TWI675651B - 具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法。藉由電紡織製程與塗佈鞣花酸溶液來形成敷料組合物之變色指示膜。並以紫外光進行照射，且藉由鞣花酸溶液與金屬離子反應後所產生之變色效果，來判斷傷口目前的狀態，以減少不必要的傷口敷料更換。

Description

具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法

本發明係有關一種敷料組合物，特別是一種具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法。

皮膚是人體最大的組織器官，亦是抵抗外來病源的第一道防線，若發生創傷時，能迅速癒合傷口，並恢復防禦力為刻不容緩之要務。

而根據近年來的科學和統計報導，全球創傷市場的需求越來越大，特別是在外科手術類的創傷。全球創傷市場每年之總人數已經突破1億人次，並呈逐年增長的趨勢。每年約有2千萬人次因意外事故造成創傷與撕裂傷，而燒燙傷數量則約每年1千萬人次；此外每年因慢性疾病、糖尿病、衰老退化所造成的潰瘍性傷口則已經超過了3千萬人次。

現今，外科手術已大幅降低手術所造成的風險，但隨之而來的卻是對於較佳的傷口照護及預防術後疤痕的需求。目前已經出現借助各種先進敷料進行傷口照護的方法，藉以縮短傷口癒合時間且同時消除疤痕。

一般而言，傳統的傷口敷料應具備的要件包括：(1)無毒性且具有生物可相容性(biocompatible)、(2)可以有效隔絕病原以及(3)能提供抗菌與止血功能。

傷口敷料是一類重要的醫療與化妝用品，其中醫用敷料是覆蓋傷口之材料，主要功能是控制傷口滲液、保護傷口免受細菌及塵粒的污染。傳統紗布敷料雖能保護傷口，但對傷口癒合無促進作用，滲液管理能力差，更換敷料時，容易因沾黏傷口新生組織導致反覆損傷與疼痛、瘢痕形成等不適反應，故難以滿足現代人對外觀及時效的訴求。

因此，傷口的處理模式逐漸從“乾燥傷口癒合”轉變為“潤濕傷口癒合”。而就傷口敷料而言，也從傳統敷料，像是紗布、膠帶等轉變為溼式敷料，像是親水性敷料等。近期也有了生物材料敷料抑或是功能性敷料等。而就現今敷料的選擇上，相較於以往，對於成分的訴求為純天然、高吸收及低回滲等。

目前就蠶絲蛋白而言，蠶絲蛋白為一種天然生物高分子蛋白，它的主要成分是絲膠蛋白〈sericin〉和絲素蛋白〈fibroin〉，絲膠蛋白約占蠶絲蛋白總量的20%~30%，絲素蛋白的含量則佔蠶絲蛋白總量的70%~80%。

絲素蛋白含有18種氨基酸，其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和絲氨酸(ser)約佔總組成的80%以上。絲素本身具有良好的機械性能和理化性質，如良好的柔韌性和抗拉伸強度、透氣透濕性、緩釋性等，而且經過不同處理可以得到不同的形態，如纖維、溶液、粉、膜以及凝膠等。

而，絲膠蛋白結構上由18種不同的胺基酸所組成，其中的32%為絲氨酸。且絲膠蛋白本身具有抑制自由基、抗氧化功能，能抵禦日光中的紫外線對皮膚的侵蝕、並具有抑制酪氨酸酶活性的作用進而達到抑制皮膚黑色素的生成。

但，傷口敷料仍會面臨狀態上的問題，像是敷料濕度、傷口癒合程度的問題以及更換時間等問題，像傷口敷料何時需要更換或是傷口敷料濕潤狀態。無法藉由傷口敷料的外觀輕易看出傷口狀態，往往會在更換傷口敷料後才能知道傷口狀態。為此，往往浪費過多的傷口敷料。

因此，如何在不更換傷口敷料的情況下，僅憑傷口敷料的外觀來判斷傷口的狀態。為本領域技術人員所要解決的問題。

本發明之主要目的，係提供一種具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法。藉由敷料上之變色指示薄膜的變色來判斷目前傷口的狀態。以減少不必要的傷口敷料更換。

