一種溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料及其制備方法和應用與流程

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學材料技術(shù)及創(chuàng)傷修復領域，涉及一種溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

皮膚創(chuàng)傷是臨床高發(fā)疾病，可以分為急性創(chuàng)傷或者慢性創(chuàng)傷。人體對于創(chuàng)面有一定的自我修復能力，但是當創(chuàng)面面積過大或者創(chuàng)面局部環(huán)境紊亂(如，血供不足)時，創(chuàng)面便無法正常修復，甚至造成長期難以愈合、反復發(fā)作的創(chuàng)口。

生物活性玻璃是一種硅基無機材料，在組織修復領域獲得了很多應用。生物活性玻璃被證明可以促進體內(nèi)外血管化，并有一定的抑菌效果，臨床上也出現(xiàn)了基于生物活性玻璃粉末的創(chuàng)面修復產(chǎn)品。但是由于它粉末的性質(zhì)，很難固定在創(chuàng)面位置。而且，生物玻璃產(chǎn)生局部堿性的化學環(huán)境，會造成病人的不適。

與此同時，國際上已有廣泛的文獻報道了濕潤環(huán)境可以加速創(chuàng)傷愈合，尤其是慢性創(chuàng)傷的愈合。這些文獻指出，濕潤環(huán)境利于上皮組織新生與膠原合成。水凝膠便是一類可以提供濕潤環(huán)境的高分子材料，因為水凝膠有高的含水量。這其中，溫度敏感型水凝膠尤其備受矚目，因為它們可以在一定溫度條件下發(fā)生溶液到凝膠的轉(zhuǎn)換。

目前，創(chuàng)面修復領域并未有一種既具備溫度敏感性能，又利用了生物活性玻璃促進創(chuàng)面修復的皮膚創(chuàng)傷敷料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的空白區(qū)域，本發(fā)明的目的是提供一種溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的應用。

本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的組分及質(zhì)量分數(shù)如下：

生物活性玻璃：1～20％；

溫度敏感型復合水凝膠：80％～99％；

其中，所述溫度敏感型復合水凝膠中的組分及質(zhì)量分數(shù)如下：

海藻酸鹽：0.5～2％；

瓊脂和/或瓊脂糖：0.5～2％；

水：剩余部分。

本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的組分中的瓊脂和/或瓊脂糖可以用于調(diào)節(jié)敷料的溫度敏感特性，具體表現(xiàn)在溶解溫度及在體溫附近形成穩(wěn)定水凝膠所需的時間。本發(fā)明組分中的海藻酸鹽可以用于調(diào)節(jié)本發(fā)明的力學性能，有利于適應不同創(chuàng)傷部位的需求；同時，海藻酸鹽可以對傷口部位的鈣離子濃度進行調(diào)節(jié)，并通過吸收傷口部分或來自生物活性玻璃的鈣離子，實現(xiàn)本發(fā)明凝膠網(wǎng)絡的二次增強。本發(fā)明組成中的瓊脂、瓊脂糖和海藻酸鹽水凝膠所提供的高水含量可以為創(chuàng)傷部位提供濕潤環(huán)境，有利于加速傷口愈合；同時，本發(fā)明組分中所包含的水凝膠可以緩沖生物活性玻璃產(chǎn)生的局部堿性，使得對傷口酸堿度的調(diào)節(jié)更加溫和；此外，水凝膠可為生物活性玻璃的離子釋放提供水環(huán)境。本發(fā)明組分中的生物活性玻璃可以用于調(diào)節(jié)本發(fā)明的酸堿值，進一步調(diào)節(jié)傷口部位的酸堿值，可有效的實現(xiàn)細菌效果；同時，生物活性玻璃在本發(fā)明所提供的水環(huán)境下，可以釋放多種刺激細胞活動的離子，促進傷口部位血管新生，進而促進傷口愈合。

較佳地，所述生物活性玻璃是含有CaO，P₂O₅，SiO₂和Na₂O的無機氧化物，或者是摻雜的含有CaO，P₂O₅，SiO₂和Na₂O的無機氧化物。

較佳地，在所述生物活性玻璃中，按質(zhì)量計，CaO的含量為10～60％，P₂O₅的含量為3～20％，SiO₂的含量為40～80％，Na₂O的含量為10～60％。

