一种具黏粘功能快速促愈合医用敷料

摘要

本发明公开了一种具黏粘功能快速促愈合医用敷料，按如下步骤制备而成，将明胶溶液、丝胶溶液和羧甲基壳聚糖溶液在37±3℃水浴下，充分搅拌混合得混合液；向混合液中滴加交联剂碳化二亚胺溶液，使混合液中明胶、丝胶和羧甲基壳聚糖三者交联产生酰胺键紧密结合在一起，室温下静置2-4小时即得到具黏粘功能快速促愈合医用敷料。本发明医用敷料具有快速胶粘定型作用，可以快速固定伤口，促进其愈合；具备一定的抗菌及抑菌性；同时具有良好的生物相容性。

说明书

技术领域

本发明涉及医用敷料，特别涉及一种具快速伤口固定促愈合等功能的医用敷料，该敷料由明胶/丝胶/羧甲基甲基壳聚糖交联而成，所制得的复合材料参数可控、工艺简单利于放大生产、成本低廉，具有良好的生物相容性，属于生物医学功能材料技术领域。

背景技术

医用敷料，是用于清洁覆盖伤口创伤、其他损伤的医用材料。最常见的医用敷料有医用纱布、创口贴等。近年来，医用敷料领域的技术发展迅速，新型医用敷料不断涌现，如壳聚糖敷料、生物敷料、抗菌敷料、止血敷料、防粘连敷料等。伴随对创面愈合进程病理生理的逐步深入探究，对创面愈合过程的认识、理解也更为深刻，进而使得医用创面敷料获得不断改进和发展。羧甲基壳聚糖，是壳聚糖经过羧甲基化后而生成的一类壳聚糖衍生物。由于壳聚糖分子中存有活跃的羟基，同时还存有游离的氨基，故而，羧甲基反应不仅得以发生于2位的氨基上，也得以发生于6位的羟基上，甚至是这两者同时发生，经控制各异的条件，从而获得各异类型的羧甲基壳聚糖。鉴于壳聚糖分子中存有氢键，这决定了其具有难溶于水的特性，而正是羧甲基的引入，才打破了原先的二级结构，CMCS结晶度获得显著降低，呈现出无定形状态，故而，经过羧甲基化后的壳聚糖则具备较好的水溶性。也正是其优越的水溶性助益其在医药领域获得越来越广泛的应用，特别是于生物医用材料这方面，也获得充分的利用与展示。总的来说，羧甲基壳聚糖是一种良好的保湿剂，不但为创面的愈合提供了一个最佳的微环境之外，还有利于创面的愈合。

丝胶，作为蚕丝的一部分，其覆盖在丝素的外周，起到胶粘和防护的作用，在一般丝绸业界都会最终溶掉，但实际上丝胶具备了极为优秀的性能。丝胶是球状蛋白中的一种，由18种氨基酸构成，具体包括甘氨酸、丝氨酸及天门冬氨酸等，其具有极性侧链的氨基酸占比很高，因而呈现出优秀的吸放湿性能，其水溶性也很好。而其侧链中包含了较多的羧基、羟基与氨基等官能团，也就可通过引入其他基团来对其开展有效的改性。由于丝胶结构的特异性，当在敷料系统中加入丝胶后，将对敷料的网状结构形成、多呼吸孔形成，以及力学性能的提高起到了重要的作用。同时，研究表明丝胶具有良好的抗菌及抑菌性，使得敷料可以抑制各类细菌、微生物的生长繁殖，对伤口的快速愈合起到了重要作用。

然而，目前国内外还未见由明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖黏性材料构成医用敷料的报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种具黏粘功能快速促愈合医用敷料，本医用敷料具有快速胶粘定型作用，可以快速固定伤口，促进其愈合；具备一定的抗菌及抑菌性；同时具有良好的生物相容性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具黏粘功能快速促愈合医用敷料，按如下步骤制备而成，

1）备料：将明胶溶于蒸馏水，浓度为20-40%(W/V)，55-60℃水浴溶解，待完全溶解后对溶液进行过滤除杂，得明胶溶液；将丝胶粉末在搅拌条件下溶于蒸馏水，配置成4-10%(W/V)的丝胶溶液；将羧甲基壳聚糖在搅拌条件下蒸馏水溶解，配置成浓度为2.5-4%(W/V)的羧甲基壳聚糖溶液；将碳化二亚胺在搅拌条件下溶解于PBS缓冲液中配置成8-15%(W/V)的碳化二亚胺溶液；

2）将明胶溶液、丝胶溶液和羧甲基壳聚糖溶液在37±3℃水浴下，三者溶液体积比为：6-9：0.8-1.4:8-10，充分搅拌混合反应60min，得混合液；

3）向混合液中滴加交联剂碳化二亚胺溶液，碳化二亚胺溶液与明胶溶液的体积比为1-2:30，使混合液中明胶、丝胶和羧甲基壳聚糖三者交联产生酰胺键紧密结合在一起，交联时间10-20min，室温下静置2-4小时即得到具黏粘功能快速促愈合医用敷料。

