CN116271179B - 一种伤口敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医用材料领域，公开了一种伤口敷料及其制备方法。本发明提供的制备方法包括：制备含有二甲基砜(MSM)的热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维，通过低温等离子体处理后接枝超氧化物歧化酶(SOD)，再通过绒毛滤过作用吸附复合脂质体，制得伤口敷料。该伤口敷料具有显著的抗氧化，减弱氧化应激水平，促进伤口愈合的作用。
Description
技术领域：
本发明属于生物医用材料领域，涉及一种伤口敷料及其制备方法。
背景技术：
皮肤伤口愈合是一个复杂的动态过程，过度的氧化应激是影响伤口愈合的关键因素。许多慢性伤口仍沿用抗生素治疗，清创和伤口敷料等标准治疗程序。众所周知，人类的慢性伤口含有较高水平的氧化应激。当受影响的组织中存在氧化还原化学物质的不平衡时，就会发生氧化应激。反应性物质被分成两大类，活性氮簇(RNS)和活性氧簇(ROS)。由于解毒抗氧化剂酶的抑制或不足，氧化自由基在组织内累积。因此，错误的调节和治疗造成ROS水平升高，继而损伤DNA、蛋白质和脂质。对DNA的氧化损伤可能导致核苷酸氧化以及单链或双链断裂。对氨基酸残基的氧化损伤可以改变蛋白质结构，最终改变其在细胞中的功能。而脂质过氧化会导致铁依赖性，细胞程序性死亡，这些都不利于伤口的愈合。
发明内容：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种伤口敷料及其制备方法，该伤口敷料具有抗氧化应激功能，有利于伤口的愈合。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种伤口敷料的制备方法，包括如下步骤：
S1：MSM-TPU纳米纤维的制备：将MSM、TPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
S2：复合脂质体的制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有聚半胱氨酸-末端生物素(PCys-Biotin)、麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
S3：采用低温等离子体处理MSM-TPU纳米纤维，之后浸渍于超氧化物歧化酶(SOD)溶液中，再浸渍于复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
优选的，步骤S1中，所述MSM和TPU的用量比是(50-90)mg:1g。
优选的，步骤S1中，所述静电纺丝条件为电压12-17kV、接收距离8-12cm，注射速率0.3-0.6ml/h。
优选的，步骤S2中，所述蛋黄卵磷脂、胆固醇、维生素E、PCys-Biotin和麦角硫因用量比例为(100-120)mg:(10-20)mg:(20-35)mg:(200-250)mg:(30-44)mg，其中PCys-Biotin的半胱氨酸聚合度为20-40。
优选的，步骤S2中，所述脂质体挤出器聚碳酸酯膜孔径为50-100nm。
优选的，步骤S3中，所述等温等离子体处理气体采用氮气，放电时间为5-20min，真空度为40-70Pa，处理功率100-250W。
优选的，步骤S3中，所述SOD溶液的活力为10000-50000U/L，复合脂质体溶液的浓度为500-800mg/L。
优选的，步骤S3中，所述MSM-TPU纳米纤维、SOD溶液与复合脂质体溶液的用量比例为1g:(30-50)mL:(50-80)mL。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的伤口敷料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)MSM会使皮肤光滑，头发、指甲、发育加快，对糖类的代谢起促进作用，能促进伤口愈合。维生素E能抗氧化，SOD能够清除自由基，共同作用纠正过度氧化应激，促进伤口胶原蛋白合成。本发明利用MSM、维生素E和SOD的组合对伤口的过度氧化应激进行纠正，刺激胶原蛋白的合成，促进皮肤愈合及减少疤痕形成。
2)麦角硫因与PCys-Biotin均具有巯基，麦角硫因在生理pH值下具有很好的稳定性，与PCys-Biotin协同保护并激活了SOD。另外采用TPU作为SOD的接枝固定化材料能够利用其疏水特性，能够提高SOD的活性。同时，本发明通过低温等离子体处理将SOD接枝于纤维表面，在纤维表面形成SOD凸起，这些凸起能够截留复合脂质体，提高复合脂质体的载量，这样SOD就能与复合脂质体更好地结合，复合脂质体中的麦角硫因和PCys-Biotin能够对SOD起到保护和激活的作用，提高SOD的活性。
附图说明：
图1为大鼠伤口处理3d后组织中8-羟化脱氧鸟苷(8-OHdG)和丙二醛(MDA)水平。
具体实施方式：
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
以下实施例中，如无特殊说明，原料为市售商业品。其中，PCys-Biotin购自西安齐岳生物科技有限公司。
实施例1
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将80mg二甲基砜(MSM)、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压15kV、接收距离11cm，注射速率0.5mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将105mg蛋黄卵磷脂、17mg胆固醇、28mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有235mg半胱氨酸聚合度为28的PCys-Biotin、36mg麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为80nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维用氮气，放电时间为10min，真空度为50Pa，处理功率200W的低温等离子体处理，之后浸渍于45mL活力为30000U/L SOD溶液中，再浸渍于70mL700mg/L复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
