专利名称：止血抑菌生物敷料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物医用敷料及其制备方法，属于生物医学材料技术领域。
背景技术：
皮肤作为人体的重要器官起着控制体温，防止感染及体液流失，维持内环境稳定 等作用。在因创伤、擦伤、烧伤及溃烂等而导致皮肤伤害后，很容易造成细菌感染，体液流失 并引起各种并发症。在治疗这种有组织损失的人体皮肤损伤时，通常采用敷料对伤口进行 保护，以防止伤口的感染和脱水，在伤口处维持有利于治疗的潮湿环境，改善治疗效果，促 进伤口愈合。理想敷料应具备如下的特征(1)安全无毒，无刺激性；(2)良好的生物相容性，最 好具有可降解性能；(3)可保持创面的湿润环境，具较好的吸收能力和一定的透气性；(4) 阻止细菌侵入，抑制细菌生长；(5)最好有止血、止痛等作用，可促进肉芽生长和皮肤再生， 加速愈合，减少疤痕；(6)贮存稳定性好。目前还没有敷料能完全达到这些要求。现临床上 使用最多的敷料还是纱布。这种惰性敷料，虽然具有吸收性好、保护创面、制作简单、价格 便宜等优点，但由于其无法保持创面湿润、易与伤口粘连、不能阻止细菌入侵等缺点，因而 对伤口的感染和化脓无能为力，对创面的愈合无明显促进作用，在换药时还会造成对新生 组织的再次损伤，增加病人的痛苦。为了克服传统纱布敷料的不足，许多生物敷料特别是生物载药敷料应运而生。这 些生物载药敷料由于其独特的性能，如良好的组织相容性和可降解性、安全低毒、在保护创 面的同时还能有效地治疗伤口，促进组织修复等而倍受人们的关注。如为了改善敷料的杀菌、抑菌功能，在公开号为CN1079909A的中国发明专利申请 公开说明书中提供了一种“烧伤生物敷料的配方及加工工艺”，它是用壳聚糖、甘油、水、抗 生素诺氟沙星及多孔性支撑材料制备而成的烧伤生物敷料；在公告号为CN1317042C的中 国发明专利中介绍了“一种用于创伤医治的生物敷药”，它是以异丁基壳聚糖为基质，并配 伍氧氟沙星、利多卡因和氨甲环酸等以增强敷料的消炎、镇痛和止血作用。由于均是通过抗 生素的载入来提高敷料的抑菌能力，而许多抗生素易产生耐药菌，因此其应用受到限制。在公开号为CN1115254A的中国发明专利申请公开说明书里公开了一种“壳聚糖 碘创伤敷料的制备”的方法，它是以壳聚糖为原料，制成壳聚糖无纺布，在制成的无纺布一 面涂覆壳聚糖膜，再将这种无纺布膜浸渍在含有甘油的碘溶液中，吸附药物碘，依靠碘的作 用提升敷料的抑菌能力。这样虽然避免了抗生素的应用，但由于碘容易升华，存放中敷料中 的碘的会严重损失，从而会降低敷料的抑菌能力；同时碘还易被塑料或橡胶制品吸收，所以 对包装材料十分苛刻。本申请人在2009年7月8日提出了一种“纳米银生物海绵及其制备方法”的发明 专利申请，公开号为CN101596325A，它是以壳聚糖、羧甲基壳聚糖、海藻酸盐等生物材料与 硝酸银经冷冻干燥制成海绵，通过紫外线或钴60照射即得纳米银生物海绵。这种生物海绵 利用了纳米银的抑菌活性且不产生耐药菌的特点，提升了抑菌能力，但这种生物海绵只能借助生物材料自身的止血性能止血，因而其止血能力很弱；并且，其制备时是通过紫外线照 射含银离子的生物海绵，当海绵较厚时，由于紫外线的穿透能力有限，海绵中心纳米银的生 成会受到影响，从而影响到这种生物海绵的抑菌能力
发明内容
本发明的目的是提供一种安全无毒，生物相容性好，可吸收降解的止血抑菌生物 敷料，该生物敷料不仅对革兰氏阳性菌金葡球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌及铜绿假单胞菌 均有明显的抑菌效果，且有较好的止血性能。同时，本发明还提供了上述止血抑菌生物敷料的制备方法，该方法操作简单，制造 成本低廉，产品性能的重现性好。为实现上述目的，本发明提供了一种止血抑菌生物敷料，在由生物材料制成的生 物敷料基体中均勻分布有纳米银和止血药，纳米银的重量是所用生物材料重量的0.01% 3%，止血药的重量是所用生物材料重量的0. 1% 10%，所述生物材料为壳聚糖、壳聚糖衍生 物、海藻酸盐、明胶和胶原蛋白中的任意一种、或者任意两种或两种以上的组合。上述止血药可以是氨甲环酸或凝血酶，生物敷料可以做成为海绵状或薄膜状。由于在生物敷料中均勻分布有纳米银颗粒和止血剂，使其具有一定的止血抑菌性 能，且由于生物敷料将纳米银颗粒均勻隔开，减少了纳米银颗粒的团聚现象，增强了纳米银 颗粒的抑菌效果。本发明还提供了上述止血抑菌生物敷料的其中一种制备方法，利用该方法可以获 得海绵状的止血抑菌生物敷料，步骤如下
