水、蒸馏水或超纯水;液体培养基选自 DMEM培养基、MEM培养基、RPMI 1640培养基、F12培养基或IMDM培养基。
更进一步优选地,所述液体培养基为DMEM培养基。
优选地,紫外照射时间控制在10~30min;所采用的紫外灯功率为10~40 W。
优选地,所采用的紫外线波长为190~350nm。
优选地,所述浸泡时间为10~48h。
更优选地,所述浸泡时间为24~36h。
优选地,所述浸泡的条件为37~40℃恒温水浴锅浸泡。
优选地,所述上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.01~10mg/mL;更优选为0.1~1mg/mL。
优选地,所述过滤采用针头式除菌过滤器;所述针头式除菌过滤器中含有微孔除菌过滤膜。
更优选地,所述微孔除菌过滤膜的孔径为0.1~0.8μm。
本发明所述全麦面粉由以下方法制备获得:先将整个小麦颗粒碾磨破碎,得到粗颗粒的面粉,再使用超微粉碎机继续碾磨,待全部粉粒通过80~100目筛后得到全麦面粉。或者所述全麦面粉也可以直接市购得到。
优选地,所述全麦面粉颗粒的粒径分布范围为5~280μm,平均粒径为50~ 120μm。
所述全麦面粉由小麦胚乳粉与非胚乳粉按比例混合而成。两者比例没有特殊规定,可根据实际需要添加。
采用上述方法制得的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料,及其在制备创伤愈合和/或抑制瘢痕形成药物中的应用,也在本发明的保护范围之内。
本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料含有丰富的营养成分,可以为参与伤口修复的细胞提供养分支持,同时具有良好的抗氧化能力,可促进毛细血管新生,改善血管微循环,能够通过在伤口处滴加或涂抹的方式,用于体内创伤修复和抑制瘢痕形成,满足促进伤口愈合的治疗要求。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明将全麦面粉溶液和具有良好生物相容性的溶剂混合在一起制备的创伤涂层材料,优点有以下几个方面:第一,所有的材料均具有良好的生物相容性、可吸收性等特点;第二,所述创伤涂层材料不仅可以加速创面愈合,而且同时具有抑制瘢痕成纤维细胞转化的作用,可以高效抑制瘢痕的形成,从根源上促进创伤修复和抵制疤痕的产生,克服创伤、烧伤、烫伤、手术等原因导致的皮肤创伤及创伤修复后的瘢痕形成治疗过程中存在一定的不良反应及复发等问题;第三,来源于食物全麦面粉,安全性有保障,食物仿生的制备工艺简单,绿色安全,易于实现,成本低;第四,拓宽了全麦面粉的应用范围。
附图说明
图1为从低到高的不同浓度(从左至右)全麦面粉溶液涂层的羟基自由基清除率图。
图2为细胞内活性氧清除效果图,(1)为阴性对照组,(2)阳性对照组, (3)~(7)从低到高的不同浓度全麦面粉溶液涂层组;比例尺为100μm。
图3为本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS)和对照组SD大鼠皮肤背部伤口愈合情况图。
图4为本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS)和对照组SD大鼠皮肤背部伤口愈合面积图。
图5为本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS)和对照组在第 20天SD大鼠皮肤背部创面组织的苏木精-伊红染色(H&E staining)、马松染色 (Masson staining)和血管内皮生长因子(VEGF)的免疫组织化学 (Immunohistochemical staining)染色;比例尺为100μm。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.01mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例2
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.1mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例3
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.2mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例4
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.3mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例5
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例6
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射10min灭菌后,再倒入装有溶剂PBS缓冲液的50mL离心管中;将离心管放在40℃恒温水浴锅浸泡36h,得到全麦面粉溶液;用0.1μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例7
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射30min灭菌后,再倒入装有溶剂去离子水的50mL离心管中;将离心管放在38℃恒温水浴锅浸泡48h,得到全麦面粉溶液;用0.8μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例8
