CN115554465B - 一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法 - Google Patents

一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冻干可吸收胶原基医用敷料，由如下质量百分比的组分构成：胶原蛋白0.1‑1%，甘油2‑5%，海藻糖1‑5%，甘露糖醇1‑5%，普鲁兰多糖1‑5%，其余为纯化水，其制备方法包括如下步骤：S1：制备胶原蛋白初溶液；S2：取剩余纯化水，加入所需份量的普鲁兰多糖，室温搅拌使其充分溶解，然后加入所需份量的甘油、海藻糖、甘露糖醇，室温搅拌使其充分溶解；S3：制备敷料原液；S4：将敷料原液倒入成型模具中，冷冻干燥成型，脱模，包装，经灭菌处理即得产品，本发明不仅能够使有效成分被最大化地吸收利用，提高了敷料有效成分的利用率，并且提高了敷料的力学性能，且不添加任何防腐剂，不会对皮肤造成损伤，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

Description

一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法。
背景技术
胶原蛋白作为一种天然高分子物质，主要分布于动物皮肤、跟腱、骨、韧带及血管中，是动物组织中重要的结构蛋白。胶原蛋白独特的三股螺旋结构使其具有很强的生理活性，可参与细胞的增殖、生长、分化和迁移，使皮肤等组织具有一定的机械强度，且具有良好的生物相容性和可生物降解性，因此，胶原蛋白在烧伤、创伤、眼角膜疾病、保健、美容、矫形、硬组织修复、创面止血、药物传递、缓释技术等医药卫生领域有着广泛的应用。
人体皮肤受到损伤后，容易被细菌、真菌感染，严重者会引发各类并发症，甚至能够危及生命。医用创面覆盖材料可以暂时替代皮肤屏障的功能，保护创面并维持其愈合的生理进程，是创面治疗行之有效的重要手段。早期的覆盖材料以纱布、棉垫、绷带等为主，即传统敷料，这类材料虽然能起到一定创面保护的作用，但是并不能促进创面修复，存在无保湿作用、在更换敷料时易造成二次伤害、易感染、对创面愈合无促进作用等缺点。这也导致各种新型敷料应运而生。
新型敷料是Winter在20世纪60年代初期提出的创伤修复“湿润愈合”理论基础上发展起来的新型创面修复及保护敷料，该类敷料与传统敷料相比，是一种更接近于理想要求的敷料，具有良好的生物相容性、可降解性、保湿性，与创面组织粘连程度轻，降低新生组织损伤，主要从保持愈合环境湿润、减轻疼痛、低氧或无氧微酸环境、酶学清创功能四方面促进伤口愈合。目前，以胶原蛋白材料为基础的新型生物敷料，已被广泛应用于美容、止血、创面修复、组织工程、给药系统等领域，市场前景良好。
目前市面上的胶原基医用敷料主要有胶原蛋白海绵和胶原贴敷料，其中胶原蛋白海绵主要应用于止血领域，且价格昂贵；胶原贴敷料主要应用于医美领域，由胶原蛋白原液和无纺布组成，膜布为不可吸收的成分，使用后膜布会被丢弃。由于膜布是活性成分液的载体，使用后仍然有大量的活性成分负载在膜布中丢弃，使得活性成分的利用率很低。现有技术中公开的胶原贴敷料里由于加入了一定量的防腐剂如：苯氧乙醇、山梨酸钾、苯甲酸、尼泊金酯类等，对皮肤有一定伤害性和刺激性，不适用于面部过敏性皮肤病、面部烧烫伤等创面的治疗及护理。因此，急需开发一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法以解决上述技术问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种冻干可吸收胶原基医用敷料，不仅能够使有效成分被最大化地吸收利用，提高了敷料有效成分的利用率，并且提高了敷料的力学性能，且不添加任何防腐剂，不会对皮肤造成损伤，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。
为了实现上述目的，本发明提供的一种冻干可吸收胶原基医用敷料，由如下质量百分比的组分构成：胶原蛋白0.1-1％，甘油2-5％，海藻糖1-5％，甘露糖醇1-5％，普鲁兰多糖1-5％，其余为纯化水，所述胶原蛋白包括大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白。
