一種含生長因子的修復凝膠及其製備方法與流程
2023-06-05 08:19:41 3
本發明屬於醫藥領域，具體涉及一種含生長因子的修復凝膠及其製備方法。
背景技術：
皮膚由表皮、真皮和皮下組織構成，其功能是保護體內組織免受外界損害；進行新陳代謝如吸收、排汗、分泌皮脂和排瀉廢物等；皮膚還能調節體溫,感受痛、觸、壓、溫、冷等刺激,並有免疫作用。人的一生中不可避免地會受到各種輕重不同的創傷，求其是外傷、自然災害及患病後手術創傷往往在所難免。當皮膚損傷達到一定程度時，由於纖維增生性反應，皮膚創傷修復將以瘢痕形成而告終。各種體表瘢痕都會破壞原有的皮膚完整性，損壞容貌，給患者帶來身心的傷害。如何在創傷修復的同時治療其造成的容貌破壞一直是醫學領域的重要研究課題之一。目前新型敷料的研製與應用、皮膚移植、基因治療、培養細胞移植及人工皮移植、細胞生長因子的應用及中醫藥療法都出現了新的技術。傳統的敷料能保持創面良好的乾燥性，但不能有效地阻止創面被感染，且容易與刨面發生粘連，去除時可能導致創面再次受損；新型的合成型敷料具有良好的彈性和透氣性，但吸溼性不良，可能導致創面處形成積液而引起細菌的繁殖。應用於臨床的組織工程產品存在一定的排斥免疫反應，治療效果欠佳。基於傳統創傷敷料使用性能上的缺陷，近年來，研製出多種類型現代創傷敷料，其中含生長因子創傷敷料已經成為醫用敷料領域發展的新亮點。它不僅克服了傳統敷料性能單一的缺點，而且生長因子的加入還使敷料增加了促進創面癒合、提高創面癒合效果的功效。中國專利申請201410438877.9公開了一種含六方介孔矽的創面修復凝膠及其製備方法，該發明的成分包括：六方介孔矽、鹼性成纖維細胞生長因子FGF-21、殼聚糖、表面活性劑、助表面活性劑、單硬脂酸甘油酯、卡波姆、pH調節劑和去離子水。本發明利用六方介孔矽負載活性物質和有效成分，可提高其穩定性，並達到緩釋效果；生長因子可刺激細胞移動、分裂生長和細胞間蛋白的合成，促進皮膚毛細血管生成和組織生長，有利於瘢痕修復；殼聚糖對多種細菌具有抑制作用，還具有良好的成膜性，有利於傷口癒合和止血；同時該系統中的單硬脂酸甘油酯還起到滋潤皮膚的作用。該發明中是以卡波姆為增稠劑，利用殼聚糖包裹負載生長因子的六方介孔矽形成修復凝膠，該修復凝膠中生長因子與殼聚糖基質之間不完全貫穿，生長因子難以滲出達到皮膚表面修復皮膚，修復效果不佳；由於卡波姆凝膠的黏度較大，難以塗抹，使用感不佳。因此，針對上述現有技術存在的技術問題，亟需提出一種修復效果顯著，易於塗抹的含生長因子的修復凝膠。
技術實現要素：
為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在於提供一種含生長因子的修復凝膠及其製備方法，該修復凝膠具有優異的修復效果和抑菌效果，良好的吸溼性能且易於塗抹，其能顯著提高創面的治癒率和縮短創面的癒合時間，並且能夠預防疤痕的形成。本發明提供了一種含生長因子的修復凝膠，包括以下質量百分數的組分：0.001～0.02％生長因子，所述生長因子選自重組人表皮生長因子和/或重組人鹼性成纖維細胞生長因子；0.05～1％鹼性多糖，所述鹼性多糖選自殼聚糖和/或殼聚糖衍生物；0.5～2％纖維素衍生物水溶性聚合物，所述纖維素衍生物水溶性聚合物選自改性納米微晶纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素中的一種或幾種；0.05～2％天然植物多糖，所述天然植物多糖選自魔芋膠、卡拉膠和長角豆膠中的一種或幾種；0.01～1％胞外多糖類的天然水溶性聚合物，所述胞外多糖類的天然水溶性聚合物選自黃原膠或結冷膠；0.1～2％卡波姆；12～40％保溼劑，所述保溼劑選自多元醇類；0.05～6％pH調節劑，所述pH調節劑選自三乙醇胺、檸檬酸和酒石酸中的一種或幾種；0.6～6％透皮吸收劑，所述透皮吸收劑選自吐溫80和/或氮酮；0.1～0.3％促滲劑，所述促滲劑選自聚乙二醇、聚丙二醇和聚甘油中的一種或幾種；0.01-2％透明質酸；40～70％去離子水。