(1)将生物材料溶于醋酸溶液或去离子水中，配成质量分数为0.5% 10%的胶状液体， 加入重量是胶状液体重量0. 01% 1%的交联剂并放置4 48小时，然后冷冻干燥形成生 物海绵体，最后再将该生物海绵体在60°C 130°C的温度条件下进行加热固化3 8小时；
(2)将生物海绵体浸入浓度为0.1 mM 10 mM的硝酸银溶液中，在100°C 140°C高温 和15psi 20psi高压下放置5 40分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银 的生物海绵体；
(3)将含有纳米银的生物海绵体浸入止血药的水溶液中，然后冷冻干燥即得海绵状的 止血抑菌生物敷料。所用交联剂为戊二醛、京平尼、己异二氰酸酯、碳化二亚胺和叠氮二苯膦中的任意一种。本发明还提供了上述止血抑菌生物敷料的另一种制备方法，利用该方法可以获得 薄膜状的止血抑菌生物敷料，步骤如下
(1)将生物材料溶于醋酸溶液或去离子水中，配成质量分数为0.5% 10%的胶状液体， 在此胶状液体中加入硝酸银溶液并搅拌均勻，在100°C 140°C高温和15psi 20psi高压 下放置5 40分钟，即得含有纳米银的生物胶液；
(2)在上述含有纳米银的生物胶液中加入止血药，搅拌均勻后倾倒在玻璃或不锈钢板 上，流延成膜，室温晾干即得薄膜状的止血抑菌生物敷料。在上述两种制备方法中，通过将止血药载入生物敷料基体中，明显改善了敷料的 止血性能。另外，对浸有硝酸银溶液的生物海绵体或含有硝酸银的生物胶液采用高温高压进行处理，与采用照射的方法相比，更能确保纳米银粒径均勻，且纳米银颗粒均勻分布于整 个生物敷料基体中，有效提高了敷料的抑菌能力。上述方法中，通过控制硝酸银溶液的浓度 来控制敷料中纳米银的含量。本发明取得的显著技术效果是
1.采用资源丰富，生物相容性好，可降解吸收的生物材料作为敷料的基质，安全无毒；
2.通过止血药的载入，明显提高了生物敷料的止血性能，尤其在凝血功能出现障碍(抗 凝)时也表现出良好的止血性能；
3.采用高温高压方法制备纳米银不受敷料厚度的影响，纳米银粒径均勻，方法可操作 性强，成本低；
4.纳米银均勻分散在敷料体内，杀菌、抑菌效果明显。
图1为本发明实施例与传统产品的抑菌效果对比试验结果示意其中，A为金葡杆菌血平板；B为大肠杆菌血平板；C为铜绿假单胞菌血平板；1为传统 可吸收明胶海绵；2为传统壳聚糖海绵；3为实施例1制得的生物敷料；4为实施例3制得的 生物敷料；5为实施例4制得的生物敷料。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1 该实施例所得生物敷料为海绵状，用壳聚糖作为生物敷料基体材料，止 血药采用氨甲环酸，交联剂采用戊二醛。具体做法是
(1)称取壳聚糖3g，溶于体积百分比浓度为3%的醋酸溶液中，配成质量分数为3%的 胶状液体，加入重量是胶状液体重量0. 01%的戊二醛，搅拌均勻，4°C下放置4小时，然后倾 倒入一个长方形容器中，冷冻干燥形成生物海绵体，最后再将该生物海绵体在80°C的温度 条件下加热固化5小时；
(2)将上述所得的生物海绵体浸入浓度为0.1 mM的硝酸银溶液中，在121°C的高温和 15 psi的高压下于消毒锅中放置10分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银 的生物海绵体；
