一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法

2023-10-06 20:13:54

一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法，採用膠原蛋白溶液通過靜電紡絲方法得到膠原蛋白納米纖維膜，然後以殼聚糖與海藻酸兩種天然無毒的高分子多糖進行化學交聯製備複合凝膠，再通過冷凍乾燥方式製得多孔海綿-納米纖維雙層複合材料，敷料上層凝膠乾燥時為海綿態，吸溼後為凝膠態，本發明在不添加任何有毒化學交聯劑的情況下，製備生物創面敷料，工藝簡單，安全性好，本發明製備的生物創傷敷料的特點是具有優良透氧性能，吸水性、透水性、透溼性及良好的生物相容性，能夠保持創面生理溼潤環境，促進創面癒合及有效止血，可防止傷口感染並加速痊癒，能夠對創面進行有效修復，適用於創傷、燒傷、潰瘍等多種創面。
【專利說明】一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於天然高分子材料和生物醫用材料【技術領域】，涉及一種屬於醫用創面敷 料，特別涉及一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法。

【背景技術】
[0002] 封閉負壓引流（Vacuum-assisted closure, VAC)技術作為一種創面治療的新技 術，以其有效控制和減輕感染、加速創面癒合、減少醫護人員工作量等顯著優勢已被廣泛應 用於臨床治療，本科室自1998年開始VAC技術的治療機理相關研宄並取得了一批原創性研 宄結果，我們發現：應用VAC治療會使創面環境持續處於低氧狀態，有研宄表明，儘管在創 面癒合早期過程中，缺氧環境有利於創面毛細血管生成，但是隨著創面癒合的進行，增加組 織供氧可使局部細胞增殖加快，組織修復能力增強，同時可使創面毛細血管擴張，血流阻力 降低，血流速度加快，組織滲出減少，腫脹減輕，從而加快創面癒合（氧、臭氧及負壓引流聯 合應用對創面的治療作用，J Trauma Surg, 2011，13(3))。為改善創面低氧環境這一現狀， 我們嘗試採用給氧方式進行VAC治療，並得出局部供氧可促進創面修復的初步實驗結果， 並且這一促進作用可能與改善創面組織的微循環障礙與抑制細菌生長有關。
[0003] 目前對於VAC技術使用的敷料研宄相對較少，早期研宄者嘗試使用棉花、紗布等 作為醫用敷料，但這些敷料存在著明顯不足：傳統藥棉紗布在治療皮膚傷口時存在癒合期 較長、傷口疤痕明顯、換藥過程造成患者痛苦的弊端，紗布會造成創面更加乾燥的環境，使 創面脫水，導致結痂。而創面的結痂對創面的上皮化有明顯的障礙（膠原/殼聚糖複合表皮 生長因子凝血酶海綿敷料的研製，廣東藥學院學報，2004, 20(5))。通常水凝膠創傷敷料具 有吸收創面滲出液，保持創面清潔溼潤，減少疤痕形成，促進創面癒合等優點，但不具有抗 菌性，在防止傷口感染方面存在缺陷，這就要求經常更換敷料給患者帶來極大痛苦的同時， 也增加了醫務工作者的工作量，近期敷料則主要以醫用複合凝膠（聚氨酯、聚乙烯醇等）為 主，VAC技術可在醫用泡沫與傷口界面形成一種剪切力，這種機械應力被認為有促進肉芽組 織生長及血管生成的作用。但是，目前已有的醫用複合凝膠敷料無法較好地實現這一應力 傳導，因此開發兼具優良透氧性、抑菌性能與機械應力傳遞性能的用於皮膚創面的新型醫 用敷料已成為研宄者們的迫切需求，並且這一產品的成功研發將產生巨大的科研與臨床價 值。
[0004] Formhals於1934年首次研發出一種藉助高壓靜電場激發聚合物的帶電射流， 使射流固化得到超細結構的納米纖維，通過該方法製備的納米纖維具備超細纖維直徑、較 大比表面積和三維立體結構等獨特優勢，這使其逐漸成為皮膚創面修復領域的研宄熱點， 其原因在於：首先，靜電紡絲技術所構建的組織工程支架在結構上具有模擬細胞外基質 (extracellular matrix, ECM)的作用，可以促進成纖維細胞與角質形成細胞的粘附、增 殖與迀移；其次，本發明的靜電紡絲溶液中以具有良好生物相容性的膠原蛋白為原料，這 種納米纖維支架可顯著加速創面癒合。第三、海藻酸敷料是目前比較成熟的一類創面敷 料藥物，即海藻酸鹽通過與創面滲液接觸時發生離子交換從而形成具有凝膠狀的海藻酸 敷料。由於該敷料具有創造創面癒合所需的溼潤環境、與創面貼合性良好等優勢，成為一 類性能良好的生物醫用材料（海藻酸鹽敷料應用現狀與研宄進展，中國修復重建外科雜 志，2014, 28 (2))。本發明在此基礎上，以海藻酸和殼聚糖等天然高分子物質為原料，在Ca2+ 的離子交換作用下形成具有微納結構的複合多孔凝膠，不僅能起到與外界隔離的屏障作 用，而且還能誘導血小板活化、促進創面止血以及協同抑菌作用。
[0005] 儘管目前有很多研宄者研製開發了多種醫用創面敷料，目前並沒有任何通過純天 然高聚物來製備納米纖維膜與多孔凝膠作為VAC敷料並應用於創面修復領域的相關文獻， 申請號為"CN201010190222. 6"的專利報導了納米纖維固定化β-D-半乳糖苷酶的製備方 法，但並沒有進行生物醫學領域的相關研宄。申請號為"CN103705970A"與"CN101224310B" 的專利分別報導了一種絲素基生物創傷敷料與一種載有抗菌藥物納米微粒的醫用創傷敷 料的製備方法，但並無顯著改善醫用創面敷料的透氧性能與微納結構複合敷料的相關研 宄。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的在於解決上述問題，提供一種具有優良透氧性能、抑菌能力和促愈 功能的多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料及其製備方法，該透氧敷料結合了形貌結構可 控、凝膠快速成型、靜電紡絲成膜等特點，具有優良透氧性能、吸水性、抑菌能力與促愈效 果，可保持創面生理溼潤環境、促進傷口癒合及止血，可防止傷口感染並加速痊癒，適用於 創傷、燒傷、潰瘍等多種創面。
[0007] 為實現上述目的，本發明採用如下技術方案得以實現：
[0008] 一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料，包括上層的複合凝膠和下層的納米纖維 膜；複合凝膠和納米纖維膜上均負載有抗菌藥物；複合凝膠在乾燥時為海綿態，吸溼後為 凝膠態；複合凝膠由質量比為1:3的殼聚糖和海藻酸鈉製成，納米纖維膜由膠原蛋白製成。
[0009] 所述上層複合凝膠的海綿孔隙率50?85%，下層納米纖維膜的直徑為200? 600nm ;製得的敷料透氧率為50?60%，吸水率為1000?2500%。