所述PBS缓冲液由0.68g磷酸二氢钾、0.158g氢氧化钠和蒸馏水定容至100ml形成。

所述步骤2）中羧甲基壳聚糖溶液应少量缓慢加入，边加入边搅拌，搅拌速度220-260r/min。

步骤1）配置羧甲基壳聚糖溶液时，向蒸馏水中加入羧甲基壳聚糖应少量缓慢添加，待添加的溶解完成再继续添加，避免结团；溶解后的羧甲基壳聚糖溶液静置过夜，至溶液中不残留气泡。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所得的明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖的复合材料，由于明胶、羧甲基壳聚糖及丝胶均具有良好的生物相容性，三者交链后生成的复合物质具有快速胶粘定型作用，可以快速固定伤口，对于一些创口较大的伤口，能够促进其愈合。

(2)本发明所得的明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖的复合材料，孔隙相对均匀有致，小孔较多呈现，且孔与孔之间有一定程度的贯通，对伤口处细胞的生长、组织增殖能起到一定的促进作用，利于周边细胞的生长繁殖。

(3)本发明基体材料复合体系中含有性能优良的天然丝胶蛋白，具有促细胞生长性，其本身还具备一定的抗菌及抑菌性，且具有智能调节湿润度功能，对于伤口愈合、淡化瘢痕具有积极作用。

(4)本发明工艺简单，反应条件温和，原料成本低廉，适于放大生产。而且可根据需要调节物料配比等，从而获得满足相应性能的复合材料。

附图说明

图1-本发明实施例1所制备的医用敷料红外光谱图。

图2-本发明实施例1所制备的医用敷料成膜后经扫描电镜（SEM）拍摄所得表面形貌和断面内部机构照片，放大200倍。

图3-本发明医用敷料粘结强度曲线。

图4-本发明医用敷料对L929小鼠成纤维细胞毒性测试，L929细胞在医用敷料浸提液表面生长使用倒置显微镜拍摄的照片。

图5-本发明医用敷料对L929小鼠成纤维细胞毒性测试，L929细胞生长曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明将羧甲基壳聚糖、丝胶、明胶成分，通过化学交联合成，使三者充分有机结合形成复合材料，而得到一种可快速固定伤口并促进医学组织生长愈合伤口、且淡化瘢痕的医用敷料。其具体制备过程如下：

1）备料：将明胶溶于蒸馏水，浓度为20-40%(W/V)，55-60℃水浴溶解，待完全溶解后对溶液进行过滤除杂，得明胶溶液；将丝胶粉末在搅拌条件下溶于蒸馏水，配置成4-10%(W/V)的丝胶溶液；将羧甲基壳聚糖在搅拌条件下蒸馏水溶解，配置成浓度为2.5-4%(W/V)的羧甲基壳聚糖溶液；将碳化二亚胺在搅拌条件下溶解于PBS缓冲液中配置成8-15%(W/V)的碳化二亚胺溶液；所述PBS缓冲液由0.68g磷酸二氢钾、0.158g氢氧化钠和蒸馏水定容至100ml形成。

配置羧甲基壳聚糖溶液时，向蒸馏水中加入羧甲基壳聚糖应少量缓慢添加，待添加的溶解完成再继续添加，避免结团；溶解后的羧甲基壳聚糖溶液静置过夜，至溶液中不残留气泡。

2）将明胶溶液、丝胶溶液和羧甲基壳聚糖溶液在37±3℃水浴下，三者溶液体积比为：6-9：0.8-1.4:8-10，充分搅拌混合反应60min，得混合液；羧甲基壳聚糖溶液应少量缓慢加入，边加入边搅拌，搅拌速度220-260r/min。

3）向混合液中滴加交联剂碳化二亚胺溶液，碳化二亚胺溶液与明胶溶液的体积比为1-2:30，使混合液中明胶、丝胶和羧甲基壳聚糖三者交联产生酰胺键紧密结合在一起，交联时间10-20min，室温下静置2-4小时即得到具黏粘功能快速促愈合医用敷料。

本发明丝胶和羧甲基壳聚糖具有抑菌性能和良好的智能调节湿润度性能，为创伤伤口的愈合提供了良好的环境。

本发明医用敷料具有呈现较多小孔，孔隙均匀，且孔与孔之间有一定程度的贯通情况等特点，有助于组织细胞的生长增殖。

本复合材料具有快速固定伤口、智能调节创口湿润度并促进伤口愈合、抗菌并抑制细菌生长、淡瘢痕的功效，并具备良好生物相容性。

以下结合具体实施例以帮助理解本发明。

实施例1：G9C1复合材料的制备：

（1）相关溶液的配置：PBS缓冲液：0.68g磷酸二氢钾+0.158g氢氧化钠+蒸馏水，定容至100ml；

（2）将明胶溶于蒸馏水，浓度为30%，55-60℃水浴溶解，待完全溶解后对溶液进行过滤除杂，备用；丝胶粉末溶于蒸馏水，配置成5%的丝胶溶液，转子以一定速度磁力搅拌至丝胶完全溶解；羧甲基壳聚糖，蒸馏水溶解，浓度为3%，溶解过程中羧甲基壳聚糖应少量缓慢添加，待添加的溶解完成再继续添加，避免结团，溶解后的羧甲基壳聚糖溶液静置过夜，至溶液中不残留气泡；水溶性碳化二亚胺，PBS进行溶解，浓度为10%，4℃保存，备用；