較佳地，所述生物活性玻璃中摻雜有鎂、鉀、和鋅中的至少一種，摻雜含量為1～20％。

較佳地，所述生物玻璃的顆粒度小于100微米。

較佳地，所述海藻酸鹽為海藻酸鈉、海藻酸鎂、和海藻酸鉀中的至少一種。

本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料在45℃以上保持溶液狀態(tài)，在體溫附近為穩(wěn)定水凝膠。從溶液狀態(tài)的溫度降溫到體溫附近1～5分鐘即可形成穩(wěn)定水凝膠。

另一方面，本發(fā)明還提供上述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的制備方法，包括：配制含有0.5～2％質(zhì)量百分數(shù)的海藻酸鹽、0.5～2％質(zhì)量百分數(shù)的瓊脂和/或瓊脂糖、以及剩余為水的溫度敏感型水凝膠；以及將所得溫度敏感型水凝膠與生物活性玻璃混合均勻以使所述生物活性玻璃的質(zhì)量百分比為1～20％，即可得到所述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料。

本發(fā)明制備工藝簡單，成本低廉，可控性強，重復性好，易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

較佳地，所述制備方法包括：

在65～95℃的熱水中溶解瓊脂或瓊脂糖或兩者的混合物得到溶液A，其中瓊脂或瓊脂糖或兩者的混合物的質(zhì)量百分比為1～4％；

在室溫下溶解海藻酸鹽粉體得到溶液B，其中海藻酸鹽的質(zhì)量百分比為1％～4％；

在45～60℃將溶液A和溶液B按1：1的比例混合，攪拌均勻，得到溫度敏感型水凝膠；

在45～60℃將生物活性玻璃以質(zhì)量百分比為1～20％的形式加入到所得的溫度敏感型水凝膠溶液中，混合均勻，即可得到所述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料。

再一方面，本發(fā)明還提供上述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料在制備皮膚創(chuàng)傷愈合敷料中的應用。

本發(fā)明的溫敏創(chuàng)傷敷料由溫度敏感型復合水凝膠及生物活性玻璃構(gòu)成，在高溫時呈溶液狀態(tài)，在體溫附近可以形成水凝膠，有一定的抑菌效果，并對創(chuàng)面修復有促進作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個示例的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料水凝膠的照片；

圖2示出本發(fā)明一個示例的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料水凝膠的抑菌效果，在(A)金黃色葡萄球菌與(B)綠膿桿菌上形成明顯的抑菌環(huán)；

圖3示出本發(fā)明一個示例的水凝膠促進人成纖維細胞(A)與人內(nèi)皮細胞(B)的遷移的效果；

圖4為施加在兔耳缺血創(chuàng)口上的本發(fā)明一個示例的水凝膠的照片；

圖5為采用本發(fā)明一個示例的水凝膠治療一個月后，兔耳缺血創(chuàng)口的照片，可以看出兔耳創(chuàng)口得到了明顯的修復，并有明顯的血管新生。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料由溫度敏感型復合水凝膠及生物活性玻璃構(gòu)成，因此既具備溫度敏感性能，又利用了生物活性玻璃促進創(chuàng)面修復。本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料加熱后在高溫(例如45℃以上)時呈溶液狀態(tài)，在體溫附近可形成含水量為77～98％的水凝膠材料。在本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料中，生物活性玻璃的質(zhì)量百分數(shù)含量可為1～20％，溫度敏感型復合水凝膠的質(zhì)量百分數(shù)含量可為80％～99％，兩者之和為100％。

其中，生物活性玻璃可以是含有CaO，P₂O₅，SiO₂和Na₂O的無機氧化物。例如，生物活性玻璃中的組分及其質(zhì)量百分數(shù)可為：CaO的含量為10～60％，P₂O₅的含量為3～20％，SiO₂的含量為40～80％，Na₂O的含量為10～60％。另外，生物活性玻璃還可以是摻雜的含有CaO，P₂O₅，SiO₂和Na₂O的無機氧化物，例如可以摻雜有鎂、鉀、鋅，摻雜含量 可為1-20％。

生物活性玻璃的顆粒度可以小于100微米，優(yōu)選為30～100微米。通過使其具有合適的顆粒度，可以使得敷料充分鋪展，并且在表面形成厚度均勻表面光滑的鋪展層。

