CN111068103A - 一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用敷料领域，具体涉及一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法。本发明的凝胶敷料包括细菌纤维素、海藻酸盐、苯妥英类药物、纳米银颗粒、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、甘油、山梨醇和去离子水等原料组分。通过将苯妥英类药物、纳米银颗粒等抗菌活性成分与细菌纤维素、海藻酸盐等促伤口愈合活性成分联合使用，在抗菌消炎、促进手术伤口愈合等方面具有协同增效作用，且具有透气性好、保水率高、韧性强等特点，通过高能射线辐照灭菌，使得凝胶产品洁净安全，不会感染伤口。

Description

一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法

技术领域

本发明属于医用敷料领域，具体涉及一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法。

背景技术

手术伤口感染是指手术伤口因感染病源菌所引起的炎性反应，为手术治疗患者术后常见并发症之一。普外科手术后常见有伤口感染，尤其是胃肠道等污染手术，其菌群的繁殖可能导致伤口感染，其会影响肉芽组织的生长，造成伤口愈合延迟，甚至还可造成器官组织的感染和损伤，增加患者的痛苦，使治疗成本升高。随着手术水平提高以及医院感染管理的进展，手术伤口多可愈合良好，但由多种因素影响，仍有部分发患者生伤口感染。手术伤口感染的发生，不仅增加患者机体的痛苦，影响患者康复，延长患者住院时间，还会影响医患关系，增加医疗纠纷。手术伤口感染至今仍困扰着外科医务人员，成为临床工作中棘手问题。因此难愈性手术伤口感染的治疗及护理是临床急需解决的问题之一。当伤口发生感染时，全身使用抗生素并不能取得很好的疗效，而伤口换药所用敷料的选择对控制局部感染具有重要作用。

水凝胶又称为含水水凝胶，是一种能够在水中溶胀，吸收并保持大量水分而又不溶解于水的亲水性网状高分子溶胀体。正因为其高含水量，使水凝胶可以随意塑形，适合于任何部位的创面，为伤口的愈合提供必要条件，其生物相容性也优于纤维、薄膜类敷料。抗菌水凝胶敷料特别是负载抗菌剂缓释类水凝胶敷料在医药领域应用越来越广泛，但目前仍有一定的局限性。首先，其机械强度相对于纤维型等抗菌敷料仍显不足；其次，某些抗菌成分虽然抗菌性能强，但仍具有一定的细胞或组织器官毒性。如何加强水凝胶机械强度、降低抗菌剂细胞毒性、根据创面炎症情况精确控制抗菌剂的释放等都是抗菌水凝胶敷料发展的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术的不足，提供一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法。本发明的手术伤口用长效抑菌凝胶敷料通过将苯妥英类药物、纳米银颗粒与细菌纤维素、海藻酸盐联合使用，在抗菌消炎、促进手术伤口愈合等方面具有协同增效作用，且具有透气性好、保水率高、韧性强等特点，通过高能射线辐照灭菌，使得凝胶产品洁净安全，不会感染伤口。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素1-4％，海藻酸盐1-4％，苯妥英类药物0.5-5％，纳米银颗粒0.5-2％，聚乙烯醇10-20％，羟丙基纤维素5-10％，甘油5-10％，山梨醇2-8％，余量为去离子水。

优选地，所述长效抑菌凝胶敷料，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素2-3％，海藻酸盐2-3％，苯妥英类药物1-4％，纳米银颗粒0.8-1.6％，聚乙烯醇12-18％，羟丙基纤维素6-8％，甘油6-9％，山梨醇4-7％，余量为去离子水。

优选地，所述长效抑菌凝胶敷料，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素2％，海藻酸盐2％，苯妥英类药物2％，纳米银颗粒1％，聚乙烯醇15％，羟丙基纤维素7％，甘油8％，山梨醇6％，余量为去离子水。