(3)将上述得到的含有纳米银的生物海绵体浸入含60mg氨甲环酸的水溶液中，然后冷 冻干燥即得海绵状的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海绵状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 0. 03%，止血药氨甲环酸的重量是所用生物材料重量的2%。实施例2 该实施例所得生物敷料为薄膜状，用羧甲基壳聚糖制成为生物敷料基 体，止血药采用凝血酶。具体做法是
(1)称取羧甲基壳聚糖5g，溶于去离子水中，配成质量分数为5%的胶状液体，在此胶状 液体中加入硝酸银溶液，搅拌均勻，然后在121°C高温和15 psi高压下于消毒锅中放置10 分钟，取出即得含有纳米银的生物胶液；
(2)在上述含有纳米银的生物胶液中加入凝血酶5mg，搅拌均勻后倾倒在玻璃或不锈钢 板上，流延成膜，室温晾干即得薄膜状的止血抑菌生物敷料。
在上述得到的薄膜状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 0. 01%，止血药凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 1%。实施例3 该实施例所得生物敷料为海绵状，用壳聚糖和海藻酸钠制成为生物敷 料基体，止血药采用氨甲环酸，交联剂采用京尼平。具体做法是
(1)称取壳聚糖5g和海藻酸钠3g，溶于体积百分比浓度为3%的醋酸溶液中，配成质量 分数为1%的胶状液体，加入重量是胶状液重量0. 3%的京尼平水溶液，搅拌均勻，4°C下放置 4小时，然后倾倒入一个长方形容器中，冷冻干燥形成生物海绵体，最后再将该生物海绵体 在100°C的温度条件下进行加热固化4小时；
(2)将上述所得的生物海绵体浸入浓度为0.25 mM的硝酸银溶液中，在121 °C的高温和 15psi的高压下于消毒锅中放置15分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银的 生物海绵体； (3)将上述得到的含有纳米银的生物海绵体浸入含0.24g氨甲环酸的水溶液中，然后 冷冻干燥即得海绵状的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海绵状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 0. 09%，止血药氨甲环酸的重量是所用生物材料重量的3%。实施例4 该实施例所得生物敷料为海绵状，用壳聚糖和明胶制成为生物敷料基 体，止血药采用氨甲环酸，交联剂采用戊二醛。具体做法是
(1)称取壳聚糖10g和明胶5g，溶于体积百分比浓度为1. 5%的醋酸溶液中，配成质量 分数为3%的胶状液体，加入重量是胶状液体重量1%的京尼平水溶液，搅拌均勻，4°C下放置 4小时，然后倾倒入一个长方形容器中，冷冻干燥形成生物海绵体，最后再将该生物海绵体 在70°C的温度条件下进行加热固化7小时；
(2)将上述所得的生物海绵体浸入浓度为0.5 mM的硝酸银溶液中，在121°C的高温和 15 psi的高压下于消毒锅中放置15分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银 的生物海绵体；
(3)将上述得到的含有纳米银的生物海绵体浸入含有1.5g的氨甲环酸水溶液中，然后 冷冻干燥即得海绵状的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海绵状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 0. 17%，止血药氨甲环酸的重量是所用生物材料重量的10%。实施例5 该实施例所得生物敷料为海绵状，用壳聚糖和胶原蛋白制成为生物敷 料基体，止血药采用凝血酶，交联剂采用京尼平。具体做法是
(1)称取壳聚糖5g和胶原蛋白2 g，溶于体积百分比浓度为2%的醋酸溶液中，配成质 量分数为3%的胶状液体，加入重量是胶状液体重量0. 5%的京尼平水溶液，搅拌均勻，4°C下 放置4小时，然后倾倒入一个长方形容器中，冷冻干燥形成生物海绵体，最后再将该生物海 绵体在70°C的温度条件下进行加热固化7小时；