（3）将丝胶1.2W/V、明胶9W/V和羧甲基壳聚糖溶液10W/V于37-40℃水浴中充分搅拌，羧甲基壳聚糖少量缓慢加入其中，搅拌速度约220-260r/min，三者充分反应60min许，加入交联剂水溶性碳化二亚胺0.3W/V，交联20min，静置数小时，得到透明色乳液状敷料。

实施例2：G7C1复合材料的制备：

（1）相关溶液的配置：PBS缓冲液：0.68g磷酸二氢钾+0.158g氢氧化钠+蒸馏水，定容至100ml；

（2）将明胶溶于蒸馏水，浓度为30%，55-60℃水浴溶解，待完全溶解后对溶液进行过滤除杂，备用；丝胶粉末溶于蒸馏水，配置成5%的丝胶溶液，转子以一定速度磁力搅拌至丝胶完全溶解；羧甲基壳聚糖，蒸馏水溶解，浓度为3%，溶解过程中羧甲基壳聚糖应少量缓慢添加，待添加的溶解完成再继续添加，避免结团，溶解后的羧甲基壳聚糖溶液静置过夜，至溶液中不残留气泡；水溶性碳化二亚胺，PBS进行溶解，浓度为10%，4℃保存，备用；

（3）将丝胶0.96W/V、明胶7W/V和羧甲基壳聚糖溶液10W/V于37-40℃水浴中充分搅拌，羧甲基壳聚糖少量缓慢加入其中，搅拌速度约220-260r/min，三者充分反应60min许，加入交联剂水溶性碳化二亚胺0.24W/V，交联20min，静置数小时，得到透明色乳液状敷料。

2.复合材料的检测及性能测试：

图1为实施例1所制得的复合材料溶于DMF溶剂中，于傅立叶红外光谱仪（Spectrum100，PerkinElmer）测定的红外光谱曲线图，组织胶(Gel/CMCS)红外光谱图中1634cm^-1处是C=O的伸缩振动带(酰胺Ⅰ)，1543cm^-1处的吸收来源于N-H弯曲和C-N伸缩的耦合(酰胺Ⅱ)，由于明胶和羧甲基壳聚糖的交联，酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带与明胶和羧甲基壳聚糖相比，发生了微小的偏移，两者结合说明了酰胺键的形成。3324cm^-1处的吸收系N-H和O-H对称伸缩振动带，由于二者发生交联，分子内氢键作用增强，与明胶和羧甲基壳聚糖相比，vN-H向高频移动。通过图谱分析可知，明胶和羧甲基壳聚糖发生了交联，有酰胺键的形成。

图2为实施例1所制得该复合材料G9C1，图2左边表示明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖为8/1/1，放大倍数为200的断面微观结构图。从图中可以看出，样品呈现较光滑孔洞，孔隙相对均匀有致，小孔较多呈现，且孔与孔之间相互贯通，对于伤口处呼吸、细胞的黏附、生长及增殖能起到促进作用，利于周边细胞生长繁殖的。图2右边表示明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖为8/1/1在放大倍数为200的表面微观结构图，可以看出，明胶和羧甲基壳聚糖、丝胶的混合物表面平整光滑，对于伤口组织的愈合更加有利。由此可知，该明胶/丝胶/羧甲基壳聚糖类组织胶对于细胞的生长能够起到一定的促进推进作用，这为辅料促进伤口组织愈合提供了良好条件。

表1为不同时间段皮肤反应记分结果，实验样品记分为0，结果显示复合材料对皮肤无刺激，皮肤刺激实验为合格。

表1

图3为交联剂所占不同质量比下的黏接强度曲线。黏结强度利于固定伤口。

表2为不同时间段皮肤反应记分结果。每个时间段的皮肤状况记分情况也显示：首次激发和再次激发阶段的不同时间段后并未出现明显的红斑和水肿，记分为0，该明胶/羧甲基壳聚糖对皮肤没有致敏性毒性，符合国家安全标准要求。

表2

图4为复合材料浸提液用国标细胞L929小鼠成纤维细胞毒性测试测试时，使用倒置显微镜拍摄的L929细胞在各受试材料上的生长形态，细胞活性强。

图5为L929细胞在材料上4天内的生长曲线，由图可以看出，各实验组与空白对照组正常细胞生长状况基本保持一致，材料能够促进细胞生长，对于促愈合具有效果。

表3是本发明抗菌复合材料对L929小鼠成纤维细胞毒性测试，RGR毒性评分结果。表3给出了4天内，受试材料对L929小鼠成纤维细胞的毒性评分结果，结果显示：该复合材料的毒性评分分级为0级或1级，对细胞无毒无害，细胞相容性好。

表3

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。