一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料及其制备方法

摘要

本发明属于医用耗材技术领域，具体涉及一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料及其制备方法。本发明提供一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，包括支撑膜和由所述支撑膜包裹的压电膜；所述支撑膜为聚乳酸膜，所述压电膜包括β相甘氨酸和聚乙烯醇；所述β相甘氨酸占所述压电膜的质量百分比为10～90wt％。本发明提供的敷料利用β相甘氨酸具有压电性能，与聚乙烯醇协同形成压电膜，压电膜在自身受力弯曲变形时即可自发产生适合伤口修复的微电流，在无需外加电源设备的条件下，通过压电效应产生的电流即可有效抑制慢性伤口部位炎性进展，迅速封闭伤口，达到促进慢性伤口愈合的效果。有望作为促进慢性伤口愈合的敷料用于临床。

说明书

技术领域

本发明属于医用耗材技术领域，具体涉及一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料及其制备方法。

背景技术

慢性伤口多指各种原因形成的创面在接受超过1个月的治疗未能愈合也无愈合倾向的伤口。常见的慢性伤口有糖尿病伤口、压疮、动脉性溃疡、静脉性溃疡、血栓闭塞性脉管炎等。慢性创面的修复再生一直是医学发展及临床治疗中众目聚焦的关键点。随着我国社会经济的不断发展、生活方式的改变及人口老龄的到来，慢性难愈性创面逐年增加，已然成为临床治疗的难点和负担。此外，慢性伤口反复感染，在长期牵拉、摩擦等刺激下，局部细胞基因突变，有可能发生癌变。

敷料是一种有效治疗慢性伤口的方法，传统治疗普通伤口的敷料如纱布敷料，功能单一、抑菌抗炎效能低下等缺陷，在慢性伤口修复中效果不佳。

目前，许多慢性伤口敷料采用的是自然生物组织，其需要从捐赠者那里获得，并加工成材料，这往往是一个非常复杂的过程，且需要较高的成本。

现已知由于炎症细胞和及其分泌的相关蛋白水解酶(如MMPs和弹性蛋白酶)活性的显著增加，慢性伤口常常会停滞于炎症期，因而阻碍慢性伤口封闭和愈合。因此调控炎性细胞活性和炎症微环境是慢性伤口闭合过程中的关键环节。伤口损伤后，在10～100μA/cm

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料及其制备方法。本发明提供的敷料无需外加电源设备，随着自身弯曲形变即可自发产生电场，通过压电效应产生的微电场可有效抑制慢性伤口部位炎性进展，迅速封闭伤口，达到促进慢性伤口愈合的效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，包括支撑膜和由所述支撑膜包裹的压电膜；所述支撑膜为聚乳酸膜，所述压电膜包括β相甘氨酸和聚乙烯醇；所述β相甘氨酸占所述压电膜的质量百分比为10～90wt％。

优选的，所述聚乙烯醇的重均分子量为25k～300k。

优选的，所述聚乳酸的分子量为5k～600k。

本发明提供了上述技术方案所述的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料的制备方法，包括以下步骤：

将甘氨酸、聚乙烯醇和水混合，得到混合液；

将所述混合液制成湿膜，将所述湿膜干燥，得到所述压电膜；

将所述压电膜浸渍入聚乳酸溶液中，取出后静置，得到所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

优选的，所述混合包括以下步骤：

将所述甘氨酸溶解于部分水中，得到甘氨酸溶液；

将聚乙烯醇溶解于剩余水中，得到聚乙烯醇溶液；

将所述甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液混合。

优选的，所述甘氨酸溶液的质量百分含量为10～90％；所述聚乙烯醇溶液的质量百分含量为10～90％。

优选的，所述湿膜的制备方法包括以下步骤：将所述混合液滴涂在基底表面成膜，得到所述湿膜；滴涂到基体上混合液的体积和所述基底的直径之比为1mL:2.5cm。

优选的，所述干燥的温度为60～70℃，所述干燥的保温时间为6～8h。

优选的，所述聚乳酸溶液的质量百分含量为10～50wt％，所述浸渍时间的时间为60s。

本发明提供一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，包括支撑膜和由所述支撑膜包裹的压电膜；所述支撑膜为聚乳酸膜，所述压电膜包括β相甘氨酸和聚乙烯醇；所述β相甘氨酸占所述压电膜的质量百分比为10～90wt％。本发明提供的敷料利用β相甘氨酸具有压电性能，与聚乙烯醇协同形成压电膜，压电膜在自身受力弯曲变形时即可自发产生适合伤口修复的微电流，在无需外加电源设备的条件下，通过压电效应产生的电流即可有效抑制慢性伤口部位炎性进展，迅速封闭伤口，达到促进慢性伤口愈合的效果。同时，本发明提供的敷料采用聚乳酸膜作为支撑膜对压电膜进行包裹，不仅能够进一步提高该压电材料的力学性能，且能够使敷料质感柔软轻薄，覆于伤口部位可以给患者带来舒适的使用感，提高产品依从性，有望作为促进慢性伤口愈合的敷料用于临床。

