CN117224734A - 一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2‑5份、改性羟丙基甲基纤维素2‑5份、丙烯酸20‑50份、过硫酸铵0.5‑5份。该伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，该水凝胶敷料贴片具有皮肤组织黏附性能，不仅能牢固黏附在皮肤表面且与皮肤分离时并不会有残留和损坏皮肤的完整性；该水凝胶敷料具有体温响应可收缩性能，在收缩的同时仍具有皮肤可黏附的性能；水凝胶敷料响应体温收缩且黏附在伤口边缘将其往伤口床中心区域聚集，从而减小了伤口边缘周围的应力集中，起到了平衡伤口张力的作用，使用该敷料治疗的实验组与对照组相比具有显著减小皮肤疤痕的效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药和生物材料技术领域，具体为一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法。
背景技术
从分子学角度剖析，皮肤疤痕可被理解为皮肤损伤修复不完全而引起的组织纤维化疾病。在临床研究中发现，该病变通常更易发生在人体皮肤高度张紧和皮肤僵硬的位置，例如关节、胸部、上背部和肩部。疤痕突出皮面、形状不规则、潮红出血、疼痛、瘙痒等并发症，这不仅影响美观，还会导致肢体挛缩，引起肢体功能障碍，严重的甚至经久破溃不愈形成皮肤癌而危及生命。因此，伤口床中的应力场被认为是影响皮肤组织病理性纤维化即导致皮肤疤痕形成的关键因素。如若能采取措施平衡伤口床中的张力，则可减少对皮肤角化细胞的刺激和避免过度激活成纤维细胞。这将避免因胶原蛋白的大量沉积而引起皮肤组织的表面结构和真皮结构的变形，从而实现减少皮肤疤痕的目的。
目前，临床中常用的预防和治疗疤痕的手段主要包括注射药物、外科手术、放射、激光以及物理康复等。然而，侵入性的治疗手段往往会造成机体的二次损伤并增加患者的痛苦。相比较而言，非侵入性的物理疗法可能更容易被患者接受，比如像常见的压力衣、弹力套、疤痕敷料等。硅酮类凝胶疤痕敷贴主要是通过敷贴的闭塞作用，增强角质层细胞的水合作用而起到减少皮肤疤痕的作用。通过平衡伤口床中的张力促进伤口无疤痕愈合的敷料尚未出现在现有的伤口护理标准中。采用敷料实现平衡伤口张力的目标需同时满足以下两个条件：其一是敷料具有皮肤可黏附性能“抓住”伤口边缘；其二则是敷料具有体温响应收缩的特性能将伤口边缘往伤口中心区域聚集而重塑伤口周围的张力。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，具备平衡伤口张力效果好和减少皮肤伤疤等优点。
（二）技术方案
为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2-5份、改性羟丙基甲基纤维素2-5份、丙烯酸20-50份、过硫酸铵0.5-5份。
进一步，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2份、改性羟丙基甲基纤维素2.4份、丙烯酸30份、过硫酸铵1份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料的制备方法，采用如权利要求1-2任一项所述的伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其特征在于，包括以下步骤：
1）将一定量的羟丙基甲基纤维素溶解到浓度为1M的氢氧化钠液中，然后加入2mol的溴丙烯，在室温下搅拌24用盐酸溶液后，采用透析提纯、冷冻干燥后获得改性羟丙基甲基纤维素备用；
2）将所述重量份丙烯酸加入氢氧化钠水溶液和二甲基亚砜混合溶剂中混合均匀后再加入所述重量份的改性羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素钠，随后在加入所述重量份的过硫酸铵，并将其混合溶液振荡分散后倒入模具放置在60摄氏度的烘箱里反应10-30分钟成胶；
3）将凝胶从模板上取下后放入生理盐水浸泡，置换出凝胶中的二甲基亚砜溶剂；
4）在使用前需要进行消毒处理。
进一步，步骤2）中羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素需要先配成当量的水溶液，并且以水溶液的形式加入丙烯酸混合溶剂中，并且需要在丙烯酸溶液中加入二甲基亚砜溶剂以后再加入羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素溶液，加溶剂的顺序不能随意更改，否则可能导致羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素从溶液中析出或者溶解不充分的情况出现。
进一步，步骤3）中凝胶制备成功后用生理盐水浸泡的时间大约需要24小时，并且每6小时需要更换一次生理盐水以加速二甲基亚砜溶剂分子的置换。
进一步，步骤4）中消毒处理的方法为：先用浓度为75%的酒精溶液浸泡10分钟，然后再用去离子水冲洗3-5次，最后用紫外光照进行消杀4小时后备用。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，该水凝胶敷料贴片具有皮肤组织黏附性能，不仅能牢固黏附在皮肤表面且与皮肤分离时并不会有残留和损坏皮肤的完整性；该水凝胶敷料具有体温响应可收缩性能，在收缩的同时仍具有皮肤可黏附的性能。