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射30min灭菌后,再倒入装有溶剂蒸馏水的50mL离心管中;将离心管放在38℃恒温水浴锅浸泡10h,得到全麦面粉溶液;用0.8μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例9
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为1mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例10
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为5mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例11
一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
将全麦面粉放于超净工作台上进行紫外照射20min灭菌后,再倒入装有溶剂DMEM的50mL离心管中;将离心管放在37℃恒温水浴锅浸泡24h,得到全麦面粉溶液;用0.22μm的针头式除菌过滤器过滤溶液,得到上清液,控制上清液中全麦面粉的质量与溶剂的体积比为10mg/mL,即为所述创伤涂层材料。
实施例12
1、羟基自由基清除实验
(1)配置8mM FeSO4溶液(超纯水溶解)、2mM H2O2(超纯水稀释)、 4mM的水杨酸钠溶液(无水乙醇溶解)以及由实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例9制备得到的不同浓度的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料 (WWFS),其上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比分别为0.1、0.2、0.3、0.5 和1mg/mL。
(2)分组:
实验组At:往200μL的FeSO4溶液分别加入200μL的全麦浸提液、200μL H2O2溶液以及200μL水杨酸钠溶液,振荡静置30min;
空白组Ac:往200μL的FeSO4溶液分别加入200μL的全麦浸提液、200μL 超纯水以及200μL水杨酸钠溶液,振荡静置30min;
本底组Ab:往200μL的FeSO4溶液分别加入200μL超纯水、200μL H2O2溶液以及200μL水杨酸钠溶液,振荡静置30min。
(3)每个样品分别取200μL混合液于96孔板,设定酶标仪波长为510nm,测定每孔的光吸收值,按照公式:AA[%]=[1-(At-Ac)/Ab]×100%算出清除率。
2、细胞内活性氧的清除实验
(1)NIH 3T3细胞接种在24孔板中,加入含血清的培养基待贴壁;
(2)去除旧培养基,分别加入由实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例9制备得到的不同浓度的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS),其上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比分别为0.1、0.2、0.3、0.5和1mg/mL,共培养24h,阳性和阴性对照组分别加入含血清培养基;
(3)去除旧培养基,加入由实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例9制备得到的不同浓度的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS),其上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比分别为0.1、0.2、0.3、0.5和1mg/mL,再加入H2O2溶液(100μM),共培养24h,阳性对照组加入含血清培养基和 H2O2溶液(100μM),阴性对照组加入含血清培养基和对等H2O2溶液体积的 PBS溶液;
(4)去除旧培养基,用PBS溶液清洗细胞2遍,每孔孵育300μL DCFH-DA 探针20min;
(5)去除探针溶液,再用PBS溶液清洗细胞2遍,把孔板放置倒置荧光显微镜下观察荧光强度。
3、对创面修复速度的影响
(1)皮肤伤口造模
a)选取体重120~160g的雄性SD大鼠为研究对象,所有小鼠随机分为两组;
b)给所有大鼠背部剃毛,再通过腹腔注射水合氯醛(10wt%,0.3mL/100g) 麻醉,全层切除大鼠背部1.5cm圆形皮肤。
(2)创口上药:对照组伤口处滴加DMEM溶液,实验组伤口处滴加由实施例5制备得到的上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比0.5mg/mL的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS);隔天上药并拍照。
4、结果
(1)由图1可知,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料具有一定的自由基清除能力,清除率呈现出浓度依赖性的特征,随着全麦面粉溶液浓度的升高,该涂层材料的清除率不断提高。上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.1、 0.2、0.3和0.5mg/mL时,自由基的清除率分别为11.7%、13.2%、16.5%和18%;当上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为1mg/mL时,自由基的清除率为 18.2%,与上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL时的自由基清除率相比,没有明显的提高。
