CN106344952A - 一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法。该复合敷料是以壳聚糖为原料，由支撑层和功能层两部分组成，所述支撑层选为功能性无纺布，功能层由羧甲基壳聚糖通过水溶、大分子交联、发泡、冷冻干燥等步骤制备而成。该复合敷料具有优良的力学性能与成孔性，而且，由于双层结构的复合设计，吸液性能高于普通敷料，且适合垂直吸收应用。壳聚糖是天然高分子聚合物，属于氨基多糖，所以该敷料在力学性能优良、吸收渗液强的同时，也具有优良的生物相容性、可降解性、无毒性，可诱导组织再生和重塑，有效地促进伤口的愈合，是更为理想的促愈材料。

Description

一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及一种复合敷料及其生产工艺，特别涉及一种以壳聚糖和棉多糖无纺布为原料，制备力学强度高、具有高吸液性的适于组织修复的生物医用材料，所述敷料适应于烧伤创面、创伤创面、慢性溃疡创面、褥疮创面、感染创面、手术创面的覆盖治疗。

背景技术

医用敷料是暂时覆盖烧伤、 溃疡、 创伤等伤口的一类临床医用材料， 其主要作用是控制伤口的渗出液及保护伤口免受细菌及尘粒等外源污染。随着现代生活节奏加快和医疗保健需求的不断增长，医用敷料的需求量也在逐年增加，从全球范围来看，传统医用敷料目前仍占整个医用敷料的50%以上，但全球医用敷料同时也显示出传统医用敷料增长趋缓，而对高性能功能性伤口敷料提出了更高的要求。近年来，人们对多功能、新材质、高附加值医用敷料的需求越来越迫切，新型医用敷料可以缩短伤口愈合时间，减少医用敷料用量，显著缩短护理时间，迎合患者要求。新型医用敷料疗效快、效果好等特点是传统敷料难以比拟的，因此，医用新型敷料将有更大应用市场。

近年来，甲壳素和壳聚糖在生物材料领域的应用日益引起人们的重视，在伤口敷料、可吸收手术缝合线，缓释药物载体、酶固定，凝血剂和抗凝血剂，减肥药，抗癌药，眼科材料等领域的应用都有研究，甚至有些研究已经商品化。而壳聚糖由于具有独特而优异的生理活性，在伤口敷料方面的研究逐渐成为其在生物材料应用研究中的一个热点。

Ueno 等表明蓬松多孔的壳聚糖可以加速伤口愈合，主要通过增进多形核白细胞在伤口位置的渗透，这是快速伤口愈合的必要过程 (Biomaterials，1999，20(15) ：1407-1414)。最近，Mizuno 等报告壳聚糖是很好的伤口修复材料，复合了基本的成纤维细胞生长因子 (bFGF) 的壳聚糖可以加速愈合速率 (Journal of Biomedical MaterialsResearchPart A，2003，64A(1) ：177-181.)。壳聚糖作为敷料在制备方面常常面临几个难题，如溶解性、吸液性、抑菌性、舒适性等，有些专利虽然展现了一些研究成果，但作为规模化生产工艺显然有待研究，如在中国专利CN 101816802 A中，制备了一种壳聚糖基医用敷料，但由于它们所形成的膜较脆，力学性能不好，往往需要通过与其它材料共混改善其力学性能；发明专利CN1431021A公开了一种用于妇科疾病的壳聚糖-胶原海绵，其制备工艺中用盐酸或醋酸等酸性溶液溶解壳聚糖，其中采用酸性溶液，易对环境造成不良影响，且需要二次真空冷冻干燥，增加成本；发明专利CN105477679 A公开了一种基于多糖交联的壳聚糖快速止血棉的制备方法，该专利使用壳聚糖盐酸盐作为主要原料，生物相容性较羧甲基壳聚糖差，所以只能作为止血材料使用。