2、该伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，水凝胶敷料响应体温收缩且黏附在伤口边缘将其往伤口床中心区域聚集，从而减小了伤口边缘周围的应力集中，起到了平衡伤口张力的作用；该敷料被用于修复皮肤全层损伤动物模型，经过6周的治疗发现，使用该敷料治疗的实验组与对照组相比具有显著减小皮肤疤痕的效果；通过敷料收缩产生的力干预伤口的愈合过程，结合组织病理学分析和组织免疫化学分析等手段，表明该敷料在一定程度上抑制了成纤维细胞的激活和机械转导，对防止疤痕组织的形成具有重要意义。
附图说明
图1为本发明一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法的敷料温度响应收缩性能示意图；
图2为本发明一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法的敷料皮肤可黏附性能示意图；
图3为本发明一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法的对照组与实验组伤口疤痕大小记录示意图；
图4为本发明一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法的皮肤组织的拉伸强度示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其原料包括按重量份计的下述组分：改性羟丙基甲基纤维素2.4份、丙烯酸30份、过硫酸铵1份。
采用上述原料进行伤口张力屏蔽敷料制备的方法包括以下步骤：
1）将4g羟丙基甲基纤维素溶解到浓度为1M的200mL氢氧化钠液中，然后加入2mol的溴丙烯，在室温下搅拌24用1M的盐酸溶液中和后，采用透析提纯、冷冻干燥后获得改性羟丙基甲基纤维素备用。
2）将重量份的丙烯酸加入氢氧化钠水溶液和二甲基亚砜的混合溶剂，然后再将改性羟丙基甲基纤维素溶解在水溶液中后往上述丙烯酸溶液中添加重量份的改性羟丙基甲基纤维素溶液。接下来将其混合均匀并添加重量份的过硫酸铵，待过硫酸铵完全溶解并振荡分散后将混合物倒入模具中，静置在60摄氏度的烘箱里20分钟。
3）将凝胶从模板上取下后放入生理盐水浸泡24小时，每6小时更换一次生理盐水，置换出凝胶中的二甲基亚砜溶剂。
4）消毒处理的方法为：先用浓度为75%的酒精溶液浸泡10分钟，然后再用去离子水冲洗3-5次，最后用紫外光照进行消杀4小时后备用。
实施例二：
一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2份、丙烯酸30份、过硫酸铵1份。
采用上述原料进行伤口张力屏蔽敷料制备的方法包括以下步骤：
1）将4g羟丙基甲基纤维素溶解到浓度为1M的200mL氢氧化钠液中，然后加入2mol的溴丙烯，在室温下搅拌24用1M的盐酸溶液中和后，采用透析提纯、冷冻干燥后获得改性羟丙基甲基纤维素备用。
2）将重量份的丙烯酸加入氢氧化钠水溶液和二甲基亚砜的混合溶剂，然后再将改性羟丙基甲基纤维素溶解在水溶液中后往上述丙烯酸溶液中添加重量份的改性羟丙基甲基纤维素溶液。接下来将其混合均匀并添加重量份的过硫酸铵，待过硫酸铵完全溶解并振荡分散后将混合物倒入模具中，静置在60摄氏度的烘箱里20分钟。
3）将凝胶从模板上取下后放入生理盐水浸泡24小时，每6小时更换一次生理盐水，置换出凝胶中的二甲基亚砜溶剂。
4）消毒处理的方法为：先用浓度为75%的酒精溶液浸泡10分钟，然后再用去离子水冲洗3-5次，最后用紫外光照进行消杀4小时后备用。
实施例三：
一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2份、丙烯酸30份、过硫酸铵2份。
采用上述原料进行伤口张力屏蔽敷料制备的方法包括以下步骤：
1）将4g羟丙基甲基纤维素溶解到浓度为1M的200mL氢氧化钠液中，然后加入2mol的溴丙烯，在室温下搅拌24用1M的盐酸溶液中和后，采用透析提纯、冷冻干燥后获得改性羟丙基甲基纤维素备用。
2）将重量份的丙烯酸加入氢氧化钠水溶液和二甲基亚砜的混合溶剂，然后再将改性羟丙基甲基纤维素溶解在水溶液中后往上述丙烯酸溶液中添加重量份的改性羟丙基甲基纤维素溶液。接下来将其混合均匀并添加重量份的过硫酸铵，待过硫酸铵完全溶解并振荡分散后将混合物倒入模具中，静置在60摄氏度的烘箱里20分钟。
3）将凝胶从模板上取下后放入生理盐水浸泡24小时，每6小时更换一次生理盐水，置换出凝胶中的二甲基亚砜溶剂。
4）消毒处理的方法为：先用浓度为75%的酒精溶液浸泡10分钟，然后再用去离子水冲洗3-5次，最后用紫外光照进行消杀4小时后备用。
为研究实施例1所制成的一种敷料的性能和功效，进行如下实验：
1.评价敷料体温响应可收缩以及皮肤组织可黏附的性能
首先采用模具将凝胶敷料制备成直径为15mm，厚度为3mm的圆柱形凝胶块，放置在玻璃培养皿中，然后将玻璃培养皿放在37℃水浴中模拟人体皮肤温度。并在不同时间点数码相机拍照记录水凝胶块的底面积，采用Image J图像处理软件，计算出不同时间点水凝胶块的底面积大小。根据公式：凝胶收缩率=[(A0−A1)/A0]×100%计算出不同时刻的凝胶收缩率（不同时刻的凝胶底面积分别记为A0、A1、A2、A3……），结果如图1所示。水凝胶的黏附性能则采用猪皮模型进行搭接剪切实验定量分析水凝胶在皮肤表面的粘附力大小。猪皮与水凝胶之间的搭接面积预设为100mm2，样品的测试速率预设为10mm/min，结果如图2所示。