(2)由图2可知,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料具有清除细胞内活性氧的能力,清除率呈现出浓度依赖性的特征。如图2中的(1)图所示,阴性对照组即细胞在没有任何刺激的情况下,细胞内ROS水平较低;阳性对照组即经过过氧化氢溶液(100μM)预处理后,细胞内ROS水平显著增加,图2 中的(2)图观察到强烈的荧光;但经过0.1和0.2mg/mL的全麦面粉溶液预处理后,荧光强度明显降低(图2中的(3)图和(4)图)。值得注意的是,当用高于或等于0.3mg/mL浓度的全麦面粉溶液预处理细胞时,细胞中几乎没有发现荧光,即细胞内基本没有ROS。结果表明,全麦面粉溶液具有良好的细胞内抗氧化活性。该细胞内活性氧的清除结果与自由基清除的结果符合。
(3)由图3可知,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料可以促进创面愈合。经过上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL浓度的全麦面粉溶液(WWFS)的创伤涂层处理后,大鼠的伤口在第10天和第20天的创面闭合面积均大于对照组。第20天涂层处理后的创面完全闭合,但对照组创面仍然明显存在,说明本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS)可加速创面愈合。
(4)由图4可知,在第10天,经基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS 上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL)处理后的创面闭合率为 83%,对照组创面闭合率仅为71%;第20后,涂层组的大鼠伤口全部愈合,但对照组还存在明显的伤口。
(5)由图5可知,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料可促进伤口更丰富的血管形成,使得胶原纤维聚集呈平行排列,还可以促进皮肤附属物毛囊的形成。由H&E和Masson染色显示,与对照组相比,上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.5mg/mL浓度的全麦面粉溶液(WWFS)的创伤涂层组其伤口肉芽组织程度较高,血管分布丰富,有部分毛囊出现。采用免疫组织化学方法探讨血管内皮生长因子(VEGF)的表达时发现,与对照组相比,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料(WWFS)组增加了血管数量,可促进毛细血管新生,改善血管微循环,有助于伤口愈合。
综上所述,本发明基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料具有良好的生物相容性、可吸收性;所述创伤涂层材料含有丰富的营养成分,可以为参与伤口修复的细胞提供养分支持,同时具有良好的抗氧化能力,可促进毛细血管新生,改善血管微循环,不仅可以加速创面愈合,而且同时具有抑制瘢痕成纤维细胞转化的作用,可以高效抑制瘢痕的形成,从根源上促进创伤修复和抵制疤痕的产生,克服创伤、烧伤、烫伤、手术等原因导致的皮肤创伤及创伤修复后的瘢痕形成治疗过程中存在一定的不良反应及复发等问题,应用前景良好。
申请人声明,以上具体实施方式为便于理解本发明而说明的较佳实施例,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料的制备方法,其特征在于,将全麦面粉紫外照射后,浸泡于具有良好生物相容性的溶剂中,得到全麦面粉溶液;过滤,得到上清液,即为所述创伤涂层材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述具有良好生物相容性的溶剂选自水、PBS缓冲液、液体培养基中的任一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述水为自来水、去离子水、蒸馏水或超纯水;所述液体培养基选自DMEM培养基、MEM培养基、RPMI 1640培养基、F12培养基或IMDM培养基。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,紫外照射时间控制在10~30min;所采用的紫外灯功率为10~40 W。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述浸泡时间为10~48h;优选为24~36h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述上清液中全麦面粉质量与溶剂的体积比为0.01~10mg/mL;优选为0.1~1mg/mL。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述过滤采用针头式除菌过滤器;所述针头式除菌过滤器中含有微孔除菌过滤膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述微孔除菌过滤膜的孔径为0.1~0.8μm。
9.采用权利要求1~8任一所述方法制得的基于全麦面粉溶液的创伤涂层材料。
10.权利要求9所述的创伤涂层材料在制备创伤愈合和/或抑制瘢痕形成药物中的应用。
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