一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照上述各组分的质量百分比，取占总用量一半的纯化水配制质量浓度为0.1-0.2％的稀酸溶液，将大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白4-18℃搅拌、充分溶解于稀酸溶液中，得到胶原蛋白初溶液，所述大分子胶原蛋白的分子量为30万道尔顿以上，具有完整的三股螺旋结构，所述小分子胶原蛋白的分子量小于30万道尔顿；
S2：取剩余纯化水，加入所需份量的普鲁兰多糖，室温搅拌使其充分溶解，然后加入所需份量的甘油、海藻糖、甘露糖醇，室温搅拌使其充分溶解；
S3：在不断搅拌的条件下，将S2得到的溶液缓慢加入到S1得到的胶原蛋白初溶液中，继续4-18℃搅拌，然后用氢氧化钠溶液调节溶液的pH至4-6，得到敷料原液；
S4：将敷料原液倒入成型模具中，于-80℃预冷冻10-60min后，移入冷冻干燥机中冷冻干燥成型，脱模，包装，经灭菌处理即得产品。
优选地，所述S1中，稀酸溶液为柠檬酸溶液。
优选地，所述S1中，搅拌速度为500-2000r/min。
优选地，所述S2中，搅拌温度为20-30℃，搅拌速度为300-1000r/min。
优选地，所述S3中，搅拌速度为500-2000r/min。
优选地，所述S4中，成型模具的材质为不锈钢，倒入成型模具中敷料原液的厚度为0.5-3mm。
优选地，所述S4中，冷冻干燥过程为：-42℃保持10-60min，-42℃升至-10℃保持2-3h，-10℃升至0℃保持9-10h，0℃升至15℃保持1-3h，15℃升至25℃保持1-2h。
优选地，所述S4中，灭菌方式为钴60辐照灭菌，辐照剂量为15-30K。
本发明提供的一种冻干可吸收胶原基医用敷料及其制备方法，具有如下有益效果。
1.本发明采用保留三螺旋结构的生物大分子胶原蛋白，既是活性成分，又充当可降解吸收的载体，冻干成型不需要膜布作为有效成分的载体，使有效成分被最大化地吸收利用，提高了敷料有效成分的利用率。特添加小分子胶原蛋白，可以被皮肤快速吸收，从而提高伤口愈合的速度。同时添加一定量的海藻糖和甘露糖醇作为冻干保护剂，有效保护胶原蛋白的生物活性。
2.本发明采用超低温冷冻干燥工艺，制备的敷料可以在常温下长时间的保存，不添加任何防腐剂，不会对皮肤造成损伤，敷料中的有效成分遇水后可以快速的水化、吸收并在皮肤表面形成一层保护膜，使创口免遭细菌感染及其他外来因素的影响。
3.本发明通过调控胶原蛋白与甘油、海藻糖、普鲁兰多糖和甘露糖醇的比例，提高敷料的力学性能，有效改善胶原蛋白单独使用时物理机械性能差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
本发明提供的一种冻干可吸收胶原基医用敷料，由如下质量百分比的组分构成：胶原蛋白0.1-1％，甘油2-5％，海藻糖1-5％，甘露糖醇1-5％，普鲁兰多糖1-5％，其余为纯化水，所述胶原蛋白包括大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白。
本发明提供的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照上述各组分的质量百分比，取占总用量一半的纯化水配制质量浓度为0.1-0.2％的稀酸溶液，优选地，所述稀酸溶液为柠檬酸溶液。将大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白4-18℃搅拌、充分溶解于稀酸溶液中，搅拌速度为500-2000r/min，得到胶原蛋白初溶液，所述大分子胶原蛋白的分子量为30万道尔顿以上，具有完整的三股螺旋结构，所述小分子胶原蛋白的分子量小于30万道尔顿；
S2：取剩余纯化水，加入所需份量的普鲁兰多糖，室温搅拌使其充分溶解，搅拌温度为20-30℃，搅拌速度为300-1000r/min，然后加入所需份量的甘油、海藻糖、甘露糖醇，室温搅拌使其充分溶解；
S3：在不断搅拌的条件下，将S2得到的溶液缓慢加入到S1得到的胶原蛋白初溶液中，继续4-18℃搅拌，搅拌速度为500-2000r/min。然后用氢氧化钠溶液调节溶液的pH至4-6，得到敷料原液；