2.敷料修复皮肤全层损伤动物模型实验
首先在大鼠背部皮肤上造两个直径为10mm的圆形全层皮肤切除伤口且两个伤口间距大于20mm。动物模型成功建造以后用水凝胶敷料处理实验组，对照组不做伤口干预处理。定期观察并记录伤口情况，结果如图3所示。在第6周用色度仪、万能力学试验机测试皮肤的颜色以及新生皮肤组织的强度，结果如图4所示。
3.敷料治疗后影响皮肤疤痕形成效果的实验
该实验拟将取材后的组织浸泡在10%福尔马林中一周进行固定，乙醇（70%、90%、95%和100%）分级脱水，在二甲苯中清除并嵌入石蜡中，用旋转切片机制作4-6μm厚的切片，用苏木精和伊红（H&E）染色观察组织修复情况；另外进一步通过Masson以及天狼星红染色，分析组织胶原蛋白沉积量以及I型胶原和III型胶原的分布和占比。皮肤伤口受机械力刺激受粘着斑激酶（FAK）通过将来自细胞外基质的机械应力连接到细胞质来促进细胞信号的传导，从而激活炎症通路。成纤维细胞通过炎症信号被募集到伤口，此时，成纤维细胞分泌的促纤维化细胞因子（TGF-β1）促进成纤维细胞的增殖，加剧纤维化和胶原蛋白的沉积。
本发明的有益效果是：
1、该伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，该水凝胶敷料贴片具有皮肤组织黏附性能，不仅能牢固黏附在皮肤表面且与皮肤分离时并不会有残留和损坏皮肤的完整性；该水凝胶敷料具有体温响应可收缩性能，在收缩的同时仍具有皮肤可黏附的性能。
2、该伤口张力屏蔽水凝胶敷料及其制备方法，水凝胶敷料响应体温收缩且黏附在伤口边缘将其往伤口床中心区域聚集，从而减小了伤口边缘周围的应力集中，起到了平衡伤口张力的作用；该敷料被用于修复皮肤全层损伤动物模型，经过6周的治疗发现，使用该敷料治疗的实验组与对照组相比具有显著减小皮肤疤痕的效果；通过敷料收缩产生的力干预伤口的愈合过程，结合组织病理学分析和组织免疫化学分析等手段，表明该敷料在一定程度上抑制了成纤维细胞的激活和机械转导，对防止疤痕组织的形成具有重要意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其特征在于，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2-5份、改性羟丙基甲基纤维素2-5份、丙烯酸20-50份、过硫酸铵0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其特征在于，其原料包括按重量份计的下述组分：羧甲基纤维素钠2份、改性羟丙基甲基纤维素2.4份、丙烯酸30份、过硫酸铵1份。
3.一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料的制备方法，采用如权利要求1-2任一项所述的伤口张力屏蔽水凝胶敷料，其特征在于，包括以下步骤：
1）将一定量的羟丙基甲基纤维素溶解到浓度为1M的氢氧化钠液中，然后加入2mol的溴丙烯，在室温下搅拌24用盐酸溶液后，采用透析提纯、冷冻干燥后获得改性羟丙基甲基纤维素备用；
2）将所述重量份丙烯酸加入氢氧化钠水溶液和二甲基亚砜混合溶剂中混合均匀后再加入所述重量份的改性羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素钠，随后在加入所述重量份的过硫酸铵，并将其混合溶液振荡分散后倒入模具放置在60摄氏度的烘箱里反应10-30分钟成胶；
3）将凝胶从模板上取下后放入生理盐水浸泡，置换出凝胶中的二甲基亚砜溶剂；
4）在使用前需要进行消毒处理。
4.根据权利要求3所述的一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤2）中羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素需要先配成当量的水溶液，并且以水溶液的形式加入丙烯酸混合溶剂中，并且需要在丙烯酸溶液中加入二甲基亚砜溶剂以后再加入羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素溶液，加溶剂的顺序不能随意更改，否则可能导致羧甲基纤维素钠和改性羟丙基甲基纤维素从溶液中析出或者溶解不充分的情况出现。
5.根据权利要求3所述的一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤3）中凝胶制备成功后用生理盐水浸泡的时间大约需要24小时，并且每6小时需要更换一次生理盐水以加速二甲基亚砜溶剂分子的置换。
6.根据权利要求3所述的一种伤口张力屏蔽水凝胶敷料的制备方法，其特征在于：步骤4）中消毒处理的方法为：先用浓度为75%的酒精溶液浸泡10分钟，然后再用去离子水冲洗3-5次，最后用紫外光照进行消杀4小时后备用。
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- 2023-11-10 CN CN202311490747.5A patent/CN117224734A/zh active Pending
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