优选地，所述细菌纤维素产自醋酸菌属、假单胞杆菌属、根瘤菌属、产碱杆菌属、八叠球菌属中的至少一种。

优选地，所述海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸锌、海藻酸镁和海藻酸钙中的至少一种。

优选地，所述苯妥英类药物选自苯妥英钠、苯妥英钙、磷苯妥英钠中的至少一种。

优选地，所述纳米银颗粒的粒径为10-50nm。

进一步地，本发明还提供了所述长效抑菌凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量比例称取各原料组分，将聚乙烯醇、羟丙基纤维素溶于部分去离子水中形成水性溶液，加入甘油和山梨醇，水浴加热至40-60℃，搅拌混合使各组分充分溶解，形成聚合物溶液；

(2)将细菌纤维素、海藻酸盐、苯妥英类药物和纳米银颗粒加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，形成药物溶液；

(3)将药物溶液加入到聚合物溶液中，充分搅拌均匀，灭菌处理后即得到所述长效抑菌凝胶敷料。

优选地，所述灭菌处理采用Co-60γ射线辐射灭菌，辐射剂量为50-80Kgy。

进一步地，本发明还提供了所述长效抑菌凝胶敷料在制备促进手术伤口愈合的外科医用材料中的用途。

细菌纤维素是在1986年由Brown首次报道的。他发现木醋杆菌在静止培养时于培养基表面形成一层白色纤维状物质。经化学与物理方法分析，确定此类物质具有纤维素的结构与化学性质，因其属细菌合成而命名为细菌纤维素。细菌纤维素和植物或海藻产生的纤维素在化学性质上是相同的，都是由β-D-葡萄糖通过β-1,4-葡萄苷键结合成的直链，直链间彼此平行，不呈螺旋构象，无分支结构。但细菌纤维素作为一种新型生物材料，有许多独特的性质，如高结晶度和高化学纯度；高抗张强度和弹性模量；很强的水结合性；极佳的形状维持能力和抗撕力；较高的生物适应性和良好的生物可降解性；生物合成时性能的可调控性。所以，细菌纤维素在食品工业和造纸工业等许多领域都有很广泛的应用。细菌纤维素生产工艺简单，不含毒性物质，费用低，具有良好的生物适应性，很好的韧性强度和水合度，有利于皮肤组织生长和限制感染。这些都是作为手术伤口患者的生物敷料及临时皮肤的有利条件。

海藻酸是一种天然多糖，广泛存在于棕藻中，干燥的棕藻一般含有约20％的海藻酸。由于海藻酸分子中所含的古罗糖醛酸和甘露糖醛酸的数量不同，海藻酸的组成成分和相对分子质量也表现出多样性，因此海藻酸盐及其混合物具有功能的多样性，即良好的吸湿性、易揭除性、高透氧性、凝胶阻塞性、可生物降解性、相容性和金属离子吸附性等，被广泛应用于医疗领域，尤其作为伤口敷料应用于各类伤口止血。海藻酸盐由于其自身的亲水基团的作用和立体结构的特殊性，能吸收相当于自身质量20倍的液体，而目前临床常用的非湿性敷料仅有其能力的14-20％。另外，海藻酸盐在吸水膨胀至饱和的过程中，会在创口表面形成凝胶，该结构除了保证愈合所需的湿润环境外，也进一步保证了对创口的密封性。同时，交联过程中所形成的海藻酸钙除了会在愈合过程中吸附细菌和阻止细菌进入创面外，还会不断地释放钙离子到伤口中诱导血小板活化，加速创面的愈合。

苯妥英钠在临床应用中发现有牙龈增生的副作用，1958年Shapiro首次将苯妥英钠应用于牙龈创面的治疗，发现苯妥英钠确能促进创面的愈合。临床上已有将其用于治疗创面愈合的报道，并取得了理想效果。近十多年来的研究证明，苯妥英钠促进创面愈合的机制主要有以下几方面：(1)减轻创面炎症的反应。苯妥英钠具有稳定溶酶体膜，抗脂质过氧化作用，抑制前列腺素的产生。在临床应用中往往能减轻局部的疼痛、水肿，减少炎性渗出。(2)加速肉芽组织的生长。苯妥英钠能降低胶原酶的合成与释放，促进成纤维细胞的增殖，激活巨噬细胞，增强生长因子的活性水平。在应用中能使肉芽组织生长增快，改善局部血液循环，加速创面的愈合。(3)减轻创面的感染。苯妥英钠为碱性药物，它改变了创面局部pH值，使创面不利于细菌的生长；苯妥英钠对革兰氏阴性杆菌有直接抑制作用，应用苯妥英钠后，创面细菌多能减少或阴转。