实施例2
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将50mg MSM、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压12kV、接收距离8cm，注射速率0.3mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将100mg蛋黄卵磷脂、10mg胆固醇、35mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有250mg半胱氨酸聚合度为20的PCys-Biotin、30mg麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为100nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维用氮气，放电时间为5min，真空度为70Pa，处理功率250W的低温等离子体处理，之后浸渍于30mL的活力为50000U/L的SOD溶液中，再浸渍于50mL的浓度为800mg/L的复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
实施例3
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将90mg MSM、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压17kV、接收距离12cm，注射速率0.6mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将120mg蛋黄卵磷脂、20mg胆固醇、20mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有200mg半胱氨酸聚合度为40的PCys-Biotin、44mg麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为50nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维用氮气，放电时间为20min，真空度为40Pa，处理功率100W的低温等离子体处理，之后浸渍于50mL的活力为10000U/L的SOD溶液中，再浸渍于80mL的浓度为500mg/L的复合脂质体水溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
对比例1(无PCys-Biotin)
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将80mg MSM、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压15kV、接收距离11cm，注射速率0.5mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将105mg蛋黄卵磷脂、17mg胆固醇、28mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有36mg麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为80nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维用氮气，放电时间为10min，真空度为50Pa，处理功率200W的低温等离子体处理，之后浸渍于45mL的活力为30000U/L的SOD溶液中，再浸渍于70mL的浓度为700mg/L的复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
对比例2(无麦角硫因)
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将80mg MSM、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压15kV、接收距离11cm，注射速率0.5mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将105mg蛋黄卵磷脂、17mg胆固醇、28mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有235mg半胱氨酸聚合度为28的PCys-Biotin的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为80nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维用氮气，放电时间为10min，真空度为50Pa，处理功率200W的低温等离子体处理，之后浸渍于45mL活力为30000U/L SOD溶液中，再浸渍于70mL700mg/L复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
对比例3(无低温等离子体处理)
一种伤口敷料及其制备方法，包括如下步骤：
1、MSM-TPU纳米纤维的制备：将80mg MSM、1gTPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用电压15kV、接收距离11cm，注射速率0.5mL/h静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