[0010] 一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，包括以下步驟：
[0011] 1)將膠原蛋白置於質量分數為0. 5?2mol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為 4?12%的膠原蛋白溶液；
[0012] 2)將步驟1)中獲得的膠原蛋白溶液通過靜電紡絲製備成膠原蛋白納米纖維膜；
[0013] 3)將步驟2)中製得的納米纖維膜進行乾燥處理以去除殘留溶劑；隨後在體積濃 度為0. 5?5%的交聯劑蒸汽中進行交聯；
[0014] 4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%醋酸中配製成殼聚糖溶液，然後向其中加入氯 化隹?水溶液，然後在25?60°C水浴中繼續攪拌5h，接著調節pH值至5,並於室溫下攪拌至 完全溶解，靜置過夜，得到殼聚糖和氯化鈣的混合溶液；其中，混合溶液中氯化鈣與殼聚糖 的質量比為1:2?2:1 ;
[0015] 5)將混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中，得到含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻 酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層的三層結構，且內部是液態的微膠囊凝膠；將微膠囊凝膠取 出衝洗表面至pH值為6,並乾燥處理至溼度為15%;然後，再向其中加入佔微膠囊凝膠質量 0. 1?0. 5%的增塑劑；其中，混合溶液中殼聚糖和氯化鈣的總質量與海藻酸鈉的質量之比 為 1:5 ?5:1 ;
[0016] 6)將步驟3)中製備得到的納米纖維置於IOX IOcm2的模具內，將步驟5)中獲得的 添加有增塑劑的微膠囊凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥或真空乾燥方法製得成型雙 層複合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:40?1:20,乾燥時間為6?120h。
[0017] 所述步驟2)中，具體靜電紡絲是將步驟1)中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注 射器內，控制流速為0. 5?2mL/h，靜電紡絲的電壓為10?35kV，接收距離為5?20cm，電 紡絲的時間為6?96h，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為5?35°C和20?80%。
[0018] 所述步驟3)中，乾燥處理是在溫度為25?35°C的真空乾燥箱中進行的，乾燥時間 為1?48h。
[0019] 所述步驟3)中，交聯劑採用戊二醛或環氧乙烷，且交聯反應的時間為4?24h。
[0020] 所述步驟4)中，殼聚糖溶液的質量濃度為0. 1?10%，每毫升氯化鈣水溶液中含 有0· 5?5mg的氯化鈣。
[0021] 所述步驟5)中，將微膠囊凝膠取出用蒸餾水衝洗表面；乾燥處理是用濾紙吸乾水 份，然後風乾。
[0022] 所述步驟5)中，海藻酸鈉水溶液的質量濃度為1?5%，增塑劑採用甘油、聚乙二 醇、山梨醇或乙二醇。
[0023] 所述步驟5)中，混合溶液與海藻酸鈉溶液的反應時間為4?24h，反應溫度為 25 ?40°C。
[0024] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0025] 本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料，下層為與創面接觸的靜電紡絲納米纖 維，它可以吸收創面的滲出液並負載抑菌藥物；上層為由天然安全無毒且具有生物降解性 的殼聚糖與海藻酸交聯形成的多孔複合凝膠，其力學性能能滿足敷料的使用要求，並具有 優良的透氧性能、透溼和隔菌功能，以期達到縮短創面癒合時間，大幅度降低創面感染率的 目的。
[0026] 本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，原料成本低，對人體以 及環境不會造成有害影響，整個工藝過程操作簡單，易於大規模生產，所得的多孔複合凝 膠-納米纖維複合敷料不僅具有極好的透氧性能、抗菌性與生物相容性，與創面處的血液、 組織與周圍皮膚接觸後可形成凝膠，具有止血與成膜性能，不僅可吸收滲液，保持創傷周圍 溼潤環境，而且可長時間持續釋放抗菌藥物，從而防止傷口感染。在創面修復領域也有較好 的應用。
[0027] 本發明利用靜電紡絲技術製備膠原蛋白納米纖維膜，隨後將殼聚糖和氯化鈣的混 合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/ 海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是液態的微膠囊的凝膠，隨後採用冷凍幹 燥法製備纖維-殼聚糖/海藻酸凝膠複合凝膠雙層複合物。本發明提供了一種新型生物創 面敷料及其製備方法，製備工藝簡單，條件溫和，獲得的生物創面敷料透氧性能優良，透氧 率高達50-60 %，製備的複合敷料具有良好的透氧性能與抗菌性能，可以提高傷口癒合的效 率並防止傷口感染，同時可顯著促進創面癒合。因此，本發明製備的改性微納結構複合材料 可以作為一種良好的VAC敷料材料應用於生物醫學領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的結構示意圖；
[0029] 圖2為本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的微觀結構圖，其中圖2-1為上 層複合凝膠的微觀結構示意圖，圖2-2為下層納米纖維膜的微觀結構示意圖；
[0030] 圖3為本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的透氧性能測試結果圖；
[0031] 圖4為本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的抑菌性能試驗結果圖；其中，圖 4-1為大腸桿菌抑菌效果圖，圖4-2為金黃色葡萄球菌抑菌效果圖；
[0032] 圖5為本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的體內降解HE染色結果圖；其 中，a為膠原蛋白納米纖維膜，b為殼聚糖/海藻酸鈉複合複合凝膠，c多孔複合凝膠-納米 纖維透氧敷料；
