生物活性矿物质材料及其在软组织溃疡、长期糜烂、伤口细胞再生和抑制黑素瘤的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物活性矿物质材料及其在溃疡及糜烂性伤口敷料中的应用，特别是涉及在软组织长期糜烂性伤口敷料中的应用，属生物材料领域。
【背景技术】
[0002]生物活性矿物质材料的发现已有40多年的历史，目前已广泛应用于临床，如牙科、颂面科学和整形外科等。其能够与骨组织间形成骨性键和，促进骨组织生长、骨缺损的愈合，同时又能促进软组织的生长愈合，具有抗菌消炎的作用。临床研究表明，生物活性矿物质材料能够促进伤口的愈合，如糖尿病皮肤溃疡、口腔溃疡以及烧伤皮肤治疗等。
[0003]生物活性矿物质材料的优良特性归因于其表面活性。研究表明，生物活性矿物质材料一旦与体液接触就立即发生表面化学反应，主要包括活性矿物质材料中的Ca2+离子与体液中的H+发生离子交换，形成表面S1-OH，进而缩合形成多孔的二氧化硅网络富集层，随后在其表面形成羟基磷灰石层。材料表面的二氧化硅富集层和羟基磷灰石层为生物活性矿物质材料与创伤部位的结合提供了靶位点，可以促进细胞和蛋白的吸附。另外，材料中释放的S142和Ca2+离子还可以促进生长因子的生成、促进细胞的增殖、分化及活化细胞基因表达。生物活性矿物质材料通过其对调节诱发细胞周期开始和进程的基因的控制，可以促进人体组织的形成。
[0004]治疗长期糜烂性伤口是医学界难题之一，目前还没有有效而便捷的药物治疗方法。对于重症病人，只能通过住院进行每天清洗伤口、消毒、换药来治疗。近年来，国内外开始采用生长因子来促进创伤的愈合治疗，但生长因子主要从异体异源中提取，所以存在引入病毒感染的可能性。生物活性矿物质材料能促进软组织细胞生长因子的生成，为伤口处的愈合提供了内源性细胞生长因子。
【发明内容】
[0005]本发明利用生物活性矿物质材料可以促进软组织愈合，刺激细胞增殖、活化细胞基因表达、诱导生长因子生成及分泌的特性，以及其抗菌消炎的作用，将其引入到凝胶中治疗软组织长期糜烂性伤口，实现创伤和溃疡无疤痕修复和细胞再生。
[0006]本发明的生物活性矿物质材料包括36% S12, 5% Na2O, 20% Ca0U5% P205、5%医用羧甲基壳聚糖、5%医用透明质酸钠、10 % PEG (聚乙二醇)、2%尿囊素和2 %生育酚乙酸酯(质量百分比)。
[0007]对制备治疗软组织溃疡及长期糜烂伤口敷料中的应用。本发明的目的在于提供一种不同组分、不同制备方法的生物活性矿物质材料在软组织溃疡及长期糜烂伤口中细胞再生应用，5%医用羧甲基壳聚糖由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多，聚电解质电荷密度增加，其结果必将导致其结构，性质和性能上的变化，、本发明的产品可以凝胶形态直接达到糜烂腺管内，经过降解变成覆膜起到抗菌消炎作用，有良好生物相容性、可降解性和组织修复效果，对伤口粘膜没有刺激，并能激活人体修复细胞，止血，促进伤口愈合，且能听收创面渗液，保持创面潮湿使痂皮软化，大大减少脱痂时的出血现旬，对手术创面、物理治疗后创面的修复及保护有很好的效果。通过实际的临床应用发现，生物活性矿物质材料粉体作为敷料单独使用时对糖尿病溃疡、口腔溃疡、宫颈糜烂、脂肪液化性伤口、褥疮、窦道、性病溃疡、痔疮等软组织溃疡及其长期糜烂有明显的治疗和细胞再生的作用。
[0008]但是上述发明中使用的生物活性矿物质材料含有磷和钠。磷的存在主要目的是提高生物活性材料的生物活性，而钠的存在使得产品在与伤口接触是PH值上升较快，对于创口附近的细胞具有杀伤作用，形成弱碱性灭菌环境，利于细胞增殖。本发明中的磷、钠成离子存在，在遇到体液后，迅速形成离子交换，其作用机理为:
[0009]1.以上制成的凝胶的做NA+和K +离子等与溶液(体液)中H +以及H 30+离子迅速交换，如:
[0010]S1-0-Na++0H — S1-OH ++Na++0H
[0011]2.S1-O-Si键，被溶液打断，在界面外形成许多S1-OH ;
[0012]3.S1-OH的聚合反应在创伤或者溃疡表面形成一富3102的多孔的肢体层；
[0013]S1-0H+0H-Si ^ S1-O-S1-+H2O
[0014]4.Ca2+和P043来源以上制成凝胶内或来源与溶液中，在富S12肢体层上聚集形成CaO-P2O5无定型相层
[0015]5.随着OH和C03 2从溶液中引出，CaO-P 205无定向相层将转变成含碳的羟基灰石(HCA)多晶体，吸附在创伤或溃疡表面，达到保护创伤或溃疡表面和杀灭厌氧菌等细菌。