此外，本发明提供的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料具有极好的生物相容性，尺寸可根据伤口任意定制。因此，本发明扩充了高性能医用敷料的种类，为开发促慢性伤口愈合用医用敷料提供了新的解决方案。

本发明提供上述技术方案所述的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料的制备方法，包括以下步骤：将甘氨酸、聚乙烯醇和水混合，得到混合液；将所述混合液制成湿膜后，将所述湿膜干燥，得到所述压电膜；将所述压电膜浸渍入聚乳酸溶液中，取出后静置，得到所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。本发明提供的制备方法使用原材料成本低廉，设备简单，适宜工业化生产。

附图说明

图1本发明实施例1制备的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料的光学照片；

图2为实施例1制备的敷料作用3天和6天后的慢性伤口修复结果；

图3为实施例2和对比例1所制备的敷料作用3天和6天后的慢性伤口修复结果；

图4为实施例3和4所制备的敷料作用3天和6天后的慢性伤口修复结果。

具体实施方式

本发明提供一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，包括支撑膜和由所述支撑膜包裹的压电膜；所述支撑膜为聚乳酸膜，所述压电膜包括β相甘氨酸和聚乙烯醇；所述β相甘氨酸占所述压电膜的质量百分比为10～90wt％。

在本发明中，如无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。

本发明提供的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料包括支撑膜。

在本发明中，所述支撑膜为聚乳酸膜。

在本发明中，所述聚乳酸膜中的聚乳酸的分子量优选为5k～600k，更优选为10k～500k，更进一步优选为20k～100k，最优选为60k。

在本发明中，所述聚乳酸膜作为支撑膜能够提高敷料的力学强度，同时能够使敷料质感柔软轻薄，覆于伤口部位可以给患者带来舒适的使用感，提高产品依从性。

在本发明中，所述聚乳酸膜的厚度优选为5～100μm，更优选为10～80μm。

在本发明中，所述聚乳酸膜优选为上述厚度时能够实现将所述压电膜完全包裹且不影响其压电性能的技术效果。

本发明提供的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料包括由所述支撑膜包裹的压电膜。

在本发明中，所述压电膜的厚度优选为40～200μm，更优选为50～180μm。

在本发明中，所述压电膜包括β相甘氨酸和聚乙烯醇。

在本发明中，所述β相甘氨酸占所述压电膜的质量百分比优选为10～90wt％，更优选为15～80wt％，进一步优选为20～75wt％，最优选为25～70wt％。

在本发明中，所述聚乙烯醇优选为医药级聚乙烯醇。

在本发明中，所述聚乙烯醇的分子量优选为25k～300k，更优选为120k～150k。

本发明提供的一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，该敷料具有很好的生物相容性和拉伸性能，通过β晶型甘氨酸的压电性能产生的微电流，能够加速慢性伤口的闭合和后期愈合，而无需外加设备产生电流。

本发明提供上述技术方案所述的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料的制备方法，包括以下步骤：

将甘氨酸、聚乙烯醇和水混合，得到混合液；

将所述混合液制成湿膜后，将所述湿膜干燥，得到所述压电膜；

将所述压电膜浸渍入聚乳酸溶液中，取出后静置，得到所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

本发明将甘氨酸、聚乙烯醇和水混合，得到混合液。

在本发明中，所述水具体优选为纯化水。

在本发明中，所述混合优选包括以下步骤：

将所述甘氨酸溶解于部分水中，得到甘氨酸溶液；

将聚乙烯醇溶解于剩余水中，得到聚乙烯醇溶液；

将所述甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液混合。

本发明将所述甘氨酸溶解于部分水中，得到甘氨酸溶液。

在本发明中，溶解所述甘氨酸时优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明中，所述甘氨酸完全溶解后，本发明优选将溶解后的溶液室温静置，得到所述甘氨酸溶液。

在本发明中，所述甘氨酸溶液的质量百分含量优选为10％。

本发明将聚乙烯醇溶解于剩余水中，得到聚乙烯醇溶液。

在本发明中，溶解所述聚乙烯醇时优选在搅拌的条件下进行，本发明对所述搅拌的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明中，所述聚乙烯醇完全溶解后，本发明优选将溶解后的溶液室温静置，得到所述聚乙烯醇溶液。