優選地，所述生長因子由重組人表皮生長因子和重組人鹼性成纖維細胞生長因子按1:0.5～1的重量比組成。優選地，所述生長因子由重組人表皮生長因子和重組人鹼性成纖維細胞生長因子按1:1的重量比組成。優選地，所述保溼劑選自甘油。優選地，所述纖維素衍生物水溶性聚合物由改性納米微晶纖維素和羧甲基纖維素鈉按1:0.2～0.5的重量比組成。優選地，所述纖維素衍生物水溶性聚合物由改性納米微晶纖維素和羧甲基纖維素鈉按1:0.5的重量比組成。優選地，所述胞外多糖類的天然水溶性聚合物由黃原膠和結冷膠按1:1～3的重量比組成。優選地，所述胞外多糖類的天然水溶性聚合物由黃原膠和結冷膠按1:1.5的重量比組成。優選地，所述pH調節劑選自三乙醇胺。優選地，所述鹼性多糖選自羧甲基殼聚糖，所述羧甲基殼聚糖的分子量為2～4×103，取代度為80～90％。優選地，所述天然植物多糖選自長角豆膠。優選地，所述透皮吸收劑選自吐溫80。優選地，所述促滲劑選自聚乙二醇。相應地，本發明還提供了上述含生長因子的修復凝膠的製備方法，其包括以下步驟：A)取0.05～1％鹼性多糖加入到去離子水中，混合攪拌均勻，得0.5～1wt％的鹼性多糖溶液，取0.5～2％纖維素衍生物水溶性聚合物加入到去離子水中，混合攪拌均勻，得0.1～1wt％的纖維素衍生物水溶性聚合物溶液；將上述兩種溶液混合均勻，溶脹，得到鹼性多糖/纖維素衍生物水溶性聚合物支架；B)取0.1～2％卡波姆，邊攪拌邊加入到去離子水中，溶脹12～24h，加入上述鹼性多糖/纖維素衍生物水溶性聚合物支架，攪拌10～15min，繼續加入0.05～2％天然植物多糖、0.01～1％胞外多糖類的天然水溶性聚合物、12～40％保溼劑、0.6～6％透皮吸收劑、0.01-2％透明質酸以及0.1～0.3％促滲劑，攪拌20～35min，加入pH調節劑調節pH為6.0～7.0，得複合凝膠；C)取0.001～0.02％生長因子溶於去離子水配製成生長因子溶液，將生長因子溶液加入到上述步驟B)所得複合凝膠中，混合均勻，室溫靜置2～5h，即得。鹼性多糖選用分子量為2～4×103，取代度為80～90％的羧甲基殼聚糖，其水溶性高，具有較好的抗菌性、吸溼保溼性、成膜性以及生物相容性，但其抗菌性以及機械強度仍然未能達到要求。發明人發現加入纖維素衍生物水溶性聚合物，優選加入改性納米微晶纖維素形成羧甲基殼聚糖/纖維素衍生物水溶性聚合物支架，能顯著提升羧甲基殼聚糖的抗菌能力和機械強度。究其原因可能在於加入纖維素衍生物水溶性聚合物能夠增強羧甲基殼聚糖凝膠與其他基質的界面相容性，並使生長因子與羧甲基殼聚糖凝膠完全貫穿起來形成共連的抗菌凝膠，保持傷口乾燥。纖維素衍生物水溶性聚合物巨大的比表面積能提高凝膠與傷口的接觸面積，使得抗菌效果能夠更好地發揮，且加入纖維素衍生物水溶性聚合物能夠使水凝膠形成的結構更加彭松，防止水凝膠在後續冷凍(-15℃)產生較大的冰晶而被凍裂。但由於纖維素衍生物水溶性聚合物的加入導致凝膠的黏度急速上升，塗抹性能差，加入卡波姆，能中和羧甲基殼聚糖的酸度，使其分子鏈彌散伸展呈極大的膨脹狀態形成凝膠，使得所形成的水凝膠質地均勻，易於塗抹，無油膩感，與皮膚黏膜耦合效果好。三者協同增效，賦予凝膠優異的抗菌性能、良好的塗抹性能。