(2)将上述所得的生物海绵体浸入浓度为5mM的硝酸银溶液中，在121°C的高温和15 psi的高压下于消毒锅中放置15分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银的生 物海绵体；
(3)将上述得到的含有纳米银的生物海绵体浸入含有10.5mg凝血酶的凝血酶水溶液 中，然后冷冻干燥即得海绵状的止血抑菌生物敷料。
在上述得到的海绵状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 1. 7%，止血药凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 15%。实施例6 该实施例所 得生物敷料为薄膜状，用壳聚糖和明胶制成为生物敷料基 体，止血药采用凝血酶。具体做法是
(1)称取壳聚糖6.5g和明胶1. 3g，溶于体积百分比浓度为3%的醋酸溶液中，配成质量 分数为2. 5%的胶状液体，在此胶状液体中加入硝酸银溶液，搅拌均勻，然后在121°C高温和 15 psi高压下于消毒锅中放置20分钟，取出即得含有纳米银的生物胶液；
(2)在上述含有纳米银的生物胶液中加入凝血酶39mg，搅拌均勻后倾倒在玻璃或不锈 钢板上，流延成膜，室温晾干即得薄膜状的止血抑菌生物敷料。在上述得到的薄膜状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 3%，止血药凝血酶的重量是所用生物材料重量的0. 5%。实施例7 该实施例所得生物敷料为海绵状，用壳聚糖、海藻酸钠和胶原蛋白制成 为生物敷料基体，止血药采用氨甲环酸，交联剂采用戊二醛。具体做法是
(1)称取壳聚糖1g，溶于体积百分比浓度为3%的醋酸溶液中形成胶状液，再称取海藻 酸钠0.2 g和胶原蛋白0.4 g,溶于去离子水中形成胶液，均勻混合两种胶液，配成质量分 数为2. 5%的胶状液体，加入重量是胶状液体重量0. 25%的戊二醛，搅拌均勻，4°C下放置4 小时，然后倾倒入一个长方形容器中，冷冻干燥形成生物海绵体，最后再将该生物海绵体在 100°C的温度条件下进行加热固化4小时；
(2)将上述所得的生物海绵体浸入浓度为0.5 mM的硝酸银溶液中，在121°C的高温和 15 psi的高压下于消毒锅中放置15分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银 的生物海绵体；
(3)将上述得到的含有纳米银的生物海绵体浸入含有80mg氨甲环酸的水溶液中，然后 冷冻干燥即得海绵状的止血抑菌生物敷料。在上述得到的海绵状止血抑菌生物敷料中，纳米银的重量是所用生物材料重量的 0. 17%，止血药氨甲环酸的重量是所用生物材料重量的5%。抑菌效果对比试验将实施例1、实施例3和实施例4中制得的载纳米银和止血药 的生物敷料与不载药的壳聚糖海绵及南京金陵制药厂生产的吸收性明胶海绵分别压成薄 片，裁剪成直径约为6 mm的圆片，将圆片紧贴于已均勻涂抹金葡球菌的琼脂板上，置35°C孵 育24 h后观察，结果如图I-A所示，不载药壳聚糖海绵和可吸收性明胶海绵未产生抑菌圈， 而实施例1、3和4中制得的载纳米银和止血药的海绵状生物敷料均产生明显抑菌圈。将实施例1、实施例3和实施例4制得的载纳米银和止血药的海绵状生物敷料与不 载药的壳聚糖海绵及南京金陵制药厂生产的吸收性明胶海绵分别压成薄片，裁剪成直径约 为6 mm的圆片，将圆片紧贴于已均勻涂抹大肠杆菌的琼脂板上，置35°C孵育24 h后观察， 结果如图I-B所示，不载药的壳聚糖海绵和可吸收性明胶海绵未产生抑菌圈，而实施例1、3 和4中制得的载纳米银和止血药的海绵状生物敷料均产生明显抑菌圈。将实施例1、实施例3和实施例4中制得的载纳米银和止血药的海绵状生物敷料 与不载药的壳聚糖海绵及南京金陵制药厂生产的吸收性明胶海绵分别压成薄片，裁剪成直 径约为6 mm的圆片，将圆片紧贴于已均勻涂抹铜绿假单胞菌的琼脂板上，置35°C孵育24 h 后观察，结果如图I-C所示，不载药的壳聚糖海绵和可吸收性明胶海绵未产生抑菌圈，而实施例1、3和4中制得的载纳米银和止血药的海绵状生物敷料均产生明显抑菌圈。