2、复合脂质体的制备：将105mg蛋黄卵磷脂、17mg胆固醇、28mg维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有235mg半胱氨酸聚合度为28的PCys-Biotin、36mg麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用聚碳酸酯膜孔径为80nm的脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
3、将1g MSM-TPU纳米纤维浸渍于45mL活力为30000U/L SOD溶液中，再浸渍于70mL700mg/L复合脂质体溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
大鼠伤口愈合实验
选择8周龄雄性SD大鼠，根据体质量采用随机数字表法将其随机分为7个组，每组5只，麻醉后，在其背部左右两侧脱毛，碘酒消毒后，用打孔器切除直径约为1cm的圆形创面，分别用实施例1-3和对比例1-3制备的伤口敷料处理，每隔2d更换敷料，再用弹性绷带对敷料进行固定，记录愈合时间，结果见表1。剩余一组用医用纱布进行处理。
表1大鼠伤口的愈合时间(单位：d)
| 对照组 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 9.4±0.5 | 5.0±0.6 | 5.4±0.5 | 5.8±0.4 | 8.4±0.8 | 8.4±0.5 | 8.0±0.6 |
从表1可知，实施例1-3的伤口敷料处理的伤口愈合速度最快，对比例1-3的伤口敷料虽然愈合速率较医用纱布要快，但是不及实施例制备的敷料。主要是本发明制备的伤口敷料纠正过度氧化应激的效果更佳，这才使得MSM、维生素E和SOD能够起到各自的作用，加速伤口愈合。
大鼠伤口愈合的生化分析
选择8周龄雄性SD大鼠，根据体质量采用随机数字表法将其随机分为7个组，每组5只，麻醉后，在其背部左右两侧脱毛，碘酒消毒后，用打孔器切除直径约为1cm的圆形创面，分别用实施例1-3和对比例1-3制备的伤口敷料处理，再用弹性绷带对敷料进行固定，在处理的第3d取伤口组织测定其8-OHdG的含量和MDA的水平，以未处理的正常皮肤组织作为对照组，结果见图1。
从图1可知，经实施例1-3伤口敷料处理3d后，组织中的8-OHdG含量接近正常值，同时MDA含量也降低至3.5-4.0nmoL/mg蛋白，说明伤口组织中过度的氧化应激被纠正了。而对比例处理的伤口8-OHdG和MDA都维持在高水平，说明对比例伤口敷料在纠正氧化应激方面效果较差。对比例1和2没有对SOD实现必要的巯基协同保护，而对比例3没有采用低温等离子体处理对SOD实施接枝固定化，再用复合脂质体溶液处理时，靠弱相互作用吸附在纤维表面的SOD被重新释放到溶液中，纤维表面的SOD浓度大大降低。实施例1-3显著的抗氧化应激效果主要归功于本发明中为保护和激活SOD催化活性采取的组合和结构，即脂质体中麦角硫因与PCys-Biotin对其实施的协同保护和激活，以及TPU表面疏水特性营造的底物接触环境。
本发明提供了一种伤口敷料及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种伤口敷料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.MSM-TPU纳米纤维的制备：将MSM、TPU用有机溶剂溶解制得纺丝液，采用静电纺丝获得MSM-TPU纳米纤维；
S2.复合脂质体的制备：将蛋黄卵磷脂、胆固醇、维生素E溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在一圆底烧瓶中旋转蒸发至干，使在烧瓶内壁上形成薄膜，然后将含有聚半胱氨酸-末端生物素、麦角硫因的溶液加入烧瓶中搅拌并超声，用脂质体挤出器挤出后，冻干即得复合脂质体；
S3.采用低温等离子体处理所述MSM-TPU纳米纤维，之后浸渍于SOD溶液中，再浸渍于复合脂质体的水溶液中，经辐照灭菌，得到伤口敷料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述MSM和TPU的用量比是(50-90)mg:1g。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述静电纺丝条件为电压12-17kV、接收距离8-12cm，注射速率0.3-0.6mL/h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，蛋黄卵磷脂、胆固醇、维生素E、聚半胱氨酸-末端生物素和麦角硫因用量比例为(100-120)mg:(10-20)mg:(20-35)mg:(200-250)mg:(30-44)mg，其中聚半胱氨酸-末端生物素的半胱氨酸聚合度为20-40。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述脂质体挤出器聚碳酸酯膜孔径为50-100nm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述等温等离子体处理气体采用氮气，放电时间为5-20min，真空度为40-70Pa，处理功率100-250W。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述SOD溶液的活力为10000-50000U/L，复合脂质体的水溶液的浓度为500-800mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种伤口敷料及其制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述MSM-TPU纳米纤维、SOD溶液与复合脂质体的水溶液的用量比例为1g:(30-50)mL:(50-80)mL。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的伤口敷料。
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