在本发明中，所述聚乙烯醇溶液的质量百分含量优选为10％。

得到甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液后，本发明将所述甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液混合。

在本发明中，所述甘氨酸溶液和所述聚乙烯醇溶液的体积比优选为(0.5～5):1，更优选为(1～4):1，最优选为2:1、1:1或1:2。

得到混合液后，本发明将所述混合液制成湿膜后，将所述湿膜干燥，得到所述压电膜。

在本发明中，所述湿膜的制备方法优选包括以下步骤：将所述混合液滴涂在基底表面，得到所述湿膜。

在本发明中，所述基底具体优选为平皿。

在本发明中，所述滴涂时，所述混合液的体积和所述基底的直径之比优选为1mL:2.5cm。

在本发明中，所述滴涂时，本发明优选将所述混合液滴加至基底表面，待所述混合液完全浸润所述基底表面后得到湿磨。

在本发明中，所述干燥的温度优选为60～70℃，更优选为60℃。

在本发明中，所述干燥的保温时间优选为6～8h，更优选为6h。

在本发明中，所述干燥优选在烘干箱中进行。

得到压电膜后，本发明将所述压电膜浸渍入聚乳酸溶液中，取出后静置，得到所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

在本发明中，所述聚乳酸溶液优选包括为聚乳酸和有机溶剂。

在本发明中，所述有机溶剂具体优选为二氯甲烷。

在本发明中，所述聚乳酸溶液的质量百分含量优选为10～50wt％，更优选为15～45wt％，进一步优选为20～35wt％。

在本发明中，所述浸渍的时间优选为60s。

在本发明中，所述浸渍后取出得到浸渍压电膜。

本发明优选将所述浸渍压电膜放置于特氟龙胶带上静置。

在本发明中，所述静置的温度优选为室温。

在本发明中，所述静置的时间优选为24h。

本发明提供的制备方法得到外部为聚乳酸膜、内部为压电膜D的复合薄膜F，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

以100mL超纯水为溶剂，加入10g甘氨酸粉末，搅拌至完全溶解，室温静置，得甘氨酸溶液；

以100mL超纯水为溶剂，加入10g聚乙烯醇粉末(分子量为120k～150k)，搅拌至完全溶解，室温静置，得聚乙烯醇溶液；

将甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液以体积比为2:1混合，搅拌均匀，室温静置，得混合溶液；

取混合溶液1mL滴加在直径为2.5cm的平皿上，待溶液铺平整个平皿后转移至恒温烘箱中，60℃烘干，6h后取出得到压电膜；

以100mL二氯甲烷为溶剂，加入10g分子量为60k的聚乳酸粉末，60℃搅拌溶解，得到聚乳酸溶液；

将压电膜置于聚乳酸溶液中，60s后取出，置于特氟龙胶带上，室温过夜静置，得到外覆聚乳酸的压电复合薄膜材料，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，光学显微镜照片如图1所示。

如无特殊说明，如下对照组均为纯聚乳酸溶液形成的薄膜。

压电常数d

将本实施例制备的敷料敷于糖尿病小鼠慢性伤口处，当小鼠活动时，本实施例制备的敷料则会同时被挤压或拉伸，因此导致其中具有压电性能的β相甘氨酸晶体被挤压或拉伸，此时敷料中发生压电效应，当施加应力时会产生压电电位，进而产生微电流。作用3天后，如图2所示，本实施例制备的敷料处理的伤口已经完全封闭，而纯聚乳酸薄膜对照组仍存在大量脓液，炎性反应强烈；6天后结果更为明显，对照组伤口仍然炎性较强，而压电组伤口已完全结痂愈合。

实施例2

以100mL超纯水为溶剂，加入10g甘氨酸粉末，搅拌至完全溶解，室温静置，得甘氨酸溶液；

以100mL超纯水为溶剂，加入10g聚乙烯醇粉末(分子量为120k～150k)，搅拌至完全溶解，室温静置，得聚乙烯醇溶液；

将甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液以体积比为1:1混合，搅拌均匀，室温静置，得混合溶液；

取混合溶液1mL滴加在直径为2.5cm的平皿上，待溶液铺平整个平皿后转移至恒温烘箱中，60℃烘干，6h后取出得到压电膜；

以100mL二氯甲烷为溶剂，加入10g分子量为60k的聚乳酸粉末，60℃搅拌溶解，得到聚乳酸溶液；

将压电膜置于聚乳酸溶液中，60s后取出，置于特氟龙胶带上，室温过夜静置，得到外覆聚乳酸的压电复合薄膜材料，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

