CN1167366C - 壳聚糖、胶原和海藻酸钙复合海绵生物敷料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖、胶原和海藻酸钙复合海绵生物敷料及其制作工艺，由壳聚糖、I型胶原及海藻酸钙制得，三者重量配比为：壳聚糖∶胶原∶海藻酸钙为(0.5-8)∶(0.5-8)∶(0.1-8)。其制备工艺为：选择壳聚糖与I型胶原，加入海藻酸钙经复配、交联，用缓冲液中和、乳化后，经预冻、一次冷冻干燥制得。本发明复合海绵敷料生物相容性好，粘附性强；具有促进伤口愈合的活性功能及止血作用；具有较好的药物及生长缓释作用，可与局部抗菌药物组合制成基因工程敷料用于感染创面；也可与活性生长因子或活性细胞组合制成基因工程敷料用于顽固性溃疡及烧伤创面；容易应用和揭除；无菌、低过敏原、无毒、无热原；可广泛应用于创伤、烧伤创面。

Description

壳聚糖、胶原和海藻酸钙复合海绵生物敷料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种医疗器械敷料，尤其涉及一种可以生物降解的海绵状敷料。

背景技术

创面修复是外科乃至整个医学界所面临的最重要、最基本的问题之一。专家们预测，21世纪中，创伤的人数将成倍增长。创面敷料的使用需求也将会面临一个持续上升的新高潮。传统的敷料(纱布)仅起单纯覆盖创面的作用，随着现代医学，特别是分子生物学的迅速发展，现代研制敷料的概念已发生了根本的变化，即敷料不仅要覆盖创面，还应具有促进组织修复的功能，为新生组织提供生长环境，加速创口愈合、减少疤痕、防止细菌污染；而且用它的可生物降解性，减少了换药的次数。

理想的创面敷料应当具备：(1)与伤口良好的粘附性；(2)类似正常皮肤水分蒸发率的渗透性；(3)具有良好的弹性、柔韧性；(4)阻止细菌入侵和限制细菌在伤口上定殖的屏障功能；(5)减轻疼痛；(6)增进伤口自然愈合过程，不干扰创面的正常愈合机制，不促使肉芽组织过度生长；(7)止血性能；(8)安全性；(9)在创面上稳定，易去除，应用与贮存方便等。至今还没有一种敷料能达到和满足上述要求，都有各自的优缺点。

国内外已发表的研究文献和发明专利显示，胶原是制作海绵敷料的常用原料。由于胶原在进化上十分保守，种属间差异很小，因而纯化的胶原有良好的生物相容性，不会引起异物、炎症和排斥反应，并且有较好的生物可降解性。胶原还具有与皮肤相似的粘附性。它的主要缺点是弹性差和有潜在感染危险。

壳聚糖从蟹壳、虾皮或真菌的膜中提取并经脱乙酰化而形成的一种多聚糖胺，对机体无毒，与生物体有良好的相容性，易于化学改性，并对许多细菌和真菌有较好的抗菌作用，还有良好的生物可降解性，它对创面渗出液吸水性好，透气性好，对伤口渗血有止血作用，且能促进创面愈合，并可作为药物的缓释放载体。但早期粘附性差、顺应性和弹性较差是其缺点。

从褐色海藻中提炼加工而成的海藻酸钙，与创面渗液接触时通过离子交换成可溶性海藻酸钠，后者具有吸收大量液体的能力而发生膨胀起到凝胶作用，并经生物降解溶解在渗液内，湿润时敷料能完整剥离，无纤维残留在创面上。藻酸盐可吸收自身重量20倍的渗液，而纱布仅3-4倍。同时，钙离子释放到伤口诱导血小板活化，产生止血生长因子，起到止血和加速创面愈合的作用。海藻酸钙还具有吸附细菌、阻挡细菌通过的屏障作用，并通过刺激伤口巨噬细胞的活化来增强创面对致病微生物的防御。它的柔韧、顺应性较好，但单独应用时粘附性较差。

已有胶原海绵制作工艺是：胶原制备→模板浇铸→预冻→冷冻干燥→化学交联→漂洗→冷冻干燥→胶原海绵。该工艺需要进行二次冷冻干燥，电能消耗大、费时，因而成为制约胶原海绵敷料产业化的瓶颈。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种用于创面愈合、具有良好的生物相容性、渗透性、弹性和柔韧性的新型复合海绵生物敷料，它不仅是低成本的，而且由于改良的生物学性能而便于临床使用，所述敷料可进一步包含能促进伤口愈合的生长因子或活性细胞等。本发明的目的之二在于，弥补现有海绵发泡技术的不足，提供一种一次冷冻干燥制备海绵敷料的新工艺。