S4：将敷料原液倒入成型模具中，于-80℃预冷冻10-60min后，移入冷冻干燥机中冷冻干燥成型，脱模，包装，经灭菌处理即得产品。成型模具的材质为不锈钢，倒入成型模具中敷料原液的厚度为0.5-3mm。冷冻干燥过程为：-42℃保持10-60min，-42℃升至-10℃保持2-3h，-10℃升至0℃保持9-10h，0℃升至15℃保持1-3h，15℃升至25℃保持1-2h。灭菌方式为钴60辐照灭菌，辐照剂量为15-30K。
实施例1-3和对比例1-3冻干可吸收胶原基医用敷料的具体配方如表1所示：
表1实施例1-3和对比例1-3冻干可吸收胶原基医用敷料的配方组成
Figure GDA0004058952360000041
冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照表1的配方组成，分别取小分子量胶原蛋白和大分子量的胶原蛋白用0.2％柠檬酸溶液在12℃，以1000r/min速度搅拌溶解，得到胶原蛋白初溶液；
S2：将普鲁兰多糖用纯水在25℃下以500r/min速度搅拌溶解后，依次加入甘油、海藻糖及甘露糖醇继续搅拌溶解均匀；
S3：将S2得到的溶液缓慢加入到S1得到的胶原蛋白初溶液中，在12℃，以1000r/min速度继续搅拌，在搅拌下用少量氢氧化钠溶液调节pH至4-6，使两者充分混合均匀，得到敷料原液；
S4：将制备的敷料原液加入到片状成型模具中，溶液的厚度为1mm，放入-80℃冰箱预冷冻30min，后移入冷冻干燥机板层上，运行以下冻干曲线：-42℃保持25min，-42℃升至-10℃保持120min，-10℃升至0℃保持560min，0℃升至15℃保持80min，15℃升至25℃保持60min；从冻干机中取出模具，将冻干后的样品脱模，包装，经钴60辐照灭菌即得产品。
(1)活性成分利用率试验：
对市售胶原贴敷料(由胶原蛋白原液和无纺布组成)样品进行胶原蛋白含量测试，测试方法如下：取胶原贴敷料样品，打开包装，收集包装内的敷料和液体，将敷料剪成约0.5cm2碎片，用50mL0.1M醋酸溶液分3-4次冲洗包装袋内部，将洗液与上述包装袋内液体以及敷料碎片合并，持续搅拌2h，离心取上清液即得供试液。取供试液按照《中华人民共和国药典》(2020年版)四部0731蛋白质含量测定法第一法规定的方法进行测试。
然后取胶原贴敷料样品按照使用方法贴敷30min后，取下敷料，测试敷料残留胶原蛋白含量，测试方法如下：将敷料剪成约0.5cm2碎片，用25mL 0.1M醋酸溶液浸泡并持续搅拌2h，离心取上清液即得供试液。取供试液按照《中华人民共和国药典》(2020年版)四部0731蛋白质含量测定法第一法规定的方法进行测试。
对实施例1-3制备的样品进行胶原蛋白含量测试，测试方法如下：取1g样品用10mL0.1M醋酸溶液溶解后，离心取上清液即得供试液。取供试液按照《中华人民共和国药典》(2020年版)四部0731蛋白质含量测定法第一法规定的方法进行测试。
因实施例1-3制备的样品在使用后即快速地水化、吸收，无法测试其活性成分胶原蛋白残留量，因此我们认为其使用后残留的胶原蛋白含量为0。
活性成分利用率＝(使用前样品胶原蛋白含量-使用后残留的胶原蛋白含量)/使用前样品胶原蛋白含量*100％，测试结果如表2所示：
表2实施例1-3制备的医用敷料和市售胶原贴敷料的活性成分利用率
Figure GDA0004058952360000051
备注：实施例1-3制备的样品在使用前胶原蛋白含量是以1g样品计算的。
由表2可以看出，市售胶原贴敷料的活性成分利用率仅为54.5％，实施例1-3制备的冻干可吸收胶原基医用敷料的活性成分利用率为100％，说明本发明能够使有效成分被最大化地吸收利用，可以显著提高敷料有效成分的利用率。
(2)拉伸强度试验：
对实施例1-3和对比例1-3制备的冻干可吸收胶原基医用敷料进行拉伸强度测试：取实施例1-3和对比例1-3制得的冻干可吸收胶原基医用敷料样品，将样品放置在夹板间，保持样品水平状态，以50mm/min速率，使样品伸长到断裂。拉伸强度(N/cm)＝最大载荷(N)/样品宽度(cm)，结果如表3所示：
