CN113980185B - 一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料及其制备方法，该制备方法包括：（1）将细菌纤维素膜冲洗、纯化、硫酸水解，将水解后的细胞纤维素膜透析、浓缩；（2）将浓缩后的细菌纤维素膜溶液进行pH调节，然后加入单宁酸在室温避光下磁力搅拌若干时，清洗产物；（3）向银盐溶液滴加氨水直至溶液澄清，将清洗后的产物加入澄清溶液中搅拌12h后，进行清洗、浓缩，得负载银离子的细菌纤维素；（4）将负载银离子的细菌纤维素与交联剂和光引发剂进行混合，再用紫外光照射，即得到本发明所述敷料。本发明制得的敷料与伤口贴合度好，适用性范围广，对于窦道深处等不易处理到的部位也有优异的贴合度，可用于不同部位伤口创面。
Description
技术领域
本发明属于医用复合材料技术领域，具体涉及一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料及其制备方法。
背景技术
随着近年来糖尿病、血管疾病及复杂创伤等疾病的增加，伤口复杂程度增大，治疗难度增加，伤口延期愈合常伴有不同程度的窦道形成，如处理不当可能导致窦道进一步坏死加深、感染加重，严重增加患者经济负担及降低生活质量。窦道创面通常由于其创面形状的不规则，造成深部组织感染坏死，加之其形态复杂，内部弯曲狭长，分支较多，累及不同的组织层面，导致坏死组织清除不彻底，引流不畅，影响创面血供，肉芽老化，使窦道壁纤维机化致创面反复感染，细菌生物膜形成，迁延不愈，成为目前创面临床治疗的重点及难点。
细菌纤维素又称生物纤维素和微生物纤维素，是由微生物如醋酸菌、根瘤菌属和土壤杆菌属等生产分泌而得的天然多孔性网状纳米级生物高分子聚合物。细菌纤维素是由亚纤维到微纤维逐渐自组装形成的宽30-100nm，厚6-10nm的三维网络结构，具有高聚合度、结晶度60-80％和含水量99％。此外，细菌纤维素具有很好的生物相容性、强吸水和持水保湿能力、力学性能、渗透性和低毒性等优点，这使它在人工皮肤、伤口敷料方面有广泛的应用前景。但是细菌纤维素本身并没有显示出任何抗菌活性，为了使其适用于伤口愈合和避免继发性感染，宜使用一些抗菌物质使细菌纤维素功能化。目前将细菌纤维素功能化的途径和方法有很多，例如公开号为CN102206355A的中国专利公开了一种含银纳米粒子的细菌纤维素膜及其制备方法，该该专利通过将细菌纤维素膜在室温下浸入银盐溶液中浸泡10分钟-5小时后取出，然后用蒸馏水清洗细菌纤维素膜表面，之后采用紫外照射方法照射0.5-6小时，获得含银纳米粒子的细菌纤维素湿膜，最后经脱水处理，得到含银纳米粒子的细菌纤维素膜。虽然该专利中无需任何化学还原剂参与即可将银离子负载在细菌纤维素上，使本身不具有抗菌性能的细菌纤维素负载上银离子后具备了高效保湿抗菌的功能，但是由于该专利中采用直接将细菌纤维素浸泡在银盐溶液中，在通过紫外线照射得到的含银纳米粒子的细菌纤维素湿膜，银离子在细菌纤维素中的吸附能力不强，容易脱落，造成所制得的含银纳米粒子的细菌纤维素湿膜的抗菌效果不好。因此，研发一种具有强吸附能力的含银长效抗菌的细菌纤维素敷料是目前急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料及其制备方法。该无定型含银抗菌水凝胶敷料与伤口贴合度好，适用性范围广，对于窦道深处等不易处理到的部位也有优异的贴合度，可用于不同部位伤口创面。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将细菌纤维素膜用去离子水冲洗3-4次后进行纯化处理，纯化后的细胞纤维素膜用硫酸进行水解，将水解后的细胞纤维素膜透析至一定pH再进行浓缩，备用；
(2)向步骤(1)中浓缩后的细菌纤维素膜溶液中滴加1M的Tris缓冲液，用碱液将滴加过Tris缓冲液的细菌纤维素膜溶液pH调节至8.5左右，然后向其中加入一定量的单宁酸，在室温避光条件下进行磁力搅拌，搅拌结束后，用去离子水反复清洗产物2-3次，备用；
(3)向溶解在去离子水中的银盐溶液滴加一定浓度的氨水溶液，直至溶液澄清，然后取步骤(2)中清洗后的产物加入上述澄清溶液中，室温搅拌12h，最后，用去离子水进行清洗浓缩，即得负载银离子的细菌纤维素；
(4)将步骤(3)中负载银离子的细菌纤维素与一定量的交联剂进行混合，再在避光条件下加入光引发剂进行均匀混合后用紫外光照射，即得到具有光固化效果的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