本发明所述的海绵敷料由壳聚糖、I型胶原及海藻酸钙制得，三者重量配比为：壳聚糖∶胶原∶海藻酸钙为(0.5-8)∶(0.5-8)∶(0.1-8)。

其制备工艺为：选择壳聚糖与I型胶原，加入海藻酸钙经复配、交联，用缓冲液中和、乳化后，经预冻、一次冷冻干燥制得。

本发明所述交联剂的配比量为0.05-1.2％，可以是：氯化钙、戊二醛、6-硫酸软骨素中的一种或一种以上；乳化剂选用食用乳化剂，其配比量为0.05-1％，可以是：单硬脂肪酸甘油酯、丙乙醇单硬脂酸酯、聚甘油脂肪酸酯中的一种或一种以上。

为解决现有敷料中涉及的上述问题，本发明将壳聚糖、胶原和海藻酸钙溶液进行科学组合，制成壳聚糖/胶原/海藻酸钙复合海绵生物敷料。与现有同类敷料相比，本复合海绵敷料具有下述特点：(1)生物相容性好，粘附性强；(2)具有促进伤口愈合的活性功能；(3)止血作用；(4)刺激创伤修复组织内巨噬细胞活化，分泌和释放多种创面修复生长因子，并增强局部对致病微生物的防御，有助于控制感染；(5)具有较好的药物及生长缓释作用，可与局部抗菌药物组合制成基因工程敷料用于感染创面；也可与活性生长因子或活性细胞组合制成基因工程敷料用于顽固性溃疡及烧伤创面；(6)容易应用和揭除；(7)安全(无菌、低过敏原、无毒、无热原)；(8)本复合海绵敷料可组合成具有不同功能的系列，以适应不同创面的要求。

本发明制得的海绵敷料表面光滑、网孔均匀、网孔适合细胞生长、吸水性强、体外降解速率适中、具有弹性和一定的机械强度，可广泛应用于创伤、烧伤创面。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

称取壳聚糖8kg和海藻酸钙1.5kg，溶于0.05M醋酸至2％(W/V)，在室温下将该溶液搅拌1小时，然后在室温下保温一夜而在无尘气氛中除去溶液中残存的气泡，缓缓加入I型胶原(0.5kg)的均匀溶液中。在上述混合溶液中加入0.25％戊二醛交联剂0.8kg，置4℃冰箱4h，加入缓冲液调整溶液PH值至5-7，加入乳化剂单硬脂肪酸甘油酯0.02kg搅匀，用胶体磨将溶液磨成均一液体。装模板置-30℃冰箱预冻4h，将预冻后胶原模板快速转入冷冻干燥机内，真空冷冻干燥12-24h，待样品温度回升到室温，再逐步加热到105℃，恒温4h即成海绵状敷料，经内外包装后经Co⁶⁰照射消毒即可入库。

实施例2：

称取壳聚糖40kg和海藻酸钙2kg，溶于0.05M醋酸至2％(W/V)，在室温下将该溶液搅拌1小时，然后在室温下保温一夜而在无尘气氛中除去溶液中残存的气泡，缓缓加入牛肌腱胶原8kg的均匀溶液中。将硫酸软骨素0.15kg溶于0.05M醋酸，滴加入以上混合溶液中不断搅拌，再加入0.1kg氯化钙交联剂，置4℃冰箱4h，加入缓冲液调整溶液PH值至5-7，加入乳化剂聚甘油脂肪酸酯0.01kg搅匀，用胶体磨将溶液磨成均一液体。装模板置-30℃冰箱预冻4h，将预冻后胶原模板快速转入冷冻干燥机内，真空冷冻干燥12-24h，待样品温度回升到室温，再逐步加热到105℃，恒温4h即成海绵状敷料，经内外包装后经Co⁶⁰照射消毒即可入库。

Claims (9)

1、一种复合海绵生物敷料，其特征在于：由壳聚糖，I型胶原及海藻酸钙制得，三者重量配比为：壳聚糖∶胶原∶海藻酸钙为(0.5-8)∶(0.5-8)∶(0.1-8)。

2、根据权利要求1所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：其制备工艺为：选择壳聚糖与I型胶原，加入海藻酸钙经复配、交联，用缓冲液中和至PH为5-7、乳化后，经预冻、冷冻干燥制得。

3、根据权利要求2所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：采用一次冷冻干燥法制备海绵敷料。

4、根据权利要求2或3所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：交联剂为：氯化钙、戊二醛、6-硫酸软骨素之一或一种以上。

5、根据权利要求2或3所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：交联剂配比为0.05-1.2％。

6、根据权利要求2或3所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：乳化剂选用食用乳化剂。

7、根据权利要求2或3所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：乳化剂为单硬脂肪酸甘油酯、丙乙醇单硬脂酸酯、聚甘油脂肪酸酯之一或一种以上。

8、根据权利要求2或3所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：乳化剂配比为0.05-1％。

9、根据权利要求1或2所述的复合海绵生物敷料，其特征在于：I型胶原选用牛肌键胶原。