敷料中的溫度敏感型復合水凝膠是含有海藻酸鹽、以及瓊脂和/或瓊脂糖的復合水凝膠。其中各組分及質(zhì)量百分數(shù)含量可為：

海藻酸鹽：0.5～2％

瓊脂和/或瓊脂糖：0.5～2％

其余含量為水。

海藻酸鹽包括但不限于海藻酸鈉、海藻酸鎂、海藻酸鉀。瓊脂和瓊脂糖可以擇其一，或采用兩者的混合物。當采用兩者的混合物時，瓊脂和瓊脂糖的比例可為0.01～99.99％。

在一個實施方式中，本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的組分及質(zhì)量百分數(shù)含量為：

生物活性玻璃：1～20％

溫度敏感型復合水凝膠：80％～99％

含水量取決于海藻酸鹽、瓊脂(糖)以及生物活性玻璃的含量；

含水量＝(1-生物玻璃含量)*(1-海藻酸鹽含量-瓊脂含量)；

最大含水量＝(1-1％)*(1-0.5％-0.5％)≈98％

最小含水量＝(1-20％)*(1-2％-2％)≈77％

即含水量為77～98％。

本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料可通過如下方法制備：配制含有0.5～2％質(zhì)量百分數(shù)的海藻酸鹽、0.5～2％質(zhì)量百分數(shù)的瓊脂和/或瓊脂糖、以及剩余為水的溫度敏感型水凝膠；以及將所得溫度敏感型水凝膠與生物活性玻璃混合均勻以使所述生物活性玻璃的質(zhì)量百分比為1～20％，即可得到所述溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料。

其中溫度敏感型水凝膠的配制可以是分別配制海藻酸鹽的水溶液以及瓊脂和/或瓊脂糖的水溶液，再將兩者混合，也可以是將海藻酸鹽、以及瓊脂和/或瓊脂糖與水混合進行配制?？紤]到兩者在水中的溶解度的差別，可以在較高溫度(例如65～95℃)下配制海藻酸鹽的水溶液，并在室溫下配制瓊脂和/或瓊脂糖的水溶液，再于合適溫度(例如45～60℃)下將兩者混合均勻。在一個示例中，溫度敏感型水凝膠的具體制備方法如下：在65～95℃的熱水中溶解瓊脂及瓊脂糖，在室溫下溶解海藻酸鹽粉體；在45～60℃將上述兩種溶液按不同 比例混合，攪拌均勻；所得到的混合溶液中海藻酸鹽的質(zhì)量百分比為0.5～2％，瓊脂及瓊脂糖的質(zhì)量百分比為0.5～2％。所得到的混合溶液即可在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，降溫到體溫附近1～5分鐘左右即可形成穩(wěn)定水凝膠。

生物活性玻璃可以購自商用，也可以參照現(xiàn)有技術(shù)的方法自行制備。另外，可以將生物活性玻璃研磨至合適的粒徑，例如小于100微米。

在一個示例中，本發(fā)明的溫度敏感型皮膚創(chuàng)傷敷料的制備方法包括：

在65～95℃的熱水中溶解瓊脂或瓊脂糖或兩者的混合物得到溶液A，其中瓊脂或瓊脂糖或兩者的混合物的質(zhì)量百分比為1～4％；

在室溫下溶解海藻酸鹽粉體得到溶液B，其中海藻酸鹽的質(zhì)量百分比為1％～4％；

在45～60℃將溶液A和溶液B按1：1的比例混合，攪拌均勻，所得到的混合溶液即可在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，降溫到體溫附近1～5分鐘左右即可形成穩(wěn)定水凝膠；

在45～60℃將生物活性玻璃以質(zhì)量百分比為1～20％的形式加入到所得的溫度敏感型水凝膠溶液中，混合均勻，所得到的混合溶液即可在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，降溫到體溫附近1～5分鐘即可形成穩(wěn)定水凝膠。

