止血抑菌生物敷料及其製備方法
2023-08-03 22:05:46 2
專利名稱：止血抑菌生物敷料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種生物醫用敷料及其製備方法，屬於生物醫學材料技術領域。
背景技術：
皮膚作為人體的重要器官起著控制體溫，防止感染及體液流失，維持內環境穩定 等作用。在因創傷、擦傷、燒傷及潰爛等而導致皮膚傷害後，很容易造成細菌感染，體液流失 並引起各種併發症。在治療這種有組織損失的人體皮膚損傷時，通常採用敷料對傷口進行 保護，以防止傷口的感染和脫水，在傷口處維持有利於治療的潮溼環境，改善治療效果，促 進傷口癒合。理想敷料應具備如下的特徵(1)安全無毒，無刺激性；(2)良好的生物相容性，最 好具有可降解性能；(3)可保持創面的溼潤環境，具較好的吸收能力和一定的透氣性；(4) 阻止細菌侵入，抑制細菌生長；(5)最好有止血、止痛等作用，可促進肉芽生長和皮膚再生， 加速癒合，減少疤痕；(6)貯存穩定性好。目前還沒有敷料能完全達到這些要求。現臨床上 使用最多的敷料還是紗布。這種惰性敷料，雖然具有吸收性好、保護創面、製作簡單、價格 便宜等優點，但由於其無法保持創面溼潤、易與傷口粘連、不能阻止細菌入侵等缺點，因而 對傷口的感染和化膿無能為力，對創面的癒合無明顯促進作用，在換藥時還會造成對新生 組織的再次損傷，增加病人的痛苦。為了克服傳統紗布敷料的不足，許多生物敷料特別是生物載藥敷料應運而生。這 些生物載藥敷料由於其獨特的性能，如良好的組織相容性和可降解性、安全低毒、在保護創 面的同時還能有效地治療傷口，促進組織修復等而倍受人們的關注。如為了改善敷料的殺菌、抑菌功能，在公開號為CN1079909A的中國發明專利申請 公開說明書中提供了一種「燒傷生物敷料的配方及加工工藝」，它是用殼聚糖、甘油、水、抗 生素諾氟沙星及多孔性支撐材料製備而成的燒傷生物敷料；在公告號為CN1317042C的中 國發明專利中介紹了「一種用於創傷醫治的生物敷藥」，它是以異丁基殼聚糖為基質，並配 伍氧氟沙星、利多卡因和氨甲環酸等以增強敷料的消炎、鎮痛和止血作用。由於均是通過抗 生素的載入來提高敷料的抑菌能力，而許多抗生素易產生耐藥菌，因此其應用受到限制。在公開號為CN1115254A的中國發明專利申請公開說明書裡公開了一種「殼聚糖 碘創傷敷料的製備」的方法，它是以殼聚糖為原料，製成殼聚糖無紡布，在製成的無紡布一 面塗覆殼聚糖膜，再將這種無紡布膜浸漬在含有甘油的碘溶液中，吸附藥物碘，依靠碘的作 用提升敷料的抑菌能力。這樣雖然避免了抗生素的應用，但由於碘容易升華，存放中敷料中 的碘的會嚴重損失，從而會降低敷料的抑菌能力；同時碘還易被塑料或橡膠製品吸收，所以 對包裝材料十分苛刻。本申請人在2009年7月8日提出了一種「納米銀生物海綿及其製備方法」的發明 專利申請，公開號為CN101596325A，它是以殼聚糖、羧甲基殼聚糖、海藻酸鹽等生物材料與 硝酸銀經冷凍乾燥製成海綿，通過紫外線或鈷60照射即得納米銀生物海綿。這種生物海綿 利用了納米銀的抑菌活性且不產生耐藥菌的特點，提升了抑菌能力，但這種生物海綿只能藉助生物材料自身的止血性能止血，因而其止血能力很弱；並且，其製備時是通過紫外線照 射含銀離子的生物海綿，當海綿較厚時，由於紫外線的穿透能力有限，海綿中心納米銀的生 成會受到影響，從而影響到這種生物海綿的抑菌能力
發明內容
本發明的目的是提供一種安全無毒，生物相容性好，可吸收降解的止血抑菌生物 敷料，該生物敷料不僅對革蘭氏陽性菌金葡球菌和革蘭氏陰性菌大腸桿菌及銅綠假單胞菌 均有明顯的抑菌效果，且有較好的止血性能。同時，本發明還提供了上述止血抑菌生物敷料的製備方法，該方法操作簡單，製造 成本低廉，產品性能的重現性好。為實現上述目的，本發明提供了一種止血抑菌生物敷料，在由生物材料製成的生 物敷料基體中均勻分布有納米銀和止血藥，納米銀的重量是所用生物材料重量的0.01% 3%，止血藥的重量是所用生物材料重量的0. 1% 10%，所述生物材料為殼聚糖、殼聚糖衍生 物、海藻酸鹽、明膠和膠原蛋白中的任意一種、或者任意兩種或兩種以上的組合。上述止血藥可以是氨甲環酸或凝血酶，生物敷料可以做成為海綿狀或薄膜狀。由於在生物敷料中均勻分布有納米銀顆粒和止血劑，使其具有一定的止血抑菌性 能，且由於生物敷料將納米銀顆粒均勻隔開，減少了納米銀顆粒的團聚現象，增強了納米銀 顆粒的抑菌效果。本發明還提供了上述止血抑菌生物敷料的其中一種製備方法，利用該方法可以獲 得海綿狀的止血抑菌生物敷料，步驟如下
