CN1795935A - 一种纳米壳聚糖人造皮肤及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纳米壳聚糖人造皮肤及制造方法；纳米壳聚糖人造皮肤，有半透明膜体、用生理盐水浸泡有柔软、丰满的弹性形态，在4000倍显微镜下观察呈三维网络结构，有良好的抑制细菌及肿瘤细胞生长的生物医学特性，其组织为纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物；制造方法由第一步A料制备、等二步B料制备、第三步纳米壳聚糖囊体制备、及第四步将纳米壳聚糖囊体制成人造皮肤的工艺组成；其中A料制备是将有机酸充分溶解稀释，B料制备是将纳米壳聚糖制成溶液，第三步是纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸聚合反应生成纳米壳聚糖囊体，第四步是将该囊体剪成人造皮肤；优点是该皮肤生物医学特性好，医用价值高；工艺流程短、操作容易、节省设备降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及以纳米壳聚糖和氨基酸或乳酸为主要原料，聚合成具有半透明的膜体、在生理盐水中浸泡具有柔软、丰满的弹性形态，在4000倍显微镜下观察到有三维网络结构，具有良好的抑制细菌及抗肿瘤细胞生长的生物医学特性，其组织为由纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物而构成的人造皮肤；本发明还涉及制造这种人造皮肤的工艺方法。
背景技术
烧伤、烫伤、溃疡性皮肤伤面、创伤性出血、肿瘤疾患都是威胁人类健康的常见病、多发病和致命性疾病。皮肤疾患的治疗以及皮肤代用品或类真皮特性人造皮肤，已有较长的研究开发历史，也取得了相当的进展。但是，至目前仍有不可越愈的障碍，尚难范达到理想的状态。而自体取皮治疗又造成患者二次创伤，并可能引发某些并发症。
近年，国内外众多研究者对人造皮肤的基材选择进行了大量的探索。如在胶原蛋白基材网架基础上，以壳聚糖或衍生物的多孔三维结构基质网架，制成有表皮和真皮双层结构的组织工程化人工皮肤(CN1363398A 2002公告)等报导，其基本思路是壳聚糖仅作其它材料的配伍改性单元。
近代纳米技术的开发和应用，已为新材料的超微开发提供了一个全新的理伦、技术和应用基础。在原子、分子尺寸范围的纳米结构物质，在应用特性方面有着巨大的质的变化。大量应用结果表明，在相同条件下纳米化药物的疗效，一般比普通粒径的同类药物提高疗效5-10倍。
发明内容
本发明的目的在于：针对治疗皮肤创伤的迫切需要，为患者提供一种对抑制细菌及肿瘤生长有良好效果的纳米壳聚糖人造皮肤；本发明的另一个目的是提供生产这种人造皮肤的工艺方法。
一种纳米壳聚糖人造皮肤，其特征在于：具有半透明的膜体、在生理盐水中浸泡具有柔软、丰满的弹性形态，在4000倍显微镜下观察呈三维网络结构，具有抑制细菌及抑制肿瘤细胞生长的生物医学特性，其组织为纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物。
一种纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：按重量份数计量，采用的配比原料为：
纳米壳聚糖 100---120
氨基酸或乳酸 5
有机酸 75
表面活性剂 5---30
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 55---60
去离子水 950；
其制造方法按下述步骤进行：
第一步A料的制备：取去离子水950重量份、有机酸75重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸55--60重量份，置于配有迥流冷凝器的反应釜中，在40℃--45℃、1000-3000转/min搅拌作用下予溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080-1085的A料；
第二步B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃--45℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将100-120重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖的溶液，称为B料；
第三步纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入5-30重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的氨基酸或乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从60℃-65℃逐渐升至88℃-90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体；
第四步将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，处理成纳米壳聚糖人造皮肤的过程：将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到厚度为0.05-0.3mm、浅棕色、半透明的纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物膜，即称为纳米壳聚糖人造皮肤。
这种纳米壳聚糖人造皮肤，具有半透明的膜体、在生理盐水中浸泡具有柔软、丰满的弹性形态，在4000倍显微镜下可以观察到有三维网络结构，在生物医学上具有良好的抑制细菌及抗肿瘤细胞生长的特性，其组织为由纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸构成的聚合物。
将已干燥的纳米壳聚糖人造皮肤，按要求严格进行消毒，然后密封、包装、入库保存。
附加技术特征是：
①所用氨基酸可以为各类氨基酸；
②所用有机酸可为甲酸、乙酸、乳酸、丙二酸或己二酸；
③所用表面活性剂可以是吐温-20、平平加OS-10、平平加OS-15、JFZ-1高效匀染剂、JFZ渗透剂或其它脂肪类聚乙烯基醚；
④所用纳米壳聚糖，为具有以下理化指标的纳米壳聚糖产品：粉体颗粒≥80目，粉体容积密度为0.56-0.62g/ml，粉体水分≤5.6％，纳米壳聚糖粒子的粒度为20-60nm、重金属杂质含量：铅≤0.1mg/kg、汞≤0.1mg/kg、砷≤0.2mg/kg，可溶于弱酸、稀酸或六丙酮，无菌。
⑤工艺中所用超声波，为超声波发生器产生的40W-100W的超声波。
本发明所用纳米壳聚糖，可以按申请号为02133792.6，申请日为2002年9月23日，名称为“一种纳米尺寸壳聚糖的制造方法”，中国发明专利申请文件中所提供的方法制造出来。本发明所用其它原料均为市售产品。
本发明的优点在于：由于本产品纳米壳聚糖人造皮肤，具有抑制细菌生长和抗肿瘤细胞生长的良好生物医学特性，因此能广泛用于烧伤、烫伤、溃疡皮肤的植皮，创伤止血，抑菌、消炎并促进细胞再生，加速创面愈合，可以用作透析膜，可作为修复内部损伤组织的良好组织支架材料；本工艺不同于现有技术的突出优点是：现有技术制造壳聚糖人造皮肤，首先是制备出壳聚糖溶胶，然后将溶胶喷涂或涂刷成膜层经干燥而成，不能直接制造出人造皮肤囊体，而且膜层薄实用性差；本工艺可以直接合成纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，经简单地剪切即为人造皮肤，其膜层厚、弹性好、实用性强；而且工艺流程短、操作容易、节省设备。
具体实施方式
实例1 纳米壳聚糖人造皮肤制造方法一：
第一步A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸75重量份、绝对粘度