止血效果对比试验大白兔用3%戊巴比妥钠耳静脉注射麻醉，仰卧固定于手术 台上，剪去腹部兔毛，标准的正中开腹，逐层进入腹腔，游离、暴露肝脏，在每叶肝脏的前 端剪去长约1.5 cm的肝组织，造成活动出血创面，分别用一定大小已精确称重的待测止 血材料敷压伤口，直至出血停止，记录出血时间。手术中，使用已精确称重的绵球收集术 中所出的血液，术后与海绵一同称重，计算术中总的出血量。待肝脏完全止血后，游离、暴 露脾脏，在脾脏表面划一条长约1.5 cm、深约0.3 cm的口子，分别用一定大小已精确称重 的 待测止血材料敷压伤口，直至出血停止，记录出血时间，超过10 min,以10 min计。称 重，计算术中总的出血量。结果如下表
表1正常机体组几种止血材料的止血效果
权利要求
一种止血抑菌生物敷料，其特征是在由生物材料制成的生物敷料基体中均匀分布有纳米银和止血药，纳米银的重量是所用生物材料重量的0.01%～3%，止血药的重量是所用生物材料重量的0.1%～10%，所述生物材料为壳聚糖、壳聚糖衍生物、海藻酸盐、明胶和胶原蛋白中的任意一种、或者任意两种或两种以上的组合。
2.如权利要求1所述的止血抑菌生物敷料，其特征是所述止血药为氨甲环酸或凝血酶。
3.如权利要求1所述的止血抑菌生物敷料，其特征是所述生物敷料为海绵状或薄膜状。
4.如权利要求1所述止血抑菌生物敷料的制备方法，其特征是包括如下步骤(1)将生物材料溶于醋酸溶液或去离子水中，配成质量分数为0.5% 10%的胶状液体， 加入重量是胶状液体重量0. 01% 1%的交联剂并放置4 48小时，然后冷冻干燥形成生 物海绵体，最后再将该生物海绵体在60°C 130°C的温度条件下进行加热固化3 8小时；(2)将生物海绵体浸入浓度为0.ImM 10 mM的硝酸银溶液中，在100°C 140°C高温 和15psi 20psi高压下放置5 40分钟，然后取出用去离子水漂洗后即得到含有纳米银 的生物海绵体；(3)将含有纳米银的生物海绵体浸入止血药的水溶液中，然后冷冻干燥即得海绵状的 止血抑菌生物敷料。
5.如权利要求4所述止血抑菌生物敷料的制备方法，其特征是所述交联剂为戊二醛、 京平尼、己异二氰酸酯、碳化二亚胺和叠氮二苯膦中的任意一种。
6.如权利要求1所述止血抑菌生物敷料的制备方法，其特征是包括如下步骤(1)将生物材料溶于醋酸溶液或去离子水中，配成质量分数为0.5% 10%的胶状液体， 在此胶状液体中加入硝酸银溶液并搅拌均勻，在100°C 140°C高温和15psi 20psi高压 下放置5 40分钟，即得含有纳米银的生物胶液；(2)在上述含有纳米银的生物胶液中加入止血药，搅拌均勻后倾倒在玻璃或不锈钢板 上，流延成膜，室温晾干即得薄膜状的止血抑菌生物敷料。
全文摘要
本发明提供了一种止血抑菌生物敷料及其制备方法，由生物材料制成的海绵状或薄膜状生物敷料基体中均匀分布有纳米银和止血药，纳米银的重量是所用生物材料重量的0.01%～3%，止血药的重量是所用生物材料重量的0.1%～10%。海绵状的生物敷料制备方法是将通过冷冻干燥制得的海绵浸入硝酸银溶液中，经高温高压制得载纳米银生物海绵，再浸入含止血药的溶液中冷冻干燥而得。薄膜状的生物敷料制备方法是将含硝酸银的生物材料溶液经高温高压制成载纳米银的溶液，冷却后加入止血药，经流延成膜，室温干燥而得。本发明所述止血抑菌生物敷料具有安全无毒、生物相容性和可降解性好、抑菌、止血效果明显的特点，制备方法简单，可操作性强，成本低。
文档编号A61L15/44GK101954117SQ20101029341
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者刁俊林, 刘建仓, 李东红, 臧家涛 申请人:中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所