明胶/氧化海藻酸钠交联纤维载抗生素用于烫伤修复的研究

摘要

皮肤是维持人体内环境平衡和阻止微生物入侵的第一道屏障，烧烫伤会破坏皮肤的屏障功能。皮肤损伤后，体内水分、蛋白质、电解质和热量流失，另外，微生物通过受损部位入侵体内，引起人体局部或全身的感染，感染后伤口的恢复延缓，严重感染则威胁伤者生命安全。选用合适的伤口敷料防止伤口愈合的过程中创面的感染，加速皮肤组织的重建，缩短伤口愈合时间、减少伤者的痛苦。因此，研制具有促进伤口愈合能力和抗感染能力的伤口敷料，对修复各种原因所致的烧烫伤及皮肤缺损具有十分重要的意义。
　　本文用高碘酸钠(NaIO4)氧化海藻酸钠，红外(FTIR)结果表明氧化后的海藻酸钠中出现了醛基的吸收峰;用盐酸羟胺法测定氧化海藻酸钠(ADA)的氧化程度和醛基含量，结果显示，随着加入量的增加，ADA的氧化程度和醛基量也相应增大。
　　以40％醋酸作为溶剂，将ADA与明胶混纺，对电纺后纤维膜进行梯度乙醇(pH为9)后处理，使ADA的醛基与明胶的氨基进一步交联。FTIR结果显示ADA与明胶交联反应形成C=N键;扫描电镜(SEM)的表征结果显示电纺和后处理后的纤维均表现出较好的形貌;用茚三酮溶液测定纤维中剩余氨基的含量，考查不同ADA加入量对纤维交联程度的影响，结果表明随着交联剂ADA量的增加，纤维膜的交联程度提高，溶胀率下降，但各组纤维均具有较好的溶胀性能，适用于渗出液较多的伤口，且可保持伤口的湿润环境;体外降解实验表明纤维膜的降解速度随着交联剂量的增加而降低，降解时间可控，最长可达28 d以上，克服了明胶纤维溶解较快的缺点。将明胶/氧化海藻酸钠纤维在细胞培养液中浸泡3d后取出降解液并与成纤维细胞培养1和3d，结果显示，培养1d后，各组纤维有轻微的细胞毒性，3d时几乎无细胞毒性，这种细胞毒性主要来自于材料中氧化海藻酸钠的醛基，且毒性随细胞培养的时间延长而消失。
　　采用共混电纺载药的方式，将硫酸庆大霉素和环丙沙星两种抗生素分别载入和共同载入明胶ADA纤维，实现抗生素的原位释放。SEM结果表明，制备的载药纤维形貌良好，无明显颗粒或液滴;两种药物在磷酸盐缓冲液(PBS)中的释放速率明显不同，庆大霉素水溶性较好，在PBS中的释放比环比沙星快，但庆大霉素的氨基与氧化海藻酸钠醛基发生交联，其释放时间也达到6d以上，而环丙沙星水溶性很差，释放缓慢。体外抗菌实验选用了引起伤口感染的两种常见细菌，分别是代表革兰氏阴性菌绿脓杆菌和代表革兰氏阳性菌的表皮葡萄球菌，考查载药纤维的抗菌能力。实验结果表明，与自由药物相比，具有缓释功能的载药纤维仍具有较好的抑菌能力，且将载药纤维浸泡在PBS中，浸泡不同时间后取出纤维，结果显示各组载药纤维在体外均可维持其抗菌能力。将各组载药纤维与成纤维细胞共培养后发现各组纤维均无细胞毒性。
　　建立大鼠背部深Ⅱ度烫伤模型，并在伤口滴加绿脓杆菌，造成伤口感染，再将明胶/氧化海藻酸钠纤维及载抗生素纤维用于大鼠的烫伤修复，对伤口组织及肝脏中细菌进行计数，考察纤维材料的体内抗菌能力;对伤口愈合情况进行考察，评估纤维材料对伤口的修复作用。研究结果表明，与纱布敷料及明胶/氧化海藻酸钠纤维敷料相比，载抗生素的明胶/氧化海藻酸钠纤维具有较好的抑菌作用，伤口组织及肝脏中的细菌数量较少，且载两种抗生素的纤维敷料的抗菌作用更强;从伤口的愈合情况及愈合面积分析，与纱布组敷料相比，纤维敷料能促进伤口愈合，载双药的纤维敷料促进伤口的愈合的作用更显著。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 烫伤皮肤的修复

1．1．1 皮肤的结构与功能

1．1．2 伤口修复的基本过程

1．1．3 烫伤程度与烫伤感染

1．2 天然高分子材料在伤口敷料中应用

1．2．1 胶原与明胶

1．2．2 海藻酸钠

1．2．3 甲壳素与壳聚糖

1．2．4 其它天然高分子材料

1．3 电纺纤维在伤口敷料中的应用

1．3．1 伤口敷料的特点

1．3．2 电纺纤维敷料的优势

1．3．3 电纺纤维在伤口敷料中的研究进展

1．4 抗生素在伤口修复的应用

1．4．1 抗生素在伤口修复中的作用

1．4．2 抗生素在纤维敷料中的释放

1．5 本课题的研究意义与内容

1．5．1 研究意义和内容

1．5．2 创新点

第二章 明胶／氧化海藻酸钠纤维的制备与表征

2．1 实验部分

2．1．1 实验材料

2．1．2 ADA的制备与表征

2．1．3 明胶／氧化海藻酸钠纤维膜的制备

2．1．4 纤维的表征

2．1．5 电纺纤维膜的体外降解

2．1．6 降解液的细胞毒性

2．1．7 统计学方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 机理分析

2．2．2 氧化海藻酸钠的表征

2．2．3 交联体系电纺的可行性

2．2．4 纤维形貌表征

2．2．5 纤维FTIR表征

2．2．6 交联程度

2．2．7 溶胀率

2．2．8 体外降解

2．2．9 降解液细胞毒性评价

2．3 本章小结

第三章 明胶／氧化海藻酸钠载药纤维的制备与表征

3．1 实验部分

3．1．1 实验材料

3．1．2 载药纤维的制备

3．1．3 药物释放

3．1．4 载药纤维的溶胀率

3．1．5 细胞毒性

3．1．6 抗菌实验

3．1．6 统计学方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 载药纤维形貌

3．2．2 载药纤维的溶胀率

3．2．3 药物释放

3．2．4 细胞毒性

3．2．5 抗菌实验

3．3 本章小结

第四章 明胶／氧化海藻酸钠载药纤维的体内评价

4．1 实验部分

4．1．1 实验材料

4．1．2 电纺纤维的准备

4．1．3 动物烫伤模型与伤口感染

4．1．4 创面愈合大体情况观察

4．1．5 伤口细菌计数

4．1．6 统计学方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 实验过程

4．2．2 细菌计数

4．2．3 创面愈合大体情况观察

4．2．4 创面愈合率

4．3 本章小结

全文总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文