为4764mpa.s的聚丙烯酸55重量份，置于配有迥流冷凝器的反应釜中，在40℃--45℃、1000-3000转/min搅拌作用下予溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080的A料；
第二步B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃--45℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将120重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；
第三步纳米壳聚糖与甘氨酸或乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入30重量份的JFZ-1高效匀染剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的甘氨酸或乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度逐渐升至90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与甘氨酸或乳酸的聚合物囊体，即简称为纳米壳聚糖囊体；
第四步将生成的纳米壳聚糖囊体，用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到厚度为0.1-0.3mm、浅棕色半透明的纳米壳聚糖人造皮肤。
经消毒、密封包装保存。患者使用时，可将封存的纳米壳聚糖人造皮肤取出，置于生理盐水中浸泡1.5-3小时，即可恢复为具有柔软、丰满弹性的正常状态，供临床使用。
实例2 纳米壳聚糖人造皮肤制造方法二：
第一步A料的制备：取去离子水950重量份、乳酸70重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸60重量份，置于配有迥流冷凝器的反应釜中，在40℃--45℃、1000-3000转/min搅拌作用下予溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080的A料；
第二步B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃--45℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将120重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；
第三步纳米壳聚糖与丙氨酸或乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入5重量份的吐温--20，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的丙氨酸或乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度逐渐升至90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与丙氨酸或乳酸的聚合物囊体，即简称为纳米壳聚糖囊体；
第四步将纳米壳聚糖囊体用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到厚度为0.1-0.3mm、浅棕色半透明的纳米壳聚糖人造皮肤。
经消毒、密封包装保存。患者使用时，可将封存的纳米壳聚糖人造皮肤取出，置于生理盐水中浸泡1.5-3小时，即可恢复为具有柔软、丰满弹性的正常状态，供使用。
Claims (7)
1、一种纳米壳聚糖人造皮肤，其特征在于：具有半透明的膜体、在生理盐水中浸泡具有柔软、丰满的弹性形态，在4000倍显微镜下观察呈三维网络结构，具有抑制细菌及抑制肿瘤细胞生长的生物医学特性，其组织结构为纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物。
2、一种制造权利要求1所述纳米壳聚糖人造皮肤的方法，其特征在于：按重量份数计量，采用的配比原料为：
纳米壳聚糖 100---120
氨基酸或乳酸 5
有机酸 75
表面活性剂 5---30
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 55---60
去离子水 950；
其制造方法按下述步骤进行：
第一步A料的制备：取去离子水950重量份、有机酸75重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸55--60重量份，置于反应釜中，在40℃--50℃、1000-3000转/min搅拌作用下予溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080-1085的A料；
第二步B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃--50℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将100-120重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；
第三步纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入5-30重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的氨基酸或乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从60℃-65℃逐渐升至88℃-90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体；
第四步将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，处理成纳米壳聚糖人造皮肤的过程：将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到厚度为0.05-0.3mm、浅棕色、半透明的纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物膜，即称为纳米壳聚糖人造皮肤。
3、按照权利要求2所述纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：所用氨基酸可以为各类氨基酸。
4、按照权利要求2所述纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：所用有机酸可为甲酸、乙酸、乳酸、丙二配或己二酸。
5、按照权利要求2所述纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：所用表面活性剂可以是吐温-20、平平加OS-10、平平加OS-15、JFZ-1高效匀染剂、JFZ渗透剂或其它脂肪类聚乙烯基醚。
6、按照权利要求2所述纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：所用纳米壳聚糖，为具有以下理化指标的纳米壳聚糖产品：粉体颗粒≥80目，粉体容积密度为0.56-0.62g/ml，粉体水分≤5.6％，纳米壳聚糖的粒子粒度为20-60nm、重金属杂质含量：铅≤0.1mg/kg、汞≤0.1mg/kg、砷≤0.2mg/kg，可溶于弱酸、稀酸或六丙酮，无菌。
7、按照权利要求2所述纳米壳聚糖人造皮肤的制造方法，其特征在于：工艺中所用超声波，为超声波发生器产生的40W-100W的超声波。
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