银是一种对人体毒性很小的重金属离子，具有广谱抗菌性，对几乎所有的细菌都有抑制作用，并且不会产生细菌抵抗性。银的抗菌机理为金属离子作用和光催化作用，银的化学结构决定了其具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧。原子氧具有强氧化性可以灭菌，Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。然后，Ag+又由死亡的细菌中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程。纳米银敷料是近年发展起来的功能型敷料，由于集合了纳米特征和银的抗菌性，通过干扰微生物的呼吸链、损伤细胞膜和抑制基因复制，对细菌、真菌、病毒等各类伤口病原菌产生杀菌作用，并减轻伤口炎症反应促进伤口愈合。目前已广泛用于各类慢性难愈合伤口的处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：细菌纤维素、海藻酸盐具有很好的促进伤口愈合能力，但是其不具备明显的抗菌活性，不能有效防止伤口感染。在保持细菌纤维素、海藻酸盐生物相容性和理化特性的同时赋予其可控的抗菌性能对其在生物医用领域特别是皮肤伤口修复过程中的应用具有重要意义。本发明的手术伤口用长效抑菌凝胶敷料通过将苯妥英类药物、纳米银颗粒等抗菌活性成分与细菌纤维素、海藻酸盐等促伤口愈合活性成分联合使用，在抗菌消炎、促进手术伤口愈合等方面具有协同增效作用，且具有透气性好、保水率高、韧性强等特点，通过高能射线辐照灭菌，使得凝胶产品洁净安全，不会感染伤口。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1-3和对比例1-4

本发明的手术伤口用长效抑菌凝胶敷料的产品配方如表1所示。其中，对比例1-4的产品配方组成是在实施例1的基础上进行调整得到的。

表1.手术伤口用长效抑菌凝胶敷料的具体组成(重量百分比，％)

实施例1-3中的凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量比例称取各原料组分，将聚乙烯醇、羟丙基纤维素溶于部分去离子水中形成水性溶液，加入甘油和山梨醇，水浴加热至50℃，搅拌混合使各组分充分溶解，形成聚合物溶液；(2)将细菌纤维素、海藻酸钙、苯妥英钠和纳米银颗粒加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，形成药物溶液；(3)将药物溶液加入到聚合物溶液中，充分搅拌均匀，经Co-60γ射线辐射灭菌处理后，即得到所述长效抑菌凝胶敷料。

体外抑菌效果实验

对实施例1-3和对比例3-4的凝胶敷料进行体外抑菌效果实验，同时以不添加任何抗菌成分的医用敷料作为空白组。实验过程：采用伤口常见菌种—金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、化脓性链球菌、铜绿假单胞菌作为实验菌种。分别取0.5ml菌液(浓度为10⁵-10⁶CFU/ml)滴加在空白组敷料样品和实施例1-3、对比例3-4的敷料样品上，用灭菌镊子夹起灭菌覆盖片，分别盖在样品上，平铺且无气泡，使菌均匀接触样品，置于灭菌平皿中，在(37±1)℃，相对湿度＞90％条件下培养24h后，取出，分别加入20ml洗液，反复清洗样品及盖玻片，充分摇匀后，取洗液接种于营养琼脂培养基中，在(37±1)℃下培养24h后，活菌计数。根据空白组的菌落数来计算实施例1-3、对比例3-4的抑菌率。实验结果如表2所示。

表2.凝胶敷料的体外抑菌效果实验(抑菌率,％)

菌种	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						金黄色葡萄球菌	100％	100％	99.2％	88.9％	89.3％
大肠杆菌	98.0％	98.8％	98.6％	90.2％	91.3％
						化脓性链球菌	100％	98.5％	100％	92.3％	90.9％
铜绿假单胞菌	98.2％	98.1％	97.9％	90.5％	87.6％