对比例1

以100mL超纯水为溶剂，加入1g甘氨酸粉末，搅拌至完全溶解，室温静置，得甘氨酸溶液；

以100mL超纯水为溶剂，加入10g聚乙烯醇粉末(分子量为120k～150k)，搅拌至完全溶解，室温静置，得聚乙烯醇溶液；

将甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液以体积比为1:1混合，搅拌均匀，室温静置，得混合溶液；

取混合溶液1mL滴加在直径为2.5cm的平皿上，待溶液铺平整个平皿后转移至恒温烘箱中，60℃烘干，6h后取出得到压电膜；

以100mL二氯甲烷为溶剂，加入10g分子量为60k的聚乳酸粉末，60℃搅拌溶解，得到聚乳酸溶液；

将压电膜置于聚乳酸溶液中，60s后取出，置于特氟龙胶带上，室温过夜静置，得到外覆聚乳酸的压电复合薄膜材料，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

比较实施例2和对比例1制备的基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，结果表明由于对比例1甘氨酸浓度较低，未检测到压电常数，而实施例2薄膜材料具备压电性能，压电常数为11.8pc/N。

将实施例2和对比例1制备的压电膜材料敷于糖尿病小鼠慢性伤口处，作用3天后，如图3所示，实施例2制备的敷料处理的伤口已经完全封闭，而对比例1制备的敷料和纯聚乳酸薄膜对照组处理的仍存在大量脓液；6天后结果更为明显，纯聚乳酸薄膜对照组和对比例1制备的敷料伤口仍然炎性较强，而实施例2制备的敷料处理的伤口已结痂愈合。

实施例3

以100mL超纯水为溶剂，加入10g甘氨酸粉末，搅拌至完全溶解，室温静置，得甘氨酸溶液；

以100mL超纯水为溶剂，加入10g聚乙烯醇粉末(分子量为120k～150k)，搅拌至完全溶解，室温静置，得聚乙烯醇溶液；

将甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液以体积比为1:2混合，搅拌均匀，室温静置，得混合溶液；

取混合溶液1mL滴加在直径为2.5cm的平皿上，待溶液铺平整个平皿后转移至恒温烘箱中，60℃烘干，6h后取出得到压电膜；

以100mL二氯甲烷为溶剂，加入10g分子量为60k的聚乳酸粉末，60℃搅拌溶解，得到聚乳酸溶液；

将压电膜置于聚乳酸溶液中，60s后取出，置于特氟龙胶带上，室温过夜静置，得到外覆聚乳酸的压电复合薄膜材料，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

实施例4

以100mL超纯水为溶剂，加入10g甘氨酸粉末，搅拌至完全溶解，室温静置，得甘氨酸溶液；

以100mL超纯水为溶剂，加入10g聚乙烯醇粉末(分子量为120k～150k)，搅拌至完全溶解，室温静置，得聚乙烯醇溶液；

将甘氨酸溶液和聚乙烯醇溶液以体积比为1:2混合，搅拌均匀，室温静置，得混合溶液；

取混合溶液2mL滴加在直径为2.5cm的平皿上，待溶液铺平整个平皿后转移至恒温烘箱中，60℃烘干，6h后取出得到压电膜；

以100mL二氯甲烷为溶剂，加入10g分子量为60k的聚乳酸粉末，60℃搅拌溶解，得到聚乳酸溶液；

将压电膜置于聚乳酸溶液中，60s后取出，置于特氟龙胶带上，室温过夜静置，得到外覆聚乳酸的压电复合薄膜材料，即所述基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料。

结果表明：实施例3制备的敷料的压电常数为11.8pc/N，实施例4制备的敷料的压电常数为1.0pc/N，表明实施例3和实施例4制备的敷料均具备压电性能。

将实施例3和实施例4制备的敷料敷于24月龄老龄小鼠慢性伤口处，作用3天后，如图4所示，纯聚乳酸薄膜对照组伤口仍旧未封闭，而实施例3和实施例4制备的敷料组伤口均已经完全封闭，其中实施例3组相较于实施例4效果更为显著，说明压电薄膜的厚度对伤口愈合存在显著影响。

综上，经过本方法制造的一种基于压电效应促进慢性伤口愈合的敷料，具有加工成本低廉，生物安全性高，抗炎性强，快速封闭慢性伤口，促进伤口愈合的优点，极其适用于病患慢性伤口的快速愈合。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。