[0016]类似的，根据生物活性矿物质材料可以促进生长因子的生成、促进细胞的增殖、分化、活化细胞基因表达及其抗菌消炎的作用，以颗粒度小于10微米的生物活性矿物质材料粉体作用于软组织溃疡和长期糜烂性创口。具体方法是将生物活性矿物质材料凝胶直接涂敷在创口处。该生物活性矿物质材料的化学组成的质量比为36% S12, 5% Na2O, 20% CaO,15% P205、5%医用羧甲基壳聚糖、5%医用透明质酸钠、10% PEG、2%尿囊素、2%生育酚乙酸酯配方。本发明的生物活性矿物质材料凝胶在人体模拟体液中具有良好的生物活性，在数小时内即可释放出硅、钙等离子，形成OH负电荷离子，吸附生长因子，形成人体构造基块，如生长因子、胶原蛋白等促进组织的修复、细胞增殖。
[0017]本发明的生物活性矿物质材料粉体是通过溶胶-凝胶(已申请专利，申请号:201410104341.3,201410104328.8)方法制备得到的。在室温下，将一定质量的生物活性矿物质材料前驱体(原料)与乙醇搅拌过程中混匀形成溶胶溶液，再经凝胶、陈化、烧结、煅烧、粉碎、过筛得到颗粒度为小于10微米的生物活性矿物质材料干粉体。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的生物活性矿物质材料的XRF元素分布像(210 X 210 μ m2)。
[0019]图2为本发明的生物活性矿物质材料与SBF溶液反应不同时间的XRD谱图。
[0020]图3为本发明的生物活性矿物质材料的SEM-EDXS图:a_沉积前，b-SBF沉积后(14d) ο
[0021]图4为本发明的生物活性矿物质材料及其浸提液与成骨细胞相互作用的MTT值:其中图4(a)为生物活性矿物质材料直接培养I天，6天；图4(b)为生物活性矿物质材料不同时间的浸提液培养24h ο
[0022]图5为成骨前细胞(MC3T3)在生物玻璃片上培养不同时间的SEM图。
[0023]图6为生物活性矿物质材料片在SBF溶液中的pH值变化。
[0024]图7为生物活性矿物质材料在水中的重量变化。
[0025]图8为PSC对Hacat细胞增殖的影响。
[0026]图9为PSC对A375细胞增殖的影响。
【具体实施方式】
[0027]以下实施方式仅用于阐述本发明比例配方及工艺权益保护，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。
[0028]实施例
[0029]1、将200g(总量)颗粒度在10微米的按质量比称取的Si02，Na20，CaO、P2O5与乙醇混合成凝胶状，成化24小时。
[0030]2、上述凝胶剂在6000C的反应釜煅烧90分钟。
[0031]3、将煅烧的粉剂研磨在颗粒度10微米(研磨用石英石研磨，筛滤)。
[0032]4、将第3项煅烧研磨后的材料搅拌加热到80摄氏度。
[0033]5、在第4项的粉体中将5%医用羧甲基壳聚糖、5%医用透明质酸钠、10% PEG、2%尿囊素、2%生育酚乙酸酯配方混合，加热到45摄氏度。溶解，搅拌均匀。
[0034]6、将100克医用甘油，预热到80摄氏度。
[0035]7、将第5项混合物，融入第6项医用甘油中，搅拌均匀(医用甘油与生物材料质量比为 55: 45) ο
[0036]8、将第7项混合物，去除杂质，成化24小时，辐照灭菌。
[0037]9、将第8项物质形成的凝胶剂，均匀涂抹在创伤、溃疡消毒后的创面。
[0038]10、创伤创面、溃疡创面每隔72小时，再消毒，将凝胶均匀涂抹。创伤只需要7-15天，溃疡需要3个月的应用。
[0039]本发明实施例的生物活性矿物质材料研究基础
[0040]I理化性质:
[0041]通过X射线荧光光谱(XRF)对材料的化学组成进行了分析。研究表明:材料在微观尺度上的化学组成(Ca、P和Si)分布均一，详见如图1所示。
[0042]将生物活性矿物质材料沉浸在模拟体液(SBF)中进行沉积实验，通过X射线衍射(XRD)研究发现，在沉积7天时，材料表面明显出现羟基磷灰石(HA)衍射峰(如图2所示)，而且随着时间的延长HA的衍射峰增强，说明材料表面有更多的羟基磷灰石形成。在沉积14天后，HA的衍射峰变化不大，说明形成的HA已经完全覆盖了材料表面。
[0043]通过扫描电镜-能量分散X射线能谱(SEM-EDXS)对材料的表面形貌进行分析，如图3所示。结果表明，在SBF溶液中沉积前，材料表面平整，EDXS能谱分析证明其主要组成是Si，P和Ca。而在SBF溶