因此，需要克服现有技术中的上述问题，研发出一种力学性能优良，吸收渗液能力高以适合临床中有大量渗液创口的生物医用敷料。

发明内容

本发明旨在摒弃使用大量试剂与步骤复杂的传统工艺，提供一种简单有效的方法获得多孔海绵敷料，其结构均匀性好、吸收渗液能力强。

本发明另一目的在于提供了一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1. 一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法,其特征在于，它是由壳聚糖海绵材料与多糖无纺布复合而成，所述制备方法包括以下步骤：

1）制备羧甲基壳聚糖溶液的步骤，所述步骤首先是制备大分子交联物质，即配制适宜浓度的海藻酸钠水溶液，然后缓慢加入到高碘酸钠溶液中机械搅拌，再用去离子水透析24~48h，真空冷冻干燥设备对反应液进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48~72h。第二步是配制一定质量的羧甲基壳聚糖溶液，然后加入上述制备的大分子交联物质和适量甘油混合均匀反应10~90min，最后加入表面活性剂，高速搅拌30-90 min；

2）制备复合敷料的步骤，所述步骤是将功能性无纺布固定在涂布机的底部，上述得到的羧甲基壳聚糖溶液倾注在无纺布上端，设置不同涂布高度，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48~72h；

3） 敷料固化成型的步骤，真空干燥后，对敷料进行固化处理，移入干燥箱或高热容器进行持续高温处理，得到最终的复合敷料。

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的大分子交联物质为海藻酸钠、马铃薯淀粉、木薯淀粉、葡萄糖、多巴胺、透明质酸；所述的海藻酸钠水溶液与高碘酸钠体积比为1~10:1；所述的加入的甘油的比例为20%~80%（相对于壳聚糖的质量比），混合搅拌的时间为10~90min；所述的羧甲基壳聚糖溶液质量分数为0.01-20%。

3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧甲基壳聚糖溶液与大分子交联物质质量比为5~50：1。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为泊洛沙姆407。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧甲基壳聚糖溶液与表面活性剂质量比为1~10：1。

6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合材料基材可选为棉多糖无纺布、海藻酸钙无纺布、壳聚糖无纺布、再生纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、类聚酯纤维无纺布。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合敷料热处理的温度为30~80℃，优选为60℃，固化时间为12~96h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合敷料功能层（涂布层）的厚度为1~10㎜；所述海绵层的孔径为200～400μm，孔隙率为80%以上。

由于上述技术方案运用，本发明设计了以羧甲基壳聚糖和棉多糖为原料制备力学性能和吸液性良好的复合型敷料，至少具有以下优点：

1. 采用大分子物质对海绵结构进行交联，代替了小分子有毒化学试剂（如甲醛、戊二醛等）的使用，具有更好的组织相容性；

2.我们运用表面活性剂与多糖的高速搅拌制备多孔材料，不仅产品结构均匀，孔隙率高，更重要的是，该结构的设计极大地提高了该敷料吸收渗液的能力，应用范围广泛，有望推动各种原因导致的创口愈合与促肉芽生长；

3.多孔支架结构与无纺布基材的复合设计，不仅扩展了敷料的力学性能与结构强度，且在创口的使用过程中不会出现与伤口的粘连与残留情况，极大地减轻了患者的痛苦；

4.该过程的可控性很好，可促进传统医药、医疗器材产业向以生物技术为标志的高新技术迅速发展。符合我国建设资源节约型和环境友好型社会的要求，社会效益显著。

附图说明

表1是实施例1敷料与壳聚糖敷料贴液体吸收性对照表。

图1是实施例2中制备的棉多糖/壳聚糖复合敷料的微观多孔结构。

表2是实施例3具有抑菌性的棉多糖/壳聚糖复合敷料与纱布抑菌率的对比。

具体实施方式

下面结合附图（表）及实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

称取1.0 g海藻酸钠溶于140 mL水中，向其中滴加10 mL高碘酸钠溶液（40 mg/mL），常温电磁搅拌反应4小时。再向其中滴加0.200 mL乙二醇，搅拌反应1小时后，然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析24小时，期间每4小时换一次水，真空设备冷冻干燥48小时，得到醛化的海藻酸钠固体。

