CN111228466B - 治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种治疗糖尿病足含氧气微泡的水凝胶，水凝胶包含肝素‑泊洛沙姆聚合物凝胶、细胞生长因子和磷脂维生素E复合膜微泡。本发明公开了水凝胶的制备方法，包括如下步骤：1)将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于充满氧气的西林瓶中，并密封；2)将细胞生长因子溶解，形成细胞生长因子溶液，注入到西林瓶中，形成包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液；3)肝素‑泊洛沙姆聚合物用水溶解，形成肝素‑泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到步骤2)中的微泡溶液中，形成含氧气微泡的水凝胶。本发明还公开了水凝胶于制备超声凝胶设备和试剂中的用途。

Description

治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，涉及一种含氧气微泡的水凝胶，具体涉及一种治疗糖尿病足含氧气微泡的水凝胶及其制备方法和用途。
背景技术
糖尿病是由于胰岛素分泌不足导致血糖过高代谢障碍。约15％的糖尿病患者会在一生中发生糖尿病足病，糖尿病足病目前已成为慢性皮肤创面的主要原因。糖尿病足病危害极大，严重者会导致截趾、截肢，甚至死亡。糖尿病足病的治疗措施主要包括：及时的血运重建、止痛、综合性治疗、高压氧治疗、干细胞治疗等。其中，高压氧治疗可改善组织缺氧，增强灌注，改善水肿，减轻炎症，促进成纤维细胞增殖、胶原生成和血管生成，有助于慢性伤口的愈合。
糖尿病足分为湿性坏疽、干性坏疽和混合性坏疽。(1)湿性坏疽是糖尿足病中较为常见的足部坏死现象。由于糖尿病患者的血管硬化、斑块已形成，支端神经损伤，血管容易闭塞，同时微循环受到破坏，坏死组织的代谢物无法排出，长久堆积后，形成病变组织严重腐败菌感染，形成局部组织肿胀，有些足部发展成呈暗绿色或污黑色。由于腐败菌分解蛋白质，产生吲哚、粪臭素等，糖尿病足患者身上很容易发出恶臭味。(2)干性坏疽是凝固性坏死加上坏死组织的水分蒸发变干的结果，大多见于四肢末端，例如动脉粥样硬化、血栓闭塞性脉管炎和冻伤等疾患时。此时动脉受阻而静脉仍通畅，故坏死组织的水分少，再加上在空气中蒸发，故病变部位干固皱缩，呈黑褐色，与周围健康组织之间有明显的分界线。同时，由于坏死组织比较干燥，故既可防止细菌的入侵，也可阻抑坏死组织的自溶分解。因而干性坏疽的腐败菌感染一般较轻。(3)混合性坏疽兼具湿性坏疽和干性坏疽的特点。
国际足病工作组推荐使用高压氧疗法作为糖尿病足的有效辅助治疗，有助于促进足溃疡和坏疽的愈合，可降低大截肢的发生风险，部分改善患者生活质量。但高压氧疗法也存在不良反应，包括：中耳气压性创伤、鼻窦/副鼻窦气压伤、牙齿挤压伤、肺气压性创伤、幽闭恐怖症、氧中毒、高氧近视、既往的白内障加快进展、低血糖、急性肺水肿等。
湿性坏疽是糖尿足病中较为常见的足部坏死现象，但高压氧疗法对于湿性坏疽的治疗效果很不理想，主要是因为湿性坏疽部位的组织渗出液多，即使是高压的氧气，也无法有效渗透进入溃疡组织内，并且容易引发血管阻塞，从而产生血栓等不良反应。
因此，糖尿病足溃疡患者，特别是湿性坏疽的患者需要特殊的携氧型制剂，以摒弃高压氧气治疗的限制性瓶颈——无法有效渗透进入溃疡组织内部且容易引发血管阻塞和血栓——有效提高氧气渗透进入溃疡组织内部，发挥氧气疗法的作用。
目前尚未见到任何针对糖尿病足溃疡和坏疽治疗的携氧型制剂的报道。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种治疗糖尿病足含氧气微泡的水凝胶。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶，所述水凝胶包含：质量百分含量为5％～30％的肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶、质量百分含量为0.001％～0.1％的细胞生长因子和浓度为104～108个/毫升的磷脂维生素E复合膜微泡，其余为水分。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，所述水凝胶中肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶的质量百分含量为8％～20％、细胞生长因子的质量百分含量为0.005％～0.01％，磷脂维生素E复合膜微泡浓度为105～106个/毫升，所述磷脂维生素E复合膜微泡的平均粒径为1～3微米。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，所述磷脂维生素E复合膜微泡是由磷脂和维生素E形成复合膜、包裹氧气形成的弹性囊泡。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，所述水凝胶结合超声处理，所述超声处理的频率为15～25kHz，超声强度0.4～0.6W/cm2，超声方法为：每次超声25～35s，间歇4～6min后，再次超声25～35s。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，所述细胞生长因子选自转化生长因子TGF、胰岛素样生长因子IGF、角质细胞生长因子KGF、成纤维细胞生长因子bFGF、表皮生长因子、血管内皮生长因子VEGF、神经生长因子NGF中的任意一种或几种组合。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，所述细胞生长因子为血管内皮生长因子。