[0033] 圖6為不同敷料的創面癒合試驗結果，其中，A為膠原蛋白納米纖維膜，B為殼聚糖 /海藻酸鈉複合複合凝膠，C多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料。

【具體實施方式】
[0034] 下面通過具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明，其目的在於幫助更好的 理解本發明的內容，但這些具體實施方案不以任何方式限制本發明的保護範圍。
[0035] 參見圖1，本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料，包括上層的複合凝膠1和下 層的納米纖維膜2 ;複合凝膠和納米纖維膜上均負載有抗菌藥物；如圖2所示，複合凝膠在 乾燥時為海綿態，吸溼後衛凝膠態；複合凝膠由質量比為1:3的殼聚糖和海藻酸鈉製成，納 米纖維膜由膠原蛋白製成。上層複合凝膠的海綿孔隙率50?85%，下層納米纖維膜的直徑 為200?600nm ;製得的敷料透氧率為50?60%，吸水率為1000?2500%。
[0036] 實施例1
[0037] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0038] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為24h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0039] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥6h以去 除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為1%，交聯時間為6h ;
[0040] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為2%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60 °C水浴中繼續攪拌5h，其中CaCl^ CS的質量百分濃度比為1:2。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為2 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0041] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:3,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 1 %的甘油作為增塑劑，反應時間為12h，反應溫度為25°C。
[0042] (6)將步驟⑶中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:30,凍幹時間為48h。
[0043] 實施例2
[0044] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0045] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為48h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0046] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥12h以 去除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為2%，交聯時間為12h ;
[0047] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為2%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60°C水浴中繼續攪拌5h，其中0 &(：12與CS的質量百分濃度比為1: 1。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為2 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0048] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:2,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 2%的甘油作為增塑劑，反應時間為24h，反應溫度為25°C。
[0049] (6)將步驟⑶中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:30,凍幹時間為48h。
[0050] 實施例3
[0051] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0052] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為24h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0053] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥6h以去 除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為1%，交聯時間為6h ;
[0054] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為2%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60 °C水浴中繼續攪拌5h，其中CaCl^ CS的質量百分濃度比為1:2。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為2 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0055] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至pH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1: 1，在所配製的溶液中加入重量比為 0. 5%的甘油作為增塑劑，反應時間為20h，反應溫度為25°C。