本發(fā)明中，可以預先制備成所需形狀的創(chuàng)傷敷料，例如可以利用模具來調(diào)節(jié)水凝膠的形狀和尺寸；或者也可以將處于溶液狀態(tài)的敷料直接施加在創(chuàng)面部位得到創(chuàng)傷敷料。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明由生物活性玻璃和溫度敏感水凝膠構(gòu)成，其中溫度敏感型水凝膠由海藻酸鹽和瓊脂或瓊脂糖構(gòu)成。本發(fā)明經(jīng)加熱處理后，可以在45℃以上保持溶液狀態(tài)，降溫到體溫附近1～5分鐘左右即可形成穩(wěn)定水凝膠。本發(fā)明可以預先制備成所需形狀后使用。本發(fā)明也可直接將高溫狀態(tài)的溶液施加在創(chuàng)面，根據(jù)創(chuàng)面大小的不同，形成貼合皮膚與創(chuàng)面形狀的水凝膠敷料。本發(fā)明中的溫度敏感型水凝膠可以為創(chuàng)口部位維持濕潤的環(huán)境，而生物活性玻璃可以促進創(chuàng)口愈合。本發(fā)明操作方便，工藝簡便可靠。

本發(fā)明的溫度敏感型創(chuàng)傷敷料用途廣泛，可用作促進急慢性創(chuàng)傷(特別是燒傷、大面積慢性創(chuàng)面)的皮膚創(chuàng)傷修復敷料，在皮膚原位再生修復及體外皮膚組織工程構(gòu)建領域也有應用價值。

下面進一步例舉實施例以詳細說明本發(fā)明。同樣應理解，以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個示例，即本領域技術(shù)人員可以通過本文的說明做合適的范圍內(nèi) 選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。

實施例1

該實施例制備的產(chǎn)品是含有1％瓊脂糖，1％海藻酸鈉及1％生物活性玻璃的溫度敏感型水凝膠。具體的產(chǎn)品制備過程如下：

1.在95℃的去離子水中溶解質(zhì)量百分比為2％的瓊脂糖；

2.在室溫下溶解質(zhì)量百分比為2％的海藻酸鈉粉體；

3.在55℃將上述兩種溶液按1：1比例混合，攪拌均勻；

4.將化學組成為CaO 24.5％,SiO₂ 45％,Na₂O 24.5％,P₂O₅ 6％,顆粒度小于100微米的生物活性玻璃加入到溫度敏感型復合水凝膠溶液中，質(zhì)量百分比為1％，混合均勻。

由上述產(chǎn)品制作過程所得到的混合溶液具備溫度敏感特性，在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，降溫到體溫附近1分鐘即可形成穩(wěn)定水凝膠。水凝膠的形狀和尺寸可以調(diào)節(jié)，如圖1所示的水凝膠是利用直徑為15mm、高度為5mm的模具制成。

實施例2

采用與實施例1相同的方法制備混合溶液，不同之處在于生物活性玻璃的質(zhì)量百分數(shù)為5％。

所制得的混合溶液在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，注入到模具中，降溫即可制備出直徑為6mm、厚度為1～2mm的水凝膠敷料。

實施例3

采用與實施例1相同的方法制備混合溶液，不同之處在于生物活性玻璃的質(zhì)量百分數(shù)為10％。

所制得的混合溶液在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，注入到模具中，降溫即可制備出直徑為6mm、厚度為1～2mm的水凝膠敷料。

實施例4

采用與實施例1相同的方法制備混合溶液，不同之處在于生物活性玻璃的質(zhì)量百分數(shù)為20％。

實施例5：抑菌實驗

利用實施例2所制得的敷料進行抑菌實驗，可以在金黃色葡萄球菌(圖2.A)及綠膿桿菌(圖2.B)上形成明顯的抑菌環(huán)。

實施例6：促進細胞遷移實驗

利用實施例3所制得的水凝膠敷料與人成纖維細胞與人內(nèi)皮細胞進行共同培養(yǎng)，在生長融合 達到80％的單層細胞上制造一定寬度的劃痕，結(jié)果表明水凝膠敷料可以有效的促進這兩種細胞的遷移(圖3)。

實施例7：創(chuàng)傷修復實驗

將實施例3中制得的混合溶液在45℃以上溫度保持溶液狀態(tài)，在兔耳缺血創(chuàng)口上施加該混合溶液1分鐘左右，即可得到如圖4所示均勻覆蓋傷口的水凝膠敷料。

利用該創(chuàng)傷敷料對兔耳缺血創(chuàng)口進行一個月的治療后，缺血創(chuàng)口部位得到了明顯的修復，并且有明顯的血管新生，如圖5所示。

產(chǎn)業(yè)應用性：本發(fā)明的溫度敏感型創(chuàng)傷敷料可以在皮膚創(chuàng)傷愈合敷料中得應用。