羧甲基纖維素鈉的加入使得凝膠在保持上述特性的同時具有較好的吸溼性，其能吸附創面流膿，其協同纖維素衍生物水溶性聚合物能穩定保持創面的乾燥，提高修復效果。加入天然植物多糖以及胞外多糖類的天然水溶性聚合物能進一步提高水凝膠的觸感。由於上述高分子聚合物的加入使卡波姆-羧甲基殼聚糖-纖維素衍生物水溶性聚合物凝膠的黏度增大，導致持水能力上升，凝膠內部的營養成分未能滲出到達皮膚表面，因此加入促滲劑促滲劑，優選加入聚乙二醇，能促使內部的生長因子順利地滲出到達創面表面發揮作用，從而提高了創面的癒合時間。而透明質酸能促進皮膚對生長因子的吸收，加快修復創面損傷.加入保溼劑，可促進創傷面的癒合，預防疤痕的形成，減輕傷口疼痛。各組分相互協同增效，形成一具有優異的修復創面能力、抗菌能力，良好的吸溼性能的修復凝膠，其易於塗抹，具有控制創面感染、加快促進創面癒合、預防疤痕形成的作用。與現有技術相比，本發明的修復凝膠具有以下優勢：1)本發明通過組分的合理配比製得的修復凝膠可以提高創面的治癒率，縮短創面的癒合時間，同時避免了使用抗生素引發的耐藥性、二重感染、過敏反應等弊端。2)本發明吸溼性好，能吸收創面的滲出液，允許自由氣體滲透，同時代謝產物可通過凝膠排出，進而改善病變處的微環境，促進傷口和創面的修復。3)本發明具有優異的抑菌性，具有控制創面感染、加快促進創面癒合、預防疤痕形成的作用。具體實施方式：以下通過具體實施方式的描述對本發明作進一步說明，但這並非是對本發明的限制，本領域技術人員根據本發明的基本思想，可以做出各種修改或改進，但是只要不脫離本發明的基本思想，均在本發明的範圍之內。表1本發明實施例1～7修復凝膠組分及其用量(以質量百分數計)本發明改性納米微晶纖維素由以下步驟製得：S1：將纖維素原料加入到有機酸和無機酸的混酸水溶液中，纖維素原料在混酸液中的固含量為0.05g/mL，於60℃反應12h，得納米微晶纖維素懸浮液；S2：將上述懸浮液移入反應釜內，90℃下加入5mol過硫酸銨，攪拌20min，稱取甲基丙烯酸十八烷基酯溶於水中，以每秒2滴的滴加速率滴入反應釜中，60℃下反應6h，得甲基丙烯酸十八烷基酯-納米微晶纖維素聚合物的粗產物，其中甲基丙烯酸十八烷基酯與納米微晶纖維素的摩爾比為1:2；S3：在室溫下往上述粗產物中加入乙酸乙酯，萃取反應36h，然後50℃下旋轉蒸發儀抽提80min除去乙酸乙酯，得改性納米微晶纖維素。本發明實施例1～7修復凝膠的製備方法：A)取鹼性多糖加入到去離子水中，混合攪拌均勻，得鹼性多糖溶液，取纖維素衍生物水溶性聚合物加入到去離子水中，混合攪拌均勻，得纖維素衍生物水溶性聚合物溶液；將上述兩種溶液混合均勻，溶脹，得到鹼性多糖/纖維素衍生物水溶性聚合物支架；B)取卡波姆，邊攪拌邊加入到去離子水中，溶脹24h，加入上述鹼性多糖/纖維素衍生物水溶性聚合物支架，攪拌15min，繼續加入天然植物多糖、胞外多糖類的天然水溶性聚合物、保溼劑、透皮吸收劑、透明質酸以及促滲劑，攪拌30min，加入pH調節劑調節pH為7.0，得複合凝膠；C)取生長因子溶於去離子水配製成生長因子溶液，將生長因子溶液加入到上述步驟B)所得複合凝膠中，混合均勻，室溫靜置3h，即得。對比例1、一種含生長因子的修復凝膠本對比例1提供了一種含生長因子的創面修復凝膠，其由以下質量百分數的組分組成：0.01％生長因子、1％羧甲基殼聚糖、1％改性納米微晶纖維素、1％羧甲基纖維素鈉、0.05％長角豆膠、0.05％黃原膠、0.05％結冷膠、1.5％卡波姆、10％甘油、2％三乙醇胺、1％透明質酸、3％吐溫80、0.2％聚乙二醇以及餘量水。製備方法參考本發明實施例4製備方法。