再称取1.0 g羧甲基壳聚糖溶于30 mL水中，过程中需要超声或搅拌溶解约30min，在此同时配制如下溶液：50 mg上述醛化的海藻酸钠溶于10 mL水中；1.50 g甘油溶于1 mL水中，0.30 g泊洛沙姆407溶于9 mL水和10 mL PBS中。接下来，将配制后的甘油加入羧甲基壳聚糖溶液中，搅拌10min，然后滴加溶解后的海藻酸钠溶液，搅拌反应30min。最后将泊洛沙姆407溶液加入上述反应液中，高速搅拌60min。

将棉多糖无纺布固定在涂布机底部，再把上述高速搅拌得到的粘稠液体倾注在无纺布上端，设置涂布高度2mm，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48h，真空干燥后，移入干燥箱干燥48h，得到最终的棉多糖/壳聚糖复合敷料。将该敷料与壳聚糖敷料贴做液体吸收性对比试验，结果见表1。

实施例2：

称取1.5g淀粉溶于150 mL水中，向其中滴加10 mL高碘酸钠溶液（80 mg/mL），常温电磁搅拌反应2小时。再向其中滴加0.40 mL乙二醇，再反应1小时后，然后用截留分子量3500的透析袋浸在去离子水中透析24小时，期间每4小时换一次水，真空设备冷冻干燥48小时，得到醛化淀粉。

再称取2.0 g羧甲基壳聚糖溶于60 mL水中，过程中需要超声或搅拌溶解约30min，在此同时配制如下溶液：100 mg上述醛化的淀粉溶于20 mL水中；1.5 g甘油溶于2 mL水中，0.60 g泊洛沙姆407溶于20 mL水中。接下来，将配制后的甘油加入羧甲基壳聚糖溶液中，搅拌10min，然后滴加溶解后的海藻酸钠溶液，搅拌反应30min。最后将泊洛沙姆407溶液加入上述反应液中，高速搅拌60min。

将壳聚糖多糖无纺布固定在涂布机底部，再把上述高速搅拌得到的粘稠液体倾注在无纺布上端，设置涂布高度5mm，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48h，真空干燥后，移入干燥箱干燥48h，得到最终的棉多糖/壳聚糖复合敷料。

参见附图1，它是按照上述技术方案制备的丝素蛋白/明胶多孔肛瘘修补塞的扫描电镜图。由此可以看出，材料形成了良好的多孔结构，孔直径在200-400μm之间。

实施例3：

大分子交联物质的制备与实施例1相同的方法。

称取2.40 g羧甲基壳聚糖溶于110 mL水中，120 mg醛化海藻酸钠溶于20 mL水中，3.0 g甘油溶于2 mL水中，0.60 g泊洛沙姆407溶于38 mL水中,12 mg季铵化PEI溶于10 mL水中。将甘油加入上述壳聚糖溶液中，搅拌5min。将PEI溶液加入上述壳聚糖溶液中，搅拌15min。然后将海藻酸钠溶液滴加进壳聚糖溶液中，搅拌25min。将泊洛沙姆溶液加入壳聚糖溶液中，高速搅拌60min。

将棉多糖纺布固定在涂布机底部，再把上述高速搅拌得到的液体倾注在无纺布上端，设置涂布高度5mm，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48h，真空干燥后，移入干燥箱干燥24h，得到最终的具有抑菌性的棉多糖/壳聚糖复合敷料。

抑菌试验检测：

检测用菌为白色念珠菌ATCC 10231和金黄葡萄球菌ATCC6538。纱布和上述具有抑菌性的棉多糖/壳聚糖复合敷料分别取1 × 1 cm的样品置于不同培养皿中。将菌种用1/500营养肉汤稀释成适当浓度的菌悬液备用。取0.1 mL的菌悬液加入到每组材料中。在35℃，相对湿度不小于90%的条件下培养24 h。用5 mL的磷酸盐缓冲生理盐水冲洗样品，然后各取0.1mL涂布于培养基平板上，在35℃培养24 h，观察结果见表2。