為了達到上述目的及功效，本發明揭示了一種具變色指示功能之敷料組合物之製備方法。藉由電紡織製程，電紡絲素蛋白/聚乙烯醇混合液形成 不織布膜後，在塗佈鞣花酸溶液以形成變色指示膜。並放置變色指示膜於由絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液形成之親水性基質上，進行處理製備形成敷料組合物。並藉由敷料組合物上鞣花酸溶液之變色效果，來判斷傷口的狀態。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該第一混合液為一絲素蛋白/聚乙烯醇混合液。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該第二混合液為一絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中於進行一電紡織製程，電紡該第一混合液至一圓形片上形成一不織布膜之步驟前，進一步包含步驟：調整一電紡參數。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該電紡參數進一步包含一電壓數值、一工作距離以及一流動速度。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該鞣花酸溶液須預先進行一酒精處理。

另，本發明揭示了一種具變色指示功能之敷料組合物，其包含：一親水性基質；以及一變色指示膜，設置於該親水性基質之上，且該變色指示膜包含一絲素蛋白/聚乙烯醇混合液及一鞣花酸溶液，且該鞣花酸溶液於該變色指示膜上形成一變色指示圖式。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物，其中該親水性基質，其係包含一絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。

又，本發明揭示了一種具變色指示功能之敷料組合物之檢驗方法，其步驟包含：取一敷料組合物；以一紫外光照射該敷料組合物之一變色指示膜時，該變色指示膜發出一藍綠色光，該變色指示膜包含一鞣花酸溶液；以及當該變色指示膜之該鞣花酸溶液與一金屬離子反應後，該變色指示膜於該紫外光下發出一藍紫色光。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之檢驗方法，其中該金屬離子係來自於一組織液。

本發明提供一實施例，其內容在於具變色指示功能之敷料組合物之檢驗方法，其中該紫外光之波長為365nm。

1‧‧‧絲素蛋白

2‧‧‧鞣花酸

3‧‧‧敷料組合物

30‧‧‧親水性基質

32‧‧‧變色指示膜

322‧‧‧變色指示圖式

S1-S9‧‧‧步驟流程

第1圖：其係為本發明之製備方法之流程圖；第2圖：其係為本發明之變色指示膜之吸收光光譜圖；第3A-3B圖：其係為本發明之變色指示膜之結構示意圖；第4圖：其係為本發明之具變色指示功能之敷料組合物之示意圖；第5圖：其係為本發明之檢驗方法之流程圖；第6A-6D圖：其係為本發明之變色指示膜之放光光譜圖；以及第7圖：其係為本發明之具變色指示功能之敷料組合物之使用狀態圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：有鑑於無法藉由傷口敷料的外觀輕易看出傷口狀態，往往在更換傷口敷料後才能知道傷口狀態，因而浪費過多傷口敷料的影響，據此，本發明遂提出一種具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法，以解決習知技術所造成之問題。

以下，將進一步說明本發明之具變色指示功能之敷料組合物及其製備方法所包含之特性、所搭配之結構及其方法：請參閱第1圖，其係為本發明之製備方法之流程圖。如圖所示，本發明之一種具變色指示功能之敷料之製備方法，其步驟包含： S1：製備第一混合液及第二混合液，第一混合液包含絲素蛋白(silk fibroin protein,SFP)及聚乙烯醇，而第二混合液包含絲膠蛋白(silk sericin protein,SSP)及聚乙烯醇；S3：進行電紡織製程，電紡第一混合液至圓形片上形成不織布膜；S5：塗佈鞣花酸溶液於不織布膜上形成變色指示圖式，並形成變色指示膜；S7：放置變色指示膜於圓形平皿之內且蓋上圓形模蓋，加入第二混合液於圓形模蓋中後冷凍乾燥，形成親水性基質；以及S9：移除圓形平皿及圓形模蓋後，即得敷料組合物。

如步驟S1所示，秤取50mg之一絲膠蛋白(silk sericin protein,SSP)放入一個乾淨的樣品瓶中，並吸取2ml之一聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)(25mg/ml)加入樣品瓶中與該絲膠蛋白混合，並以磁石攪拌器快速攪拌，形成一第二混合液，而該第二混合液為一絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。