[0056] (6)將步驟（3)中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:35,凍幹時間為72h。
[0057] 實施例4
[0058] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0059] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為24h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0060] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥6h以去 除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為1%，交聯時間為6h ;
[0061] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為4%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60 °C水浴中繼續攪拌5h，其中CaCl^ CS的質量百分濃度比為1:2。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為4%的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0062] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:2,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 2%的甘油作為增塑劑，反應時間為24h，反應溫度為30°C。
[0063] (6)將步驟（3)中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:35,凍幹時間為72h。
[0064] 實施例5
[0065] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0066] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為24h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0067] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥6h以去 除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為1%，交聯時間為6h ;
[0068] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為3%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60°C水浴中繼續攪拌5h，其中0 &(：12與CS的質量百分濃度比為1: 1。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為3 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0069] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:2,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 1 %的甘油作為增塑劑，反應時間為24h，反應溫度為25°C。
[0070] (6)將步驟⑶中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:30,凍幹時間為48h。
[0071] 實施例6
[0072] (1)將膠原蛋白置於質量分數為lmol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為8% (w/ w)的膠原蛋白溶液；
[0073] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為lmL/h， 靜電紡絲的電壓為30kV，接收距離為15cm，電紡絲的時間為24h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為25 °C和45% ;
[0074] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於30°C下乾燥6h以去 除殘留溶劑；隨後在戊二醛蒸汽中交聯，戊二醛的體積濃度為1%，交聯時間為6h ;
[0075] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為2%的殼 聚糖溶液，將製備的lmg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，60 °C水浴中繼續攪拌5h，其中CaCl^ CS的質量百分濃度比為1:2。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為2 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0076] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:3,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 2%的甘油作為增塑劑，反應時間為12h，反應溫度為25°C。
[0077] (6)將步驟（3)中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:40,凍幹時間為96h。
[0078] 實施例7
[0079] (1)將膠原蛋白置於質量分數為0. 5mol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為4% (w/w)的膠原蛋白溶液；
[0080] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為0. 5mL/ h，靜電紡絲的電壓為10kV，接收距離為5cm，電紡絲的時間為6h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為5 °C和20% ;