(1)將生物材料溶於醋酸溶液或去離子水中，配成質量分數為0.5% 10%的膠狀液體， 加入重量是膠狀液體重量0. 01% 1%的交聯劑並放置4 48小時，然後冷凍乾燥形成生 物海綿體，最後再將該生物海綿體在60°C 130°C的溫度條件下進行加熱固化3 8小時；
(2)將生物海綿體浸入濃度為0.1 mM 10 mM的硝酸銀溶液中，在100°C 140°C高溫 和15psi 20psi高壓下放置5 40分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀 的生物海綿體；
(3)將含有納米銀的生物海綿體浸入止血藥的水溶液中，然後冷凍乾燥即得海綿狀的 止血抑菌生物敷料。所用交聯劑為戊二醛、京平尼、己異二氰酸酯、碳化二亞胺和疊氮二苯膦中的任意一種。本發明還提供了上述止血抑菌生物敷料的另一種製備方法，利用該方法可以獲得 薄膜狀的止血抑菌生物敷料，步驟如下
(1)將生物材料溶於醋酸溶液或去離子水中，配成質量分數為0.5% 10%的膠狀液體， 在此膠狀液體中加入硝酸銀溶液並攪拌均勻，在100°C 140°C高溫和15psi 20psi高壓 下放置5 40分鐘，即得含有納米銀的生物膠液；
(2)在上述含有納米銀的生物膠液中加入止血藥，攪拌均勻後傾倒在玻璃或不鏽鋼板 上，流延成膜，室溫晾乾即得薄膜狀的止血抑菌生物敷料。在上述兩種製備方法中，通過將止血藥載入生物敷料基體中，明顯改善了敷料的 止血性能。另外，對浸有硝酸銀溶液的生物海綿體或含有硝酸銀的生物膠液採用高溫高壓進行處理，與採用照射的方法相比，更能確保納米銀粒徑均勻，且納米銀顆粒均勻分布於整 個生物敷料基體中，有效提高了敷料的抑菌能力。上述方法中，通過控制硝酸銀溶液的濃度 來控制敷料中納米銀的含量。本發明取得的顯著技術效果是
1.採用資源豐富，生物相容性好，可降解吸收的生物材料作為敷料的基質，安全無毒；
2.通過止血藥的載入，明顯提高了生物敷料的止血性能，尤其在凝血功能出現障礙(抗 凝)時也表現出良好的止血性能；
3.採用高溫高壓方法製備納米銀不受敷料厚度的影響，納米銀粒徑均勻，方法可操作 性強，成本低；
4.納米銀均勻分散在敷料體內，殺菌、抑菌效果明顯。
圖1為本發明實施例與傳統產品的抑菌效果對比試驗結果示意其中，A為金葡桿菌血平板；B為大腸桿菌血平板；C為銅綠假單胞菌血平板；1為傳統 可吸收明膠海綿；2為傳統殼聚糖海綿；3為實施例1製得的生物敷料；4為實施例3製得的 生物敷料；5為實施例4製得的生物敷料。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例1 該實施例所得生物敷料為海綿狀，用殼聚糖作為生物敷料基體材料，止 血藥採用氨甲環酸，交聯劑採用戊二醛。具體做法是
(1)稱取殼聚糖3g，溶於體積百分比濃度為3%的醋酸溶液中，配成質量分數為3%的 膠狀液體，加入重量是膠狀液體重量0. 01%的戊二醛，攪拌均勻，4°C下放置4小時，然後傾 倒入一個長方形容器中，冷凍乾燥形成生物海綿體，最後再將該生物海綿體在80°C的溫度 條件下加熱固化5小時；
(2)將上述所得的生物海綿體浸入濃度為0.1 mM的硝酸銀溶液中，在121°C的高溫和 15 psi的高壓下於消毒鍋中放置10分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀 的生物海綿體；