由表2的试验结果可知，本发明的凝胶敷料将苯妥英钠和纳米银颗粒配合使用，在体外具有良好的抑菌效果，与使用单一抑菌组分的对比例相比，本发明的凝胶敷料对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、化脓性链球菌、铜绿假单胞菌的抑菌率均可达到98％以上，抑菌效果明显优于对比例。这证明本发明的凝胶敷料能够有效抑制伤口患处的微生物繁殖，降低伤口感染的发生率。

大鼠手术伤口愈合试验

取成年健康SD大鼠50只，腹腔注射30mg/kg体积分数10％水合氯醛麻醉，背部剃毛，暴露皮肤。背部胸段为中心，按2cm×2cm大小切除全层皮肤至深筋膜，形成正方形创面。将手术后动物随机分为5组，分别对应于实施例1-3和对比例1-2，每组10只，同时采用与组别对应的凝胶敷料进行包扎。术后每天更换与组别相对应的凝胶敷料，观察和记录伤口外观，术后第4,7,11,14,21天测量伤口长度和宽度，计算伤口面积和伤口愈合率，伤口愈合率＝(初始伤口面积-第n天测量伤口面积)/初始伤口面积×100％，实验结果如表3所示。

表3.凝胶敷料对大鼠手术伤口的促愈合试验

手术后前2周为伤口愈合的快速期，也是伤口愈合的关键时期。由表3的试验结果可知，本发明的凝胶敷料对大鼠手术伤口具有明显的促愈合作用，能够有效预防组织粘连和伤口结痂。通过对比试验发现，与使用单一的细菌纤维素或海藻酸钙相比，将二者进行联用后能够在促进手术伤口愈合方面起到协同增效作用，在2周时间内伤口愈合率可达到90％以上，在3周时间内伤口愈合率可达到98％以上，同时能促使肉芽组织适度、有序的排列生长。此外，本发明的凝胶敷料还具有透气性好、保水率高、韧性强等特点，通过高能射线辐照灭菌，使得凝胶产品洁净安全，不会感染伤口。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对技术方案做出若干修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素1-4％，海藻酸盐1-4％，苯妥英类药物0.5-5％，纳米银颗粒0.5-2％，聚乙烯醇10-20％，羟丙基纤维素5-10％，甘油5-10％，山梨醇2-8％，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素2-3％，海藻酸盐2-3％，苯妥英类药物1-4％，纳米银颗粒0.8-1.6％，聚乙烯醇12-18％，羟丙基纤维素6-8％，甘油6-9％，山梨醇4-7％，余量为去离子水。

3.根据权利要求2所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，包括如下重量百分数的原料组分：细菌纤维素2％，海藻酸盐2％，苯妥英类药物2％，纳米银颗粒1％，聚乙烯醇15％，羟丙基纤维素7％，甘油8％，山梨醇6％，余量为去离子水。

4.根据权利要求1-3任一项所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，所述细菌纤维素产自醋酸菌属、假单胞杆菌属、根瘤菌属、产碱杆菌属、八叠球菌属中的至少一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，所述海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸锌、海藻酸镁和海藻酸钙中的至少一种。

6.根据权利要求1-3任一项所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，所述苯妥英类药物选自苯妥英钠、苯妥英钙、磷苯妥英钠中的至少一种。

7.根据权利要求1-3任一项所述的长效抑菌凝胶敷料，其特征在于，所述纳米银颗粒的粒径为10-50nm。

8.权利要求1-7任一项所述的长效抑菌凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按重量比例称取各原料组分，将聚乙烯醇、羟丙基纤维素溶于部分去离子水中形成水性溶液，加入甘油和山梨醇，水浴加热至40-60℃，搅拌混合使各组分充分溶解，形成聚合物溶液；

(2)将细菌纤维素、海藻酸盐、苯妥英类药物和纳米银颗粒加入到剩余的去离子水中，搅拌均匀，形成药物溶液；

(3)将药物溶液加入到聚合物溶液中，充分搅拌均匀，灭菌处理后即得到所述长效抑菌凝胶敷料。

9.根据权利要求8所述的长效抑菌凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述灭菌处理采用Co-60γ射线辐射灭菌，辐射剂量为50-80Kgy。

10.权利要求1-7任一项所述的长效抑菌凝胶敷料在制备促进手术伤口愈合的外科医用材料中的用途。