优选的是，所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶中，还包括：质量百分含量为1％～3％的地龙多肽松茸提取物溶液，所述松茸提取物溶液和地龙多肽的体积质量比为10:2～5，所述松茸提取物溶液的制备方法为：取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液。
一种所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
1)将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于充满氧气的西林瓶中，并密封；
2)将细胞生长因子用与磷脂维生素E复合膜微泡冻干粉体积相等的水溶解，形成细胞生长因子溶液，注入到步骤1)的西林瓶中，轻摇混匀，形成包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液；
3)肝素-泊洛沙姆聚合物用水溶解，形成肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到步骤2)中包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液中，形成含氧气微泡的水凝胶。
优选的是，所述治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶的制备方法中，步骤3)中肝素-泊洛沙姆聚合物用其2倍体积的水溶解。
优选的是，所述治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶的制备方法中，在步骤3)之前还包括如下步骤：
首先取地龙粉末浸泡于醋中2～4h，之后调节器pH至5.5-7.5、加入复合蛋白酶，使复合蛋白酶的质量浓度为1～2‰，并于温度55～60℃下酶解3～4h后，然后于95℃灭酶5min后，再然后4℃进行离心，取上清液，干燥后得到地龙多肽；
取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液；
取地龙多肽溶解于松茸提取物溶液中，松茸提取物溶液与地龙多肽的体积质量比为10:2～5，将所述溶液也注入步骤1)的西林瓶中。
所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶于制备超声凝胶设备和试剂中的用途。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶，配合低频超声应用，不需要高压氧气舱等设备，简便易行。(2)在正常压力下应用，不会引发血管阻塞和血栓。(3)肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶因含有肝素，具有较好的防止血栓和防止疤痕形成的作用，且与细胞因子类药物亲和力强，有利于药物缓释，发挥局部长效作用。(4)磷脂维生素E复合膜微泡是由磷脂和维生素E形成复合膜，包裹高纯度氧气形成的弹性囊泡。可以在超声作用产生谐振作用，促使水凝胶中的微泡产生贴壁效应，进而形成空化效应和声孔作用，有利于提高含氧气微泡与溃疡组织表面的接触和渗透，提升氧气向溃疡组织内部的渗透能力，同时超声还有利于促进微循环血流速度，提高溃疡组织内部的血氧浓度。(5)本发明的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶是一个有机的整体系统，各组分通过“促氧气微泡贴壁、促氧气渗透、控制药物释放、促药物吸收、降低副作用”等相互协同作用，产生优势互补效果，对于糖尿病足溃疡和坏疽发挥“氧气治疗、药物治疗、物理治疗”的综合作用。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种治疗糖尿病足含氧气微泡的水凝胶，所述水凝胶包含：质量百分含量为5％～30％的肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶、质量百分含量为0.001％～0.1％的细胞生长因子和浓度为104～108个/毫升的磷脂维生素E复合膜微泡，其余为水分。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述水凝胶中肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶的质量百分含量为8％～20％、细胞生长因子的质量百分含量为0.005％～0.01％，磷脂维生素E复合膜微泡浓度为105～106个/毫升，所述磷脂维生素E复合膜微泡的平均粒径为1～3微米。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述磷脂维生素E复合膜微泡是由磷脂和维生素E形成复合膜、包裹氧气形成的弹性囊泡。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述水凝胶结合超声处理，所述超声处理的频率为15～25kHz，超声强度0.4～0.6W/cm2，超声方法为：每次超声25～35s，间歇4～6min后，再次超声25～35s。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述细胞生长因子选自转化生长因子、胰岛素样生长因子、角质细胞生长因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血管内皮生长因子、神经生长因子中的任意一种或几种组合。