实施例4：

大分子交联物质的制备与实施例1相同的方法。

称取3.00 g壳聚糖盐酸盐溶解到28 mL Tris·HCl缓冲液中，搅拌20 min，呈现黄色粘稠液体。再称取1.50 g甘油，用1 mL Tris·HCl缓冲液溶解。称取0.30 g泊洛沙姆407溶解到20 mL Tris·HCl缓冲液中，搅拌直到完全溶解。称取0.20 g多巴胺盐酸盐，加入到已经溶解好的泊洛沙姆溶液中。将甘油和多巴胺溶液加入到壳聚糖盐酸盐溶液中，高速搅拌30 min。称取0.02 高碘酸钠，用1 mL Tris·HCl缓冲液溶解。将高碘酸钠溶液加入到上述溶液中，继续搅拌15 min。

将壳聚糖无纺布固定在涂布机底部，再把上述高速搅拌得到的粘稠液体倾注在无纺布上端，设置涂布高度2mm，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48h，真空干燥后，移入干燥箱干燥24h，得到最终的壳聚糖/壳聚糖复合敷料。

表1：敷料与壳聚糖敷料贴液体吸收性对照表

样品名称	初始质量（mg）	吸液1min后质量（mg）/吸液倍率	吸液30min后质量（mg）/吸液倍率	吸液60min后质量（mg）/吸液倍率
					壳聚糖敷贴	16	224/14	372/23.3	376/23.5
复合敷料	16	454/28.4	707/44.2	1060/66.2

表2：抑菌试验

样品名称	白色念珠菌杀菌率	金黄葡萄球菌杀菌率
			纱布	0	0
复合型敷料	94	96

Claims (8)

1.一种具有高吸液性能的复合敷料及其制备方法，其特征在于，它是由壳聚糖海绵材料与多糖无纺布复合而成，所述制备方法包括以下步骤：

1）制备羧甲基壳聚糖溶液的步骤，所述步骤首先是制备大分子交联物质，即配制适宜浓度的海藻酸钠水溶液，然后缓慢加入到高碘酸钠溶液中机械搅拌，再用去离子水透析24~48h，真空冷冻干燥设备对反应液进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48~72h，第二步是配制一定质量的羧甲基壳聚糖溶液，然后加入上述制备的大分子交联物质和适量甘油混合均匀反应10~90min，最后加入表面活性剂，高速搅拌30-90 min；

2）制备复合敷料的步骤，所述步骤是将功能性无纺布固定在涂布机的底部，上述得到的羧甲基壳聚糖溶液倾注在无纺布上端，设置不同涂布高度，进行复合涂层，复合后的材料进行冷冻干燥，冷冻时间为24h，干燥时间为48~72h；

3） 敷料固化成型的步骤，真空干燥后，对敷料进行固化处理，移入干燥箱或高热容器进行持续高温处理，得到最终的复合敷料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的大分子交联物质为海藻酸钠、马铃薯淀粉、木薯淀粉、葡萄糖、多巴胺、透明质酸；所述的海藻酸钠水溶液与高碘酸钠体积比为1~10:1；所述的加入的甘油的比例为20%~80%（相对于壳聚糖的质量比），混合搅拌的时间为10~90min；所述的羧甲基壳聚糖溶液质量分数为0.01-20%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧甲基壳聚糖溶液与大分子交联物质质量比为5~50：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为泊洛沙姆407。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧甲基壳聚糖溶液与表面活性剂质量比为1~10：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合材料基材可选为棉多糖无纺布、海藻酸钙无纺布、壳聚糖无纺布、再生纤维无纺布、聚乙烯醇纤维无纺布、类聚酯纤维无纺布。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合敷料热处理的温度为30~80℃，优选为60℃，固化时间为12~96h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合敷料功能层（涂布层）的厚度为1~10㎜；所述海绵层的孔径为200～400μm，孔隙率为80%以上。