再者，秤取60mg之一絲素蛋白1(silk fibroin protein,SFP)與40mg之該聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)放入一個乾淨的樣品瓶中，並吸取1ml甲酸加入樣品瓶中與該絲素蛋白1及該聚乙烯醇混合，並以磁石攪拌器快速攪拌，形成一第一混合液，而該第一混合液為一絲素蛋白/聚乙烯醇混合液。

接續如步驟S3所示，於進行一電紡織製程，電紡該第一混合液至一圓形片上形成一不織布膜之步驟前，先進行調整一電紡參數之步驟，其中該電紡參數進一步包含一電壓數值、一工作距離以及一流動速度。

接續上述，先開啟除濕機將實驗環境濕度控制在40~45%之間，將該第一混合液用針筒吸取，並置入電紡織(electrospinning)裝置中。調整該電紡參數(該電壓數值：17kV、該工作距離：7.5cm、該流動速度：5μl/min)，後將第一混合液電紡織於該圓形片上成膜，取下後即得該不織布膜。

接續如步驟S5所示，於塗佈一鞣花酸溶液於該不織布膜上形成一變色指示圖式322，並形成一變色指示膜32之步驟前，該鞣花酸溶液須預先進行一酒精處理。

接續上述，將一鞣花酸2(ellagic acid,EA)加熱溶解於一酒精中(300μg/ml)製備成該鞣花酸溶液。

並將該不織布膜固定後，於該不織布膜之一表面塗佈該鞣花酸溶液形成該變色指示圖式322，該變色指示圖式322為一十字狀。再放入真空抽氣機中抽乾該變色指示圖式322之該鞣花酸溶液，重複執行4次，即得該變色指示膜32，其中該變色指示膜32之吸收波長為365nm。

再者，如步驟S7所示，放置該變色指示膜32(該變色指示圖示322朝下)於該圓形平皿之內且蓋上一圓形模蓋。

並於該變色指示膜32上塗佈一層該第二混合液後放入-80℃冰凍1分鐘，取出後重複此步驟1次，在該變色指示膜32上形成冰層後，倒入該第二混合液於該圓形模蓋中後放入-80℃冰凍24小時，再進行冷凍乾燥處理24小時，即得一親水性基質30。

最後如步驟S9所示，移除該圓形平皿及該圓形模蓋後，即得一敷料組合物3。

並請搭配第2圖，其係為本發明之變色指示膜之吸收光光譜圖。由圖可知，加入該鞣花酸溶液之該變色指示圖式(鞣花酸溶液+絲素蛋白)的吸光波峰值為365nm。

再請搭配第3A-3B圖，其係為本發明之變色指示膜之結構示意圖。而該變色指示膜之指示原理為，通常螢光較常發生於低能量躍遷類型π→π*的化合物，因為π→π*躍遷的莫耳吸收係數通常較n→π*的過程大100到1000倍。而該變色指示膜中之該絲素蛋白1具有一絲素β片狀結構(Fibroin β sheet structure)，使未塗佈該鞣花酸溶液之部分其電子吸收能量後從π躍遷至π*，釋放能量後呈現藍紫偏強的放光(如第3A圖)。

而在塗佈該鞣花酸溶液之該十字狀，有該鞣花酸2結合在該絲素蛋白1之該絲素β片狀結構之間，該鞣花酸2所具有的-OH為助色團的一種，助色團本身不會吸收紫外線範圍的輻射，但會讓有帶色基團的峰線飄移至較長波長處且會增加峰線強度。因此，結構的改變與助色團的影響讓吸收峰波長向長波方向 移動(紅移)並讓放光波長往長波長變化，當該絲素蛋白1的π→π*吸收的能量在放出時，電子降至能接較小之該鞣花酸2的π軌域，放出較小的能量放光，呈現出波長較長的藍綠螢光(如第3B圖)。

接續搭配第4圖，其係為本發明之具變色指示功能之敷料組合物之示意圖。如圖所示，一種具變色指示功能之敷料組合物3，其包含：該親水性基質30；以及該變色指示膜32，設置於該親水性基質30之上，且該變色指示膜32包含該絲素蛋白/聚乙烯醇混合液及該鞣花酸溶液，且該鞣花酸溶液於該變色指示膜32上形成該變色指示圖式322。其中該親水性基質30，其係包含該絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。