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，所述细胞生长因子为血管内皮生长因子。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，还包括：质量百分含量为1％～3％的地龙多肽松茸提取物溶液，所述松茸提取物溶液和地龙多肽的体积质量比为10:2～5，所述松茸提取物溶液的制备方法为：取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液。地龙中含有多种氨基酸，并且具有扩张血管、恢复伤疤的功效，取地龙经醋浸泡、再酶解后得到地龙多肽，并将其与含有松茸醇、异松茸醇的松茸提取物混合，本发明将两者巧妙得融合在一起，与其他组分共同使用，有利于糖尿病足伤口的愈合及糖尿病的治疗。
一种所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
1)将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于充满氧气的西林瓶中，并密封；
2)将细胞生长因子用与磷脂维生素E复合膜微泡冻干粉体积相等的水溶解，形成细胞生长因子溶液，注入到步骤1)的西林瓶中，轻摇混匀，形成包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液；
3)肝素-泊洛沙姆聚合物用水溶解，形成肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到步骤2)中包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液中，形成含氧气微泡的水凝胶。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，步骤3)中肝素-泊洛沙姆聚合物用其2倍体积的水溶解。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，在步骤3)之前还包括如下步骤：
首先取地龙粉末浸泡于醋中2～4h，之后调节器pH至5.5-7.5、加入复合蛋白酶，使复合蛋白酶的质量浓度为1～2‰，并于温度55～60℃下酶解3～4h后，然后于95℃灭酶5min后，再然后4℃进行离心，取上清液，干燥后得到地龙多肽；将地龙浸泡于醋中进行炮制，再提取其多肽，能够提高其有效药物成分。
取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液；
取地龙多肽溶解于松茸提取物溶液中，松茸提取物溶液与地龙多肽的体积质量比为10:2～5，将所述溶液也注入步骤1)的西林瓶中。将地龙多肽溶于松茸提取物溶液，二者有效融合后，不仅能够促进糖尿病足的愈合，而且还具有治疗糖尿病的作用。
所述的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶于制备超声凝胶设备和试剂中的用途。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，现提供如下的实施例进行说明：
实施例1
一种治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶
实验组1-10：按照表1的含氧气微泡的水凝胶实验组的组成，量取各组分，按照以下方法制备含氧气微泡的水凝胶：
(1)将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于充满高纯度氧气的西林瓶中，胶塞密封；
(2)细胞生长因子用与磷脂维生素E复合膜微泡冻干粉体积相等的水溶解，形成细胞生长因子溶液，隔塞注入到(1)的西林瓶中，轻摇混匀，形成包裹高纯度氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液；
(3)肝素-泊洛沙姆聚合物用2倍体积的水溶解，形成肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到(2)的包裹高纯度氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液中，混匀，形成均匀的含氧气微泡的水凝胶。
实验组11-13：按照表1的含氧气微泡的水凝胶实验组的组成，量取各组分，按照以下方法制备含氧气微泡的水凝胶：
(1)将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于高纯度氧气的西林瓶中，胶塞密封；
(2)首先取地龙粉末浸泡于醋中2～4h，之后调节器pH至5.5-7.5、加入复合蛋白酶，使复合蛋白酶的质量浓度为1～2‰，并于温度55～60℃下酶解3～4h后，然后于95℃灭酶5min后，再然后4℃进行离心，取上清液，干燥后得到地龙多肽；取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液。取地龙多肽溶解于松茸提取物溶液中，松茸提取物溶液与地龙多肽的体积质量比为10:2～5，形成地龙多肽松茸提取物溶液。最优选的是，首先取地龙粉末浸泡于醋中3h，之后调节器pH至6、加入复合蛋白酶，使复合蛋白酶的质量浓度为1.5‰，并于温度57℃下酶解3.5h后，然后于95℃灭酶5min后，再然后4℃进行离心，取上清液，干燥后得到地龙多肽；取松茸子实体粉碎，按照质量比1:5加入水，匀浆后离心取上清液，得到松茸提取物溶液。取地龙多肽溶解于松茸提取物溶液中，松茸提取物溶液与地龙多肽的体积质量比为10:3.5。