进一步的，所述步骤(1)中细菌纤维素膜纯化处理具体方法为：将冲洗后的细菌纤维素膜放入热碱溶液中浸泡，使细菌纤维素基膜结构变疏松，同时杀灭膜内及表面的菌体，然后再用醋酸溶液进行中和，并用去离子水反复冲洗至pH 5.8-7.8。
进一步的，所述碱溶液包括氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾溶液中的任意一种或任几种的混合，所述碱溶液体积分数为4.0％-5.0％。
进一步的，所述热碱溶液的温度为60-80℃；所述细菌纤维素膜在热碱中浸泡的时间为4-10h。
进一步的，所述步骤(2)中磁力搅拌的时间为1-2天。
进一步的，所述步骤(3)中银盐为硝酸银、硫酸银、磷酸锆钠银中的任意一种；所述氨水溶液的体积分数为3.0-6.0％。
进一步的，所述步骤(4)中的交联剂为N，N-乙烯基双丙烯酰胺、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种，所述交联剂的质量百分数为1-10％；
进一步的，所述步骤(4)中的引发剂为α-羟基酮、1-羟基环己基苯基甲酮、二苯甲酮中的任意一种，所述引发剂的质量百分数为0.2-2％；
进一步的，所述步骤(4)中紫外光的波长为250～420nm，紫外光照射时间为10-50s。
进一步的，上述制备方法制备的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
与现有技术相比，本发明具备的积极有益效果在于：
(1)本发明利用单宁酸上的儿茶酚基团通过配位键与银进行耦合，促进银在细菌纤维素膜上均匀分布，且可有效防止银的脱落，使细菌纤维素敷料具有持久良好的抗菌效果。
(2)本发明的无定型含银抗菌水凝胶敷料一方面在紫外光的辐照下交联剂单体进行交联聚合，使该凝胶敷料具有优异的力学性能；另一方面细菌纤维素大分子骨架的加入进一步提高了该凝胶敷料的力学性能，可以有效防止该敷料在不同规则创面伤口移除过程中敷料残存从而导致的创面再次感染，延缓创面愈合等事件的发生。
(3)本发明的无定型含银抗菌水凝胶敷料与伤口贴合度好，适用性范围广，对于窦道深处等不易处理到的部位也有优异的贴合度，可用于不同部位伤口创面，并且该无定型含银抗菌水凝胶敷料对窦道深部组织感染，窦道壁细菌生物膜形成均具有优异的抑制能力，加速创面的愈合。
(4)本发明的无定型含银抗菌水凝胶敷料具有强吸水和持水保湿能力，可以在抗菌的同时，能够有效吸收不同规则创面渗出液，缓解炎症反应，促进湿性愈合。
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
一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将细菌纤维素膜用去离子水反复冲洗3-4次，放入体积分数4％的氢氧化钠溶液内80℃浸泡4h，使细菌纤维素基膜结构变疏松，同时杀灭膜内及表面的菌体；然后再用醋酸溶液进行中和，并用去离子水反复冲洗pH至7.8，随后将纯化后细菌纤维素膜用硫酸进行水解，将水解后的细菌纤维素纤维溶液进行透析，透析至中性后进行浓缩，浓缩液备用；
(2)取步骤(1)中浓缩后的细菌纤维素溶液，滴加1M的Tris缓冲液，再用碱溶液将其pH调节至8.5左右，然后加入一定量的单宁酸，室温置于避光条件环境下磁力搅拌1天，反应结束后，用去离子水反复清洗产物2-3次，得改性细菌纤维素溶液备用；
(3)取一定量的硝酸银溶解在适量蒸馏水中，滴加5.0wt％的氨水，直到溶液澄清，然后取步骤(2)中改性的细菌纤维素溶液加入上述澄清溶液中，室温搅拌12h，最后用去离子清洗浓缩，即得到负载银离子的细菌纤维素；
(4)将步骤(3)中负载银离子的细菌纤维素与质量百分数为6％的N，N-亚甲基双丙烯酰胺均匀混合后，再在避光条件下加入质量百分数为0.5％的α-羟基酮进行均匀混合，然后用波长250nm的紫外光照射上述混合溶液10s，即得具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
实施例2