(3)將上述得到的含有納米銀的生物海綿體浸入含60mg氨甲環酸的水溶液中，然後冷 凍乾燥即得海綿狀的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海綿狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 0. 03%，止血藥氨甲環酸的重量是所用生物材料重量的2%。實施例2 該實施例所得生物敷料為薄膜狀，用羧甲基殼聚糖製成為生物敷料基 體，止血藥採用凝血酶。具體做法是
(1)稱取羧甲基殼聚糖5g，溶於去離子水中，配成質量分數為5%的膠狀液體，在此膠狀 液體中加入硝酸銀溶液，攪拌均勻，然後在121°C高溫和15 psi高壓下於消毒鍋中放置10 分鐘，取出即得含有納米銀的生物膠液；
(2)在上述含有納米銀的生物膠液中加入凝血酶5mg，攪拌均勻後傾倒在玻璃或不鏽鋼 板上，流延成膜，室溫晾乾即得薄膜狀的止血抑菌生物敷料。
在上述得到的薄膜狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 0. 01%，止血藥凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 1%。實施例3 該實施例所得生物敷料為海綿狀，用殼聚糖和海藻酸鈉製成為生物敷 料基體，止血藥採用氨甲環酸，交聯劑採用京尼平。具體做法是
(1)稱取殼聚糖5g和海藻酸鈉3g，溶於體積百分比濃度為3%的醋酸溶液中，配成質量 分數為1%的膠狀液體，加入重量是膠狀液重量0. 3%的京尼平水溶液，攪拌均勻，4°C下放置 4小時，然後傾倒入一個長方形容器中，冷凍乾燥形成生物海綿體，最後再將該生物海綿體 在100°C的溫度條件下進行加熱固化4小時；
(2)將上述所得的生物海綿體浸入濃度為0.25 mM的硝酸銀溶液中，在121 °C的高溫和 15psi的高壓下於消毒鍋中放置15分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀的 生物海綿體； (3)將上述得到的含有納米銀的生物海綿體浸入含0.24g氨甲環酸的水溶液中，然後 冷凍乾燥即得海綿狀的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海綿狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 0. 09%，止血藥氨甲環酸的重量是所用生物材料重量的3%。實施例4 該實施例所得生物敷料為海綿狀，用殼聚糖和明膠製成為生物敷料基 體，止血藥採用氨甲環酸，交聯劑採用戊二醛。具體做法是
(1)稱取殼聚糖10g和明膠5g，溶於體積百分比濃度為1. 5%的醋酸溶液中，配成質量 分數為3%的膠狀液體，加入重量是膠狀液體重量1%的京尼平水溶液，攪拌均勻，4°C下放置 4小時，然後傾倒入一個長方形容器中，冷凍乾燥形成生物海綿體，最後再將該生物海綿體 在70°C的溫度條件下進行加熱固化7小時；
(2)將上述所得的生物海綿體浸入濃度為0.5 mM的硝酸銀溶液中，在121°C的高溫和 15 psi的高壓下於消毒鍋中放置15分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀 的生物海綿體；
(3)將上述得到的含有納米銀的生物海綿體浸入含有1.5g的氨甲環酸水溶液中，然後 冷凍乾燥即得海綿狀的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海綿狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 0. 17%，止血藥氨甲環酸的重量是所用生物材料重量的10%。實施例5 該實施例所得生物敷料為海綿狀，用殼聚糖和膠原蛋白製成為生物敷 料基體，止血藥採用凝血酶，交聯劑採用京尼平。具體做法是
(1)稱取殼聚糖5g和膠原蛋白2 g，溶於體積百分比濃度為2%的醋酸溶液中，配成質 量分數為3%的膠狀液體，加入重量是膠狀液體重量0. 5%的京尼平水溶液，攪拌均勻，4°C下 放置4小時，然後傾倒入一個長方形容器中，冷凍乾燥形成生物海綿體，最後再將該生物海 綿體在70°C的溫度條件下進行加熱固化7小時；
