一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法。该敷料主要成分为水溶性的高分子聚合物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水，经一系列工艺将其溶为一体，溶液浇注在模具中，固化后经辐照灭菌获得。创面愈合试验、体外抗菌试验测试结果显示本发明能够有效促进创面愈合，并对多种细菌具有较好的抑菌活性（杀菌率达70％以上）。本发明的抗菌促愈水凝胶敷料明显优于现有的水凝胶敷料，具有抗菌疗效显著、透明、含水量高、制备方法简单、产物纯净、无毒无害、无刺激、生物相容性好等优点，适合大面积推广和应用。
【专利说明】一种抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用创伤敷料及其制备领域，特别是涉及一种适用于烧烫伤、机械性伤口、手术切口及慢性创面保护和治疗的抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]皮肤是人体的最大器官，是维持体内环境稳定和阻止微生物入侵的天然屏障；然而，大面积暴露于外界的特点，使得皮肤很容易受到烧伤、机械伤等外来伤害。由于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等病原体在伤口上繁殖，则容易导致伤口感染；感染的伤口不易愈合，容易造成体液流失并引起各种并发症。
[0003]称为传统敷料的纱布类敷料，一般由棉花、软麻布和亚麻布加工而成。这类敷料实用性最强、影响力最大、应用时间最长，目前仍占有很大市场份额。该类敷料优点是:有一定吸收性，制作简单，价格便宜，可重复使用；缺点是:无法保持创面湿润导致创面愈合延迟、敷料纤维易造成异物反应从而影响愈合、换药时易损伤新生的组织、病原体易通过被浸透的敷料、换药工作量大等，且纱布敷料中局部应用抗生素导致的细菌耐药更使感染创面难以愈合。
[0004]1962年,英国科学家George Winter博士发明了 “湿法疗法”,他在动物实验中发现，在密闭湿润环境下伤口愈合速度比暴露于空气中干燥创面更快一倍，从而奠定了采用新型敷料处理创面的理论基础。自此，基于这一思想的各种新式敷料得到广泛的发展，如水状胶体敷料、水凝胶敷料等。水凝胶敷料具有可以明显缓解疼痛，吸收伤口渗出液，透气保湿，且更换敷料时不会破坏已愈合的伤口组织，透明可以观察伤口愈合情况等优点；同时，现已证明使用保湿敷料能给创伤局部创造一个仿效创面水泡生理愈合的湿润条件，使伤口再上皮化能力显著提高，使创面以更快的速度愈合。因此，水凝胶敷料得到各国的普遍重视。
[0005]水凝胶敷料的主要制备方法有化学法、冷冻法和辐射法等。化学法制备的水凝胶中通常会残余反应过程所需的交联剂和引发剂等有害小分子物质，影响其使用。冷冻法是由P印pas最早报导的一种非常有效的制备聚乙烯醇水凝胶的方法，该方法制得的水凝胶具有弹性好和机械强度大等优点，但这种水凝胶是一种物理凝胶，在较高温度时会融解成溶液，并且水凝胶的溶胀度较小且不透明，影响治疗过程中对伤口的观察。文献中报道的冷冻融化时间通常均为8-24h，制备周期长，不利于产品的生产。辐射法通过高能辐射引发交联制得水凝胶敷料，其过程不需添加任何化学交联剂和引发剂等有害物质，产品纯净，此外，辐射可在室温下进行，反应条件温和，且可以通过控制辐射剂量、剂量率等控制产品性能，同时凝胶形成与灭菌可同时进行。