一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将细菌纤维素膜用去离子水反复冲洗3-4次，放入体积分数5％的碳酸钾溶液内70℃浸泡6h，使细菌纤维素基膜结构变疏松，同时杀灭膜内及表面的菌体；然后再用醋酸溶液进行中和，并用去离子水反复冲洗pH至7.0，随后将纯化后细菌纤维素膜用硫酸进行水解，将水解后的细菌纤维素纤维溶液进行透析，透析至中性后进行浓缩，浓缩液备用；
(2)取步骤(1)中浓缩后的细菌纤维素溶液，滴加1M的Tris缓冲液，再用碱溶液将其pH调节至8.5左右，然后加入一定量的单宁酸，室温置于避光条件环境下磁力搅拌1.5天，反应结束后，用去离子水反复清洗产物2-3次，得改性细菌纤维素溶液备用；
(3)取一定量的硫酸银溶解在适量蒸馏水中，滴加3.0wt％的氨水，直到溶液澄清，然后取步骤(2)中改性的细菌纤维素溶液加入上述澄清溶液中，室温搅拌12h，最后用去离子清洗浓缩，即得到负载银离子的细菌纤维素；
(4)将步骤(3)中负载银离子的细菌纤维素与质量百分数为8％的聚乙二醇丙烯酸酯均匀混合后，再在避光条件下加入质量百分数为1％的1-羟基环己基苯基甲酮进行均匀混合，然后用波长330nm的紫外光照射上述混合溶液30s，即得具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
实施例3
一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将细菌纤维素膜用去离子水反复冲洗3-4次，放入体积分数4％的碳酸钾溶液内60℃浸泡10h，使细菌纤维素基膜结构变疏松，同时杀灭膜内及表面的菌体；然后再用醋酸溶液进行中和，并用去离子水反复冲洗pH至5.8，随后将纯化后细菌纤维素膜用硫酸进行水解，将水解后的细菌纤维素纤维溶液进行透析，透析至中性后进行浓缩，浓缩液备用；
(2)取步骤(1)中浓缩后的细菌纤维素溶液，滴加1M的Tris缓冲液，再用碱溶液将其pH调节至8.5左右，然后加入一定量的单宁酸，室温置于避光条件环境下磁力搅拌2天，反应结束后，用去离子水反复清洗产物2-3次，得改性细菌纤维素溶液备用；
(3)取一定量的磷酸锆钠银溶解在适量蒸馏水中，滴加6.0wt％的氨水，直到溶液澄清，然后取步骤(2)中改性的细菌纤维素溶液加入上述澄清溶液中，室温搅拌12h，最后用去离子清洗浓缩，即得到负载银离子的细菌纤维素；
(4)将步骤(3)中负载银离子的细菌纤维素与质量百分数为10％的N，N-乙烯基双丙烯酰胺均匀混合后，再在避光条件下加入质量百分数为2％的二苯甲酮进行均匀混合，然后用波长420nm的紫外光照射上述混合溶液50s，即得具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
对比例
一种含银抗菌凝水胶敷料，省去步骤(4)，其余制备方法的步骤与实施例中的制备方法完全相同。
试验例
1、抑菌/细胞毒性试验
将本发明实施例1-3制备的具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料与对比例中制备的含银抗菌水凝胶敷料进行抑菌和细胞毒性检测试验，具体检测结果如表1所示。
表1 实施例1-3与对比例制备的含银抗菌水凝胶敷料的抑菌/细胞毒性检测结果
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照例 |
| 抑菌率(％) | 98.7 | 97.6 | 98.2 | 94.5 |
| 细胞毒性(％) | 82.3 | 84.7 | 82.9 | 76.4 |
通过表1中的抑菌/细胞毒性检测结果可以看出，与对比例制备的没有经过交联固化的含银抗菌水凝胶敷料相比，本发明实施例1-3制备的具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料在治疗感染性伤口时，具有明显的杀灭或抑制病原菌的能力，从而为不规则创面伤口的较快愈合创造了有利条件。
2、临床试验
将实施例1-3和对比例对40例窦道创面患者(其中男24例，女16例；年龄28～64岁，平均(43.5±5.76岁)的创面治疗进行观察。实施例和对比例每组10例患者，对治疗窦道创面的愈合时间进行记录，结果如表2所示。对窦道创面患者的创面治疗采用传统法治疗：清理创面完毕之后，修剪纱条做引流，根据窦道分泌物、肉芽组织情况予以盐水或高渗盐水纱条引流，外敷抗生素、生长因子等药物，隔日换敷料。
表2 实施例1-3和对比例制备的含银水凝胶敷料对治疗窦道创面患者的愈合时间