(2)將上述所得的生物海綿體浸入濃度為5mM的硝酸銀溶液中，在121°C的高溫和15 psi的高壓下於消毒鍋中放置15分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀的生 物海綿體；
(3)將上述得到的含有納米銀的生物海綿體浸入含有10.5mg凝血酶的凝血酶水溶液 中，然後冷凍乾燥即得海綿狀的止血抑菌生物敷料。
在上述得到的海綿狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 1. 7%，止血藥凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 15%。實施例6 該實施例所 得生物敷料為薄膜狀，用殼聚糖和明膠製成為生物敷料基 體，止血藥採用凝血酶。具體做法是
(1)稱取殼聚糖6.5g和明膠1. 3g，溶於體積百分比濃度為3%的醋酸溶液中，配成質量 分數為2. 5%的膠狀液體，在此膠狀液體中加入硝酸銀溶液，攪拌均勻，然後在121°C高溫和 15 psi高壓下於消毒鍋中放置20分鐘，取出即得含有納米銀的生物膠液；
(2)在上述含有納米銀的生物膠液中加入凝血酶39mg，攪拌均勻後傾倒在玻璃或不鏽 鋼板上，流延成膜，室溫晾乾即得薄膜狀的止血抑菌生物敷料。在上述得到的薄膜狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 3%，止血藥凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 5%。實施例7 該實施例所得生物敷料為海綿狀，用殼聚糖、海藻酸鈉和膠原蛋白製成 為生物敷料基體，止血藥採用氨甲環酸，交聯劑採用戊二醛。具體做法是
(1)稱取殼聚糖1g，溶於體積百分比濃度為3%的醋酸溶液中形成膠狀液，再稱取海藻 酸鈉0.2 g和膠原蛋白0.4 g,溶於去離子水中形成膠液，均勻混合兩種膠液，配成質量分 數為2. 5%的膠狀液體，加入重量是膠狀液體重量0. 25%的戊二醛，攪拌均勻，4°C下放置4 小時，然後傾倒入一個長方形容器中，冷凍乾燥形成生物海綿體，最後再將該生物海綿體在 100°C的溫度條件下進行加熱固化4小時；
(2)將上述所得的生物海綿體浸入濃度為0.5 mM的硝酸銀溶液中，在121°C的高溫和 15 psi的高壓下於消毒鍋中放置15分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀 的生物海綿體；
(3)將上述得到的含有納米銀的生物海綿體浸入含有80mg氨甲環酸的水溶液中，然後 冷凍乾燥即得海綿狀的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海綿狀止血抑菌生物敷料中，納米銀的重量是所用生物材料重量的 0. 17%，止血藥氨甲環酸的重量是所用生物材料重量的5%。抑菌效果對比試驗將實施例1、實施例3和實施例4中製得的載納米銀和止血藥 的生物敷料與不載藥的殼聚糖海綿及南京金陵製藥廠生產的吸收性明膠海綿分別壓成薄 片，裁剪成直徑約為6 mm的圓片，將圓片緊貼於已均勻塗抹金葡球菌的瓊脂板上，置35°C孵 育24 h後觀察，結果如圖I-A所示，不載藥殼聚糖海綿和可吸收性明膠海綿未產生抑菌圈， 而實施例1、3和4中製得的載納米銀和止血藥的海綿狀生物敷料均產生明顯抑菌圈。將實施例1、實施例3和實施例4製得的載納米銀和止血藥的海綿狀生物敷料與不 載藥的殼聚糖海綿及南京金陵製藥廠生產的吸收性明膠海綿分別壓成薄片，裁剪成直徑約 為6 mm的圓片，將圓片緊貼於已均勻塗抹大腸桿菌的瓊脂板上，置35°C孵育24 h後觀察， 結果如圖I-B所示，不載藥的殼聚糖海綿和可吸收性明膠海綿未產生抑菌圈，而實施例1、3 和4中製得的載納米銀和止血藥的海綿狀生物敷料均產生明顯抑菌圈。