對比例1與實施例4的區別在於：改變了改性納米微晶纖維素與羧甲基纖維素鈉的配比，具體為增加了羧甲基纖維素鈉的用量。穩定性試驗取實施例1～7以及對比例1修復凝膠灌裝於內塗層封口鋁管中，密封置於2℃～8℃下進行實驗，分別於第0個月、1個月、3個月、6個月、9個月、12個月、18個月末檢測凝膠的外觀、裝量、pH值、生物學活性(％)和細菌總數。檢測結果如下：實施例1～7以及對比例1樣品的外觀、pH、裝量、細菌總數以及生物學活性(％)在密封的各個階段內均符合要求。抑菌試驗試驗對象：本發明實施例1～7以及對比例1所得修復凝膠。試驗方法：採用瓊脂擴散紙片法和菌落計數法測定凝膠對待測菌種(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、鮑曼氏不動桿菌、銅綠假單胞桿菌、凝固酶陰性葡萄球菌)的抑菌效果。製備含108/mL待測菌種的菌懸液，均勻塗布於凝固的營養瓊脂培養基平板表面，每個平板100μL；在無菌條件下將凝膠均勻塗於直徑為0.3cm、滅菌烘乾過的濾紙片上，將製備好的凝膠濾紙片(以滅菌濾紙片為空白對照)貼於塗布好測試菌種的平板上，每個平板上紙片重複數為4，於37℃恆溫培養24h，取接觸面培養物作梯度稀釋，取1mL上述稀釋菌懸液於平板中，用瓊脂傾注平板，混勻，待凝固後倒置於37℃恆溫培養24h，計算菌落總數，菌落總數的計算方法參照GB47892-2010，抑菌效果見表2。抑菌率(％)＝(空白對照菌落總數-凝膠菌落總數)/空白對照菌落總數*100表2抑菌試驗結果由表2可看出，本發明實施例1～7修復凝膠對創面常感染菌的抑菌率均在90％以上，各組對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果最優；上述8組的抑菌效果從高到低排序為：實施例4＞實施例6＞實施例5＞實施例2＞實施例3＞實施例7＞實施例1＞對比例1，實施例4組對待測菌種的抑菌率最高，其抑菌效果最好。對比例1由於改變了改性納米微晶纖維素與羧甲基纖維素鈉的配比，其所得修復凝膠的抑菌效果較實施例4有顯著將低，且對比實施例2與實施例4的抑菌效果可看出，當配方中改性納米微晶纖維素與羧甲基纖維素鈉按1:0.5的重量比復配時能顯著提高凝膠的抑菌效果，這可能是由於該配比能最大程度地增大凝膠與創面的接觸面積，從而提高凝膠的抑菌效果；對比實施例1和實施例2可知，改性納米微晶纖維素和羧甲基纖維素鈉復配與改性納米微晶纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素三者復配相比，前者更能提高凝膠的抑菌效果；對比實施例2與實施例3可知，單獨使用長角豆膠與將魔芋膠、長角豆膠復配使用相比，所形成的凝膠性能更好；對比實施例4與實施例7可知，單獨使用聚乙二醇作為促滲劑與將聚乙二醇和聚甘油復配使用相比，前者能提高凝膠的抑菌能力，這說明單獨使用聚乙二醇作為促滲劑能夠使凝膠內部的營養成分更快、更有效的滲出，發揮作用。綜合上述試驗可得出，本發明實施例4修復凝膠在穩定性及抑菌效果方面均有突出的表現，故實施例4為本發明最佳實施例。不同羧甲基殼聚糖、纖維素衍生物水溶性聚合物以及卡波姆配比對創面修復凝膠性能的影響本試驗例以實施例4為對照組，設置了9種不同羧甲基殼聚糖、纖維素衍生物水溶性聚合物以及卡波姆配比的修復凝膠，分別標記為①-⑨組，考察其對複合凝膠的穩定性、感官以及抑菌性能的影響，配比如表3。表3不同羧甲基殼聚糖、纖維素衍生物水溶性聚合物以及卡波姆配比註：穩定性測試、抑菌測試參考穩定性試驗以及抑菌試驗測試方法。