表3实施例1-3和对比例1-3冻干可吸收胶原基医用敷料的拉伸强度
试验例 拉伸强度(N/cm)
实施例1 1.06
实施例2 1.21
实施例3 1.10
对比例1 0.72
对比例2 0.86
对比例3 0.64
由表3可以得出，实施例1-3的冻干可吸收胶原基医用敷料的拉伸强度明显优于对比例1-3，说明本发明通过改变配方中各成分的比例，显著提高了敷料的力学性能。
本发明采用保留三螺旋结构的生物大分子胶原蛋白，既是活性成分，又充当可降解吸收的载体，冻干成型不需要膜布作为有效成分的载体，使有效成分被最大化地吸收利用，提高了敷料有效成分的利用率。特添加小分子胶原蛋白，可以被皮肤快速吸收，从而提高伤口愈合的速度。同时添加一定量的海藻糖和甘露糖醇作为冻干保护剂，有效保护胶原蛋白的生物活性。本发明采用超低温冷冻干燥工艺，制备的敷料可以在常温下长时间的保存，不添加任何防腐剂，不会对皮肤造成损伤，敷料中的有效成分遇水后可以快速的水化、吸收并在皮肤表面形成一层保护膜，使创口免遭细菌感染及其他外来因素的影响。本发明通过调控胶原蛋白与甘油、海藻糖、普鲁兰多糖和甘露糖醇的比例，提高敷料的力学性能，有效改善胶原蛋白单独使用时物理机械性能差的问题。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冻干可吸收胶原基医用敷料，其特征在于，由如下质量百分比的组分构成：胶原蛋白0.1-1％，甘油2-5％，海藻糖1-5％，甘露糖醇1-5％，普鲁兰多糖1-5％，其余为纯化水，所述胶原蛋白包括大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白。
2.一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按照权利要求1中各组分的质量百分比，取占总用量一半的纯化水配制质量浓度为0.1-0.2％的稀酸溶液，将大分子胶原蛋白和小分子胶原蛋白4-18℃搅拌、充分溶解于稀酸溶液中，得到胶原蛋白初溶液，所述大分子胶原蛋白的分子量为30万道尔顿以上，具有完整的三股螺旋结构，所述小分子胶原蛋白的分子量小于30万道尔顿；
S2：取剩余纯化水，加入所需份量的普鲁兰多糖，室温搅拌使其充分溶解，然后加入所需份量的甘油、海藻糖、甘露糖醇，室温搅拌使其充分溶解；
S3：在不断搅拌的条件下，将S2得到的溶液缓慢加入到S1得到的胶原蛋白初溶液中，继续4-18℃搅拌，然后用氢氧化钠溶液调节溶液的pH至4-6，得到敷料原液；
S4：将敷料原液倒入成型模具中，于-80℃预冷冻10-60min后，移入冷冻干燥机中冷冻干燥成型，脱模，包装，经灭菌处理即得产品。
3.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S1中，稀酸溶液为柠檬酸溶液。
4.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S1中，搅拌速度为500-2000r/min。
5.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S2中，搅拌温度为20-30℃，搅拌速度为300-1000r/min。
6.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S3中，搅拌速度为500-2000r/min。
7.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S4中，成型模具的材质为不锈钢，倒入成型模具中敷料原液的厚度为0.5-3mm。
8.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S4中，冷冻干燥过程为：-42℃保持10-60min，-42℃升至-10℃保持2-3h，-10℃升至0℃保持9-10h，0℃升至15℃保持1-3h，15℃升至25℃保持1-2h。
9.根据权利要求2所述的一种冻干可吸收胶原基医用敷料的制备方法，其特征在于，所述S4中，灭菌方式为钴60辐照灭菌，辐照剂量为15-30K。
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