將實施例1、實施例3和實施例4中製得的載納米銀和止血藥的海綿狀生物敷料 與不載藥的殼聚糖海綿及南京金陵製藥廠生產的吸收性明膠海綿分別壓成薄片，裁剪成直 徑約為6 mm的圓片，將圓片緊貼於已均勻塗抹銅綠假單胞菌的瓊脂板上，置35°C孵育24 h 後觀察，結果如圖I-C所示，不載藥的殼聚糖海綿和可吸收性明膠海綿未產生抑菌圈，而實施例1、3和4中製得的載納米銀和止血藥的海綿狀生物敷料均產生明顯抑菌圈。止血效果對比試驗大白兔用3%戊巴比妥鈉耳靜脈注射麻醉，仰臥固定於手術 臺上，剪去腹部兔毛，標準的正中開腹，逐層進入腹腔，游離、暴露肝臟，在每葉肝臟的前 端剪去長約1.5 cm的肝組織，造成活動出血創面，分別用一定大小已精確稱重的待測止 血材料敷壓傷口，直至出血停止，記錄出血時間。手術中，使用已精確稱重的綿球收集術 中所出的血液，術後與海綿一同稱重，計算術中總的出血量。待肝臟完全止血後，游離、暴 露脾臟，在脾臟表面劃一條長約1.5 cm、深約0.3 cm的口子，分別用一定大小已精確稱重 的 待測止血材料敷壓傷口，直至出血停止，記錄出血時間，超過10 min,以10 min計。稱 重，計算術中總的出血量。結果如下表
表1正常機體組幾種止血材料的止血效果
權利要求
一種止血抑菌生物敷料，其特徵是在由生物材料製成的生物敷料基體中均勻分布有納米銀和止血藥，納米銀的重量是所用生物材料重量的0.01%～3%，止血藥的重量是所用生物材料重量的0.1%～10%，所述生物材料為殼聚糖、殼聚糖衍生物、海藻酸鹽、明膠和膠原蛋白中的任意一種、或者任意兩種或兩種以上的組合。
2.如權利要求1所述的止血抑菌生物敷料，其特徵是所述止血藥為氨甲環酸或凝血酶。
3.如權利要求1所述的止血抑菌生物敷料，其特徵是所述生物敷料為海綿狀或薄膜狀。
4.如權利要求1所述止血抑菌生物敷料的製備方法，其特徵是包括如下步驟(1)將生物材料溶於醋酸溶液或去離子水中，配成質量分數為0.5% 10%的膠狀液體， 加入重量是膠狀液體重量0. 01% 1%的交聯劑並放置4 48小時，然後冷凍乾燥形成生 物海綿體，最後再將該生物海綿體在60°C 130°C的溫度條件下進行加熱固化3 8小時；(2)將生物海綿體浸入濃度為0.ImM 10 mM的硝酸銀溶液中，在100°C 140°C高溫 和15psi 20psi高壓下放置5 40分鐘，然後取出用去離子水漂洗後即得到含有納米銀 的生物海綿體；(3)將含有納米銀的生物海綿體浸入止血藥的水溶液中，然後冷凍乾燥即得海綿狀的 止血抑菌生物敷料。
5.如權利要求4所述止血抑菌生物敷料的製備方法，其特徵是所述交聯劑為戊二醛、 京平尼、己異二氰酸酯、碳化二亞胺和疊氮二苯膦中的任意一種。
6.如權利要求1所述止血抑菌生物敷料的製備方法，其特徵是包括如下步驟(1)將生物材料溶於醋酸溶液或去離子水中，配成質量分數為0.5% 10%的膠狀液體， 在此膠狀液體中加入硝酸銀溶液並攪拌均勻，在100°C 140°C高溫和15psi 20psi高壓 下放置5 40分鐘，即得含有納米銀的生物膠液；(2)在上述含有納米銀的生物膠液中加入止血藥，攪拌均勻後傾倒在玻璃或不鏽鋼板 上，流延成膜，室溫晾乾即得薄膜狀的止血抑菌生物敷料。
全文摘要
本發明提供了一種止血抑菌生物敷料及其製備方法，由生物材料製成的海綿狀或薄膜狀生物敷料基體中均勻分布有納米銀和止血藥，納米銀的重量是所用生物材料重量的0.01%～3%，止血藥的重量是所用生物材料重量的0.1%～10%。海綿狀的生物敷料製備方法是將通過冷凍乾燥製得的海綿浸入硝酸銀溶液中，經高溫高壓製得載納米銀生物海綿，再浸入含止血藥的溶液中冷凍乾燥而得。薄膜狀的生物敷料製備方法是將含硝酸銀的生物材料溶液經高溫高壓製成載納米銀的溶液，冷卻後加入止血藥，經流延成膜，室溫乾燥而得。本發明所述止血抑菌生物敷料具有安全無毒、生物相容性和可降解性好、抑菌、止血效果明顯的特點，製備方法簡單，可操作性強，成本低。
文檔編號A61L15/44GK101954117SQ20101029341
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者刁俊林, 劉建倉, 李東紅, 臧家濤 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學野戰外科研究所