细胞生长因子用与磷脂维生素E复合膜微泡冻干粉体积相等的水溶解，形成细胞生长因子溶液，隔塞注入到(1)的西林瓶中；将地龙多肽松茸提取物溶液也隔塞注入到(1)的西林瓶中，轻摇混匀，形成包裹高纯度氧气的微泡溶液。
(3)肝素-泊洛沙姆聚合物用2倍体积的水溶解，形成肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到(2)的包裹高纯度氧气的微泡溶液中，混匀，形成均匀的含氧气微泡的水凝胶。
对照组：按照表1的含氧气微泡的水凝胶对照组的组成，参照实验组1-10的制备方法进行
表1含氧气微泡的水凝胶实验组和对照组的组成
Figure BDA0002394255260000071
Figure BDA0002394255260000081
注：“/”代表该项组分空缺；“*”代表该项组分被括号里的组分替换；VEGF：血管内皮生长因子；bFGF：碱性成纤维细胞因子；NGF：神经生长因子；TGF：转化生长因子；IGF：胰岛素样生长因子；KGF：角质细胞生长因子；EGF：表皮生长因子。
实施例2含氧气微泡的水凝胶的动物模型应用效果评价
(1)糖尿病足溃疡和坏疽模型动物
依据文献，建立糖尿病足溃疡和坏疽模型动物，方法简述为：选择Wistar大鼠，经链脲佐菌素诱导产生糖尿病。造模第2周开始予大鼠每天游泳15min，并将大鼠置冰块上30min。1周之后大鼠后肢皮肤冰冷，颜色紫黯，在第2周末用液氮棉签法冷冻大鼠双后肢各3次，2Os/次，待皮肤复温后再行下次冷冻。液氮棉签法冷冻后出现后肢的冷冻局部充血水肿，冷冻后第2天后肢充血水肿范围扩大，冷冻后第3天水肿范围局限化，皮色变暗红色，冷冻后第5天基本形成血痂，至第3周末大鼠患肢血痂先后脱落，形成大小深浅不一的溃疡和坏疽模型。
(2)实验动物治疗效果评价
将糖尿病足溃疡和坏疽模型动物随机分成25个小组，每组5只，糖尿病足溃疡和坏疽面喷涂含氧气微泡的水凝胶，结合低频超声应用的动物，实施例1-10、12采用超声仪进行超声处理(探头频率20kHz，强度0.5W/cm2)，方法为每次超声30s，间歇5min后，再次超声30s；隔天治疗一次，每次需要重新喷涂含氧气微泡的水凝胶。实施例11采用超声仪进行超声处理(探头频率15kHz，强度0.4W/cm2)，方法为每次超声25s，间歇4min后，再次超声25s；隔天治疗一次，每次需要重新喷涂含氧气微泡的水凝胶。实施例13采用超声仪进行超声处理(探头频率25kHz，强度0.6W/cm2)，方法为每次超声35s，间歇6min后，再次超声35s；隔天治疗一次，每次需要重新喷涂含氧气微泡的水凝胶
经过两周治疗，从糖尿病足溃疡和坏疽创面的愈合情况进行观察，综合评价治疗效果，评分从1到10共分10个等级，数值越高表示含氧气微泡的水凝胶对于糖尿病足溃疡和坏疽的治疗效果越好。
实验结果：以上各组的含氧气微泡的水凝胶对于糖尿病足溃疡和坏疽模型动物的治疗效果见表2。
表2含氧气微泡的水凝胶用于糖尿病足溃疡和坏疽的治疗效果评价
Figure BDA0002394255260000091
Figure BDA0002394255260000101
从表2数据可见，各个实验组的创面愈合较快，治疗效果评分较高，验证了实验组含氧气微泡的水凝胶对糖尿病足的具有良好的修复效果。对照组的创面愈合较慢，治疗效果评分明显劣于实验组，并伴有出血、疤痕等问题，表明对照组的氧气未能有效递送进入创面内部组织。
以上糖尿病足溃疡和坏疽模型动物实验结果表明，本发明含氧气微泡的水凝胶各组分具有良好的协同起效优势。
这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶及其制备方法和用途的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (1)

1.治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶于制备超声凝胶试剂中的用途，其特征在于，所述水凝胶由如下组分组成：质量百分含量为12%的肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶、质量百分含量为0.008%的血管内皮生长因子和浓度为5×105 个/毫升的磷脂维生素E复合膜微泡，其余为水分，所述磷脂维生素E复合膜微泡的平均粒径为2微米，所述磷脂维生素E复合膜微泡是由磷脂和维生素E形成复合膜、包裹氧气形成的弹性囊泡，所述水凝胶结合超声处理，所述超声处理的频率为15~25 kHz，超声强度0.4~0.6 W/cm2，超声方法为：每次超声25~35s，间歇4~6 min后，再次超声25~35s；
治疗糖尿病足的含氧气微泡的水凝胶的制备方法，包括如下步骤：1）将磷脂维生素E复合膜微泡的冻干粉置于充满氧气的西林瓶中，并密封；
2）将细胞生长因子用与磷脂维生素E复合膜微泡冻干粉体积相等的水溶解，形成细胞生长因子溶液，注入到步骤1）的西林瓶中，轻摇混匀，形成包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液，所述细胞生长因子为血管内皮生长因子；
3）肝素-泊洛沙姆聚合物用水溶解，形成肝素-泊洛沙姆聚合物凝胶，加入到步骤2）中包裹氧气的磷脂维生素E复合膜微泡溶液中，形成含氧气微泡的水凝胶。
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