由表2中实施例1-3和对比例对治疗窦道创面患者的愈合时间可以看出，使用本发明实施例1～3制备的具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料和对比例制备含银抗菌水凝胶敷料针对不规则窦道创面伤口治疗时，本发明制备的无定型抗菌水凝胶敷料愈合时间更短，恢复较快，说明了本发明制备的无定型含银抗菌水凝胶敷料对于窦道创面具有优异的贴合度，可用于不同部位伤口创面，并且对窦道深部组织感染，窦道壁细菌生物膜形成均具有优异的抑制能力，加速创面的愈合；同时本发明的无定型含银抗菌水凝胶敷料具有强吸水和持水保湿能力，可以在抗菌的同时，能够有效吸收不同规则创面渗出液，缓解炎症反应，促进湿性愈合。
Claims (9)
1.一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将细菌纤维素膜用去离子水冲洗3-4次后进行纯化处理，纯化后的细胞纤维素膜用硫酸进行水解，将水解后的细胞纤维素膜透析至中性再进行浓缩，备用；
（2） 向步骤（1）中浓缩后的细菌纤维素膜溶液中滴加1M的Tris缓冲液，用碱液将滴加过Tris缓冲液的细菌纤维素膜溶液pH调节至8.5左右，然后向其中加入一定量的单宁酸，在室温避光条件下进行磁力搅拌，搅拌结束后，用去离子水反复清洗产物2-3次，备用；
（3）向溶解在去离子水中的银盐溶液滴加一定浓度的氨水溶液，直至溶液澄清，然后取步骤（2）中清洗后的产物加入上述澄清溶液中，室温搅拌12h，最后，用去离子水进行清洗浓缩，即得负载银离子的细菌纤维素；
（4）将步骤（3）中负载银离子的细菌纤维素与一定量的交联剂进行混合，再在避光条件下加入光引发剂进行均匀混合后用紫外光照射，即得到具有光固化效果的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料；
所述步骤（1）中细菌纤维素膜纯化处理具体方法为：将冲洗后的细菌纤维素膜放入热碱溶液中浸泡，然后用醋酸溶液进行中和，并用去离子水反复冲洗至pH 为5.8-7.8。
2.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述碱溶液包括氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾溶液中的任意一种或任几种的混合，所述碱溶液体积分数为4.0%-5.0%。
3.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述热碱溶液的温度为60-80℃；所述细菌纤维素膜在热碱中浸泡的时间为4-10h。
4.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化效果的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中磁力搅拌的时间为1-2天。
5.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中银盐为硝酸银、硫酸银、磷酸锆钠银中的任意一种；所述氨水溶液的体积分数为3.0-6.0%。
6.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的交联剂为N，N-乙烯基双丙烯酰胺、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种，所述交联剂的质量百分数为1-10%。
7.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的引发剂为α-羟基酮、1-羟基环己基苯基甲酮、二苯甲酮中的任意一种，所述引发剂的质量百分数为0.2-2%。
8.根据权利要求1所述的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中紫外光的波长为250-420nm，紫外光照射时间为10-50s。
9.如1-8任一项所述的制备方法制备的一种具有光交联固化的无定型含银长效抗菌水凝胶敷料。
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| GR01 | Patent grant | ||
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