請搭配第5圖，其係為本發明之檢驗方法之流程圖。如圖所示，本發明之一種具變色指示功能之敷料組合物之檢驗方法，其步驟包含：S2：取敷料組合物；S4：以紫外光照射敷料組合物之變色指示膜時，變色指示膜發出藍綠色光，變色指示膜包含鞣花酸溶液；以及S6：當變色指示膜之鞣花酸溶液與金屬離子反應後，變色指示膜於紫外光下發出藍紫色光。

如步驟S2所示，取該敷料組合物，其係將放置於一傷口上。

接續如步驟S4，以一紫外光照射該敷料組合物3之一變色指示膜32時，該變色指示膜32發出一藍綠色光，該變色指示膜32包含該鞣花酸溶液，並請搭配第6A圖，其係為本發明之變色指示膜之放光光譜圖。由圖可知，其加入該鞣花酸溶液之該十字狀部分(鞣花酸溶液+絲素蛋白)為該藍綠色光，而未塗佈該鞣花酸溶液之部分(絲素蛋白)為一藍紫色光。

接續如步驟S6所示，當該變色指示膜32之該鞣花酸溶液與一金屬離子反應後，該變色指示膜32於該紫外光下發出該藍紫色光，其中該金屬離子係來自於一組織液且該紫外光之波長為365nm。

並請搭配第6B-6C圖，其係為本發明之變色指示膜之放光光譜圖。由圖可知，該組織液可為一去離子水(DI)或一人體模擬體液(simulated body fluid, SBF)，該十字狀部分之該鞣花酸溶液與該去離子水或與該人體模擬體液之該金屬離子反應後，會使光波長進行位移，進而發出與未塗佈該鞣花酸溶液之部分相同之該藍紫色光。

請接續搭配第6D圖，其係為本發明之變色指示膜之放光光譜圖。由圖可知，當該十字狀部分之該鞣花酸溶液與該傷口分泌之一基質金屬蛋白酵素2(matrix metalloproteinase 2,MMP2)上該金屬離子反應時，也會使光波長進行位移，進而發出與未塗佈該鞣花酸溶液之部分相同之該藍紫色光。

接續請參閱第7圖，其係為本發明之具變色指示功能之敷料組合物之使用狀態圖。由圖可知，當該敷料組合物3經由一段時間(24小時)後，該十字狀部分之該鞣花酸溶液與該去離子水或與該人體模擬體液之該金屬離子反應後，逐漸改變其色光。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (8)

1. 一種具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其步驟包含：製備一第一混合液及一第二混合液，該第一混合液包含一絲素蛋白(silk fibroin protein,SFP)及一聚乙烯醇，而該第二混合液包含一絲膠蛋白(silk sericin protein,SSP)及該聚乙烯醇；進行一電紡織製程，電紡該第一混合液至一圓形片上形成一不織布膜；塗佈一鞣花酸溶液於該不織布膜上形成一變色指示圖式，並形成一變色指示膜；放置該變色指示膜於該圓形平皿之內且蓋上一圓形模蓋，加入該第二混合液於該圓形模蓋中後冷凍乾燥形成一親水性基質；以及移除該圓形平皿及該圓形模蓋後，即得一敷料組合物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該第一混合液為一絲素蛋白/聚乙烯醇混合液。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該第二混合液為一絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中於進行一電紡織製程，電紡該第一混合液至一圓形片上形成一不織布膜之步驟前，進一步包含步驟：調整一電紡參數。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該電紡參數進一步包含一電壓數值、一工作距離以及一流動速度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具變色指示功能之敷料組合物之製備方法，其中該鞣花酸溶液須預先進行一酒精處理。
7. 一種具變色指示功能之敷料組合物，其包含：一親水性基質；以及一變色指示膜，設置於該親水性基質之上，且該變色指示膜包含一絲素蛋白/聚乙烯醇混合液及一鞣花酸溶液，且該鞣花酸溶液於該變色指示膜上形成一變色指示圖式。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具變色指示功能之敷料組合物，其中該親水性基質，其係包含一絲膠蛋白/聚乙烯醇混合液。