[0081] (3)將步驟（2)中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於25°C下乾燥Ih以去 除殘留溶劑；隨後在環氧乙烷蒸汽中交聯，環氧乙烷的體積濃度為0. 5%，交聯時間為4h ;
[0082] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為0. 1%的 殼聚糖溶液，將製備的0. 5mg/mL氯化1?水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼 聚糖溶液中，25°C水浴中繼續攪拌5h，其中0&(：12與CS的質量百分濃度比為2:1。調節pH 至5,室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為1%的 海藻酸鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0083] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為5:1，在所配製的溶液中加入重量比為 0. 3%的聚乙二醇作為增塑劑，反應時間為4h，反應溫度為30°C。
[0084] (6)將步驟（3)中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過真空乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:25,真空乾燥時間為6h。
[0085] 實施例8
[0086] (1)將膠原蛋白置於質量分數為I. 5mol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為9% (w/w)的膠原蛋白溶液；
[0087] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為I. 5mL/ h，靜電紡絲的電壓為20kV，接收距離為10cm，電紡絲的時間為72h。採用靜電紡絲製備膠原 蛋白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為15°C和40% ;
[0088] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於28°C下乾燥30h以 去除殘留溶劑；隨後在環氧乙烷蒸汽中交聯，環氧乙烷的體積濃度為3%，交聯時間為18h ;
[0089] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為7%的殼 聚糖溶液，將製備的3mg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，35°C水浴中繼續攪拌5h，其中0 &(：12與CS的質量百分濃度比為2:3。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為3 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0090] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:4,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 4%的山梨醇作為增塑劑，反應時間為10h，反應溫度為35°C。
[0091] (6)將步驟（3)中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過真空乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:25,真空乾燥時間為36h。
[0092] 實施例9
[0093] (1)將膠原蛋白置於質量分數為2mol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為12% (w/w)的膠原蛋白溶液；
[0094] (2)將步驟⑴中獲得的膠原蛋白溶液灌注入IOmL注射器內，控制流速為2mL/h， 靜電紡絲的電壓為35kV，接收距離為20cm，電紡絲的時間為96h。採用靜電紡絲製備膠原蛋 白納米纖維，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為35 °C和80% ;
[0095] (3)將步驟⑵中製得的納米纖維膜置於真空乾燥箱中，並於35°C下乾燥48h以 去除殘留溶劑；隨後在環氧乙烷蒸汽中交聯，環氧乙烷的體積濃度為5%，交聯時間為24h ;
[0096] (4)將殼聚糖溶解於質量濃度為2%冰醋酸水溶液中配製成質量濃度為10%的殼 聚糖溶液，將製備的5mg/mL氯化鈣水溶液，超聲5min後，緩慢加入至上述製備好的殼聚糖 溶液中，55°C水浴中繼續攪拌5h，其中0 &(：12與CS的質量百分濃度比為1: 1。調節pH至5， 室溫下攪拌至完全溶解，靜置過夜。海藻酸在超純水溶解配製質量百分濃度為5 %的海藻酸 鈉溶液，攪拌後離心，去除沉澱。
[0097] (5)將殼聚糖和氯化鈣的混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中反應形成微膠囊，最 終得到了含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層共三層，內部是 液態的微膠囊的凝膠，取出用蒸餾水衝洗表面至PH值約為6,用濾紙吸乾水份，風乾至溼度 約為15%，其中殼聚糖/氯化鈣與海藻酸鈉質量比為1:5,在所配製的溶液中加入重量比為 0. 5%的乙二醇作為增塑劑，反應時間為15h，反應溫度為40°C。
[0098] (6)將步驟⑶中製備得到的納米纖維置於IOXlOcm2的自製模具內，將步驟（5) 中獲得的添加有甘油的微膠囊的凝膠置於該模具中攤開，通過真空乾燥法製得成型雙層復 合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:20,真空乾燥時間為120h。
[0099] 參見圖3至圖6,本發明的效果如下：
[0100] 如圖3所示，本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的透氧性能測試結果顯示： 凝膠海綿比納米纖維具有更高的透氧率，並且本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料比 兩種單獨組分具有更好的透氧性能。