對按照上述配比所得的修復凝膠的穩定性、感官性能以及抑菌性能進行檢測，對結果進行分析如下：感官性能分析表明，各配比所得凝膠外觀皆呈透明半固體狀，質地均勻細膩有光澤，塗抹有清涼感；凝膠的稠度隨著卡波姆添加量的升高先增大後降低，隨羧甲基殼聚糖添加量的增加而有所降低，纖維素衍生物水溶性聚合物添加量的變化對凝膠的稠度影響不大，而稠度高不利於塗展，比較各組，最終得出1％羧甲基殼聚糖、1％纖維素衍生物水溶性聚合物和1.5％的卡波姆復配所得修復凝膠具有更好的感官效果；穩定性分析表明，各配比所得凝膠在密封儲藏18個月後，無分層和脫水收縮現象，但長黴情況顯示，隨著羧甲基殼聚糖、卡波姆和纖維素衍生物水溶性聚合物的添加量越高，凝膠越不容易長黴，貯藏穩定性越好。抑菌性能分析表明，凝膠的抑菌效果隨著纖維素衍生物水溶性聚合物和羧甲基殼聚糖添加量的增加而提高，卡波姆的添加量對凝膠的抑菌效果影響不大。因此，綜合三項指標，得出以1％纖維素衍生物水溶性聚合物、1.5％纖維素衍生物水溶性聚合物和1.5％卡波姆復配所得修復凝膠具有更優異的抑菌性能、感官性能以及穩定性。臨床試驗1、資料與方法1.1一般資料：湖北省荊州市2009年5月至2012年5月燒燙傷患者150例，男80例，女70例，年齡7～70歲，平均年齡35±2歲；按照燒燙傷原因分為：沸水燙傷68例，火燒傷82例；按照燒燙傷程度分為：深Ⅱ度燒燙傷90例，Ⅲ度燒燙傷60例。1.2分組與給藥方法分組：將上述深Ⅱ度燒燙傷90例患者隨機分成5組，每組18人，各組給藥方法如下：實施例4組：外搽本發明實施例4製備的修復凝膠；實施例5組：外搽本發明實施例5製備的修復凝膠；實施例6組：外搽本發明實施例6製備的修復凝膠；實施例7組：外搽本發明實施例7製備的修復凝膠；對比例1組：外搽本發明對比例1製備的修復凝膠；將上述Ⅲ度燒燙傷60例患者分成5組，每組12人，各組給藥方法如下：實施例4組：外搽本發明實施例4製備的修復凝膠；實施例5組：外搽本發明實施例5製備的修復凝膠；實施例6組：外搽本發明實施例6製備的修復凝膠；實施例7組：外搽本發明實施例7製備的修復凝膠；對比例1組：外搽本發明對比例1製備的修復凝膠；給藥方法：在無菌操作下，將燙燒傷的創面常規消毒，先用低濃度的碘伏和生理鹽水簡單清洗創面，清除附著物及脫落皺皮，張力高的水皰穿刺放液，儘量保持殘留上皮，剪除脫落或壞死表皮，感染創面行徹底清創，向創面外塗或噴灑相應的藥液，白天每3～4小時1次，每天塗藥3～4次。用藥後充分暴露創面，不可覆蓋，防止進水，冬天注意保暖，各組根據燒燙傷面積確定給藥量，以能夠全部覆蓋創面為準。1.3痊癒療效標準：用藥後腫脹消失，疼痛感消失，創面無感染，痂下癒合，有表皮生長，創面基本修復或全部修復。用藥後記錄7d、14d、21d內痊癒人數，計算14d治癒率，14d治癒率＝14d內痊癒人數/病例總人數×100％；定義創面完全上皮化所需的時間為癒合時間，記錄每例患者的癒合時間，並對癒合時間進行t檢驗比較；記錄燒燙傷患者的創面疤痕情況，記錄留下疤痕的患者例數，計算疤痕率，疤痕率＝留下疤痕的患者例數/病例總人數×100％；應用統計軟體進行分析，以p<0.05具有統計學差異性，試驗結果見表4。1.4試驗結果。表4試驗結果由表4可知，在治療深Ⅱ度和Ⅲ度燒燙傷上，本發明實施例1～3修復凝膠均取得了優異的效果，特別是在提高14d治癒率和縮短癒合時間方面都有顯著的進步；從本發明實施例1～3修復凝膠治療燒燙傷的疤痕率來看，隨著燒燙傷程度的加重，本發明治療深Ⅱ度和Ⅲ度燒燙傷疤痕率極低，顯然，本發明修復凝膠在治療燒燙傷後的留疤問題上取得了預料不到的技術效果；而綜合上述各項指標，發現本發明實施例4的治療效果最佳。