[0101] 如圖4所示，本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料對於大腸桿菌（革蘭氏陰 性菌）與金黃色葡萄球菌（革蘭氏陽性菌）均具有顯著的抑制效果。其中，圖4-1反映了 製備的納米纖維、海綿與複合敷料對大腸桿菌的抑菌效果（以抑菌圈直徑顯示）；圖4-2反 映了這三種材料對金黃色葡萄球菌抑菌效果（以抑菌圈直徑顯示）。
[0102] 如圖5的HE染色結果所示，本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料具有優良的 體內降解性能，並且在材料植入後有大量新生血管生成。其中，a為膠原蛋白納米纖維膜，b 為殼聚糖/海藻酸鈉複合複合凝膠，c多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料；實驗結果證實： 本發明多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料比單純凝膠海綿與納米纖維在同一植入周期內 具有更好的體內降解性能。
[0103] 如圖6所示，不同敷料對於創面癒合得效果存在明顯差異，其中，A為膠原蛋白納 米纖維膜，B為殼聚糖/海藻酸鈉複合複合凝膠，C多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料。結 果顯示：經本發明製備的多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料處理的創面癒合後再上皮化程 度更高，說明該複合敷料對於創面癒合的促進效果最佳。
[0104] 式I分別代表的是殼聚糖與海藻酸的化學結構式，同時代表形成凝膠的結構式， 在化學交聯劑鈣離子作用下形成凝膠；其中，式I如下：
[0105]

【權利要求】
1. 一種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料，其特徵在於：包括上層的複合凝膠（1)和 下層的納米纖維膜（2);複合凝膠和納米纖維膜上均負載有抗菌藥物；複合凝膠在乾燥時 為海綿態，吸溼後為凝膠態；複合凝膠由質量比為1:3的殼聚糖和海藻酸鈉製成，納米纖維 膜由膠原蛋白製成。
2. 根據權利要求1所述的多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料，其特徵在於：所述上層 複合凝膠的海綿孔隙率50?85%，下層納米纖維膜的直徑為200?600nm ;製得的敷料透 氧率為50?60 %，吸水率為1000?2500 %。
3. -種多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟： 1) 將膠原蛋白置於質量分數為〇. 5?2mol/L的醋酸溶液中，配製成質量濃度為4? 12%的膠原蛋白溶液； 2) 將步驟1)中獲得的膠原蛋白溶液通過靜電紡絲製備成膠原蛋白納米纖維膜； 3) 將步驟2)中製得的納米纖維膜進行乾燥處理以去除殘留溶劑；隨後在體積濃度為 0. 5?5%的交聯劑蒸汽中進行交聯； 4) 將殼聚糖溶解於質量濃度為2%醋酸中配製成殼聚糖溶液，然後向其中加入氯化鈣 水溶液，然後在25?60°C水浴中繼續攪拌5h，接著調節pH值至5,並於室溫下攪拌至完全 溶解，靜置過夜，得到殼聚糖和氯化鈣的混合溶液；其中，混合溶液中氯化鈣與殼聚糖的質 量比為1:2?2:1 ; 5) 將混合溶液直接滴入海藻酸鈉溶液中，得到含有殼聚糖沉積層、殼聚糖/海藻酸 鈉絡合層和海藻酸鈣凝聚層的三層結構，且內部是液態的微膠囊凝膠；將微膠囊凝膠取出 衝洗表面至pH值為6,並乾燥處理至溼度為15% ;然後，再向其中加入佔微膠囊凝膠質量 0. 1?0. 5%的增塑劑；其中，混合溶液中殼聚糖和氯化鈣的總質量與海藻酸鈉的質量之比 為 1:5 ?5:1 ; 6) 將步驟3)中製備得到的納米纖維置於10X 10cm2的模具內，將步驟5)中獲得的添 加有增塑劑的微膠囊凝膠置於該模具中攤開，通過冷凍乾燥或真空乾燥方法製得成型雙層 複合材料；纖維與殼聚糖/海藻酸凝膠質量比例為1:40?1:20,乾燥時間為6?120h。
4. 根據權利要求3所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於： 所述步驟2)中，具體靜電紡絲是將步驟1)中獲得的膠原蛋白溶液灌注入10mL注射器內， 控制流速為〇. 5?2mL/h，靜電紡絲的電壓為10?35kV，接收距離為5?20cm，電紡絲的時 間為6?96h，靜電紡絲的溫度和相對溼度分別為5?35°C和20?80%。
5. 根據權利要求3所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於： 所述步驟3)中，乾燥處理是在溫度為25?35°C的真空乾燥箱中進行的，乾燥時間為1? 48h〇
6. 根據權利要求3或5所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在 於：所述步驟3)中，交聯劑採用戊二醛或環氧乙烷，且交聯反應的時間為4?24h。
7. 根據權利要求3所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於： 所述步驟4)中，殼聚糖溶液的質量濃度為0. 1?10%，每毫升氯化鈣水溶液中含有0. 5? 5mg的氯化媽。
8. 根據權利要求3所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於： 所述步驟5)中，將微膠囊凝膠取出用蒸餾水衝洗表面；乾燥處理是用濾紙吸乾水份，然後 風乾。
9. 根據權利要求3所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其特徵在於： 所述步驟5)中，海藻酸鈉水溶液的質量濃度為1?5 %，增塑劑採用甘油、聚乙二醇、山梨醇 或乙二醇。
10. 根據權利要求3或8或9所述多孔複合凝膠-納米纖維透氧敷料的製備方法，其 特徵在於：所述步驟5)中，混合溶液與海藻酸鈉溶液的反應時間為4?24h，反應溫度為 25 ?40°C。
【文檔編號】A61L15/42GK104491914SQ201410826196
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】李學擁, 黃容, 李金清, 呂曉星, 蔣立, 李靖 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學