[0006]公布于2007年6月13日的《含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法》(CN1320931C)公开了一种含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料，该医用水凝胶敷料可用于治疗各种皮肤创伤和烧烫伤，但是具有吸渗液能力差、存在增塑剂等有害物质残留的缺点；公布于2011年7月6日的《一种含纳米银和羧甲基壳聚糖医用敷料及其制备方法》(CN102114265A)公开了一种含纳米银和羧甲基壳聚糖医用敷料，具有较好的抗菌功效，但是具有无法保持创面湿润，导致创面愈合延迟；不易从创面揭起等缺点；公布于2006年10月25日的《具有促进伤口愈合、抗菌功能的液体伤口敷料》(CN100471528C)公开了一种具有促进伤口愈合、抗菌功能的液体(凝胶状)伤口敷料，该医用敷料具有抗炎止痛、促进伤口愈合的功效，但是具有吸收渗出液能力差的缺点 。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种能吸收渗出液、透明、透气、防水、不与组织粘连、柔韧性好，且具有抗菌性能的适用于烧烫伤、机械性伤口、手术切口及慢性创面保护和治疗的抗菌促愈水凝胶敷料。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案:一种抗菌促愈水凝胶敷料，其主要成分为水溶性的高分子聚合物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水。各主要成分的含量为:按质量分数计2% -12%的水溶性的高分子聚合物，0.1% -4%具有假塑性的高分子聚合物，0.01% -3%的抗菌剂和余量的水。
[0009]其中，所述水溶性的高分子聚合物可为天然水溶性高分子聚合物和合成水溶性高分子聚合物中的一种或几种，或者为两者的组合。所述天然水溶性高分子聚合物可为海藻酸及其衍生物、透明质酸及其衍生物等中的一种或几种的组合；所述海藻酸衍生物可选自海藻酸钠、海藻酸镁、海藻酸钙和海藻酸钾等；所述透明质酸衍生物可选自透明质酸、透明质酸钠、透明质酸钙和透明质酸锌等。所述合成水溶性高分子聚合物可为聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯和聚丙烯酸钠中的一种或几种的组合；其中较优选的高分子聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。
[0010]所述具有假塑性的天然高分子聚合物可为琼脂粉、琼脂糖、明胶和卡拉胶等中的一种或几种的组合。
[0011]所述抗菌剂为能有效杀死致病菌的物质，可选自无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂中的一种或几种；其中:较优选的抗菌剂为无机抗菌剂或天然抗菌剂；所述无机抗菌剂可为银离子和/或纳米银，所述银离子和/或纳米银以离子、单质的形式存在；所述有机抑菌剂可为水溶性的季铵盐类抗菌剂，如季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺杀菌剂、单吡啶季铵盐杀菌剂、双季铵盐杀菌剂和/或复合季铵盐杀菌剂等；所述天然抗菌剂可为具有抑菌作用的天然动植物的提取物，如甲壳素、壳聚糖及其衍生物、芥末、蓖麻油和/或山葵等，优选为甲壳素、壳聚糖及其衍生物。所述壳聚糖及其衍生物为小分子量壳聚糖(Mr:2万)或大分子量壳聚糖(Mr:200万)与小分子量壳聚糖(Mr:2万)合用。
[0012]本发明另一目的在于提供一种制备上述抗菌促愈水凝胶敷料的方法。
[0013]所述抗菌促愈水凝胶敷料的方法，包括以下步骤:
[0014]I)按配方称取各组分；
[0015]2)将水溶性高分子聚合物和具有假塑性的高分子聚合物溶于水中，在90°C以上水浴中回流形成均匀溶液A，再将抗菌剂溶于水中，搅拌形成均一溶液B，最后将A、B两种溶液混合，用水补足至总重量，搅拌均匀成均一溶液；
[0016]3)将步骤2)中的均一溶液进行消泡处理后，倒入成形模具中，冷却形成假塑性固体；[0017]4)对步骤3)中的假塑性固体在室温下进行辐照交联和灭菌，辐照方式可为60Co Y-射线或高能电子束射线，辐照时间为10-40min，辐照剂量为10K-70K。
[0018]其中，所述步骤3)中的消泡处理方式为静置消泡、超声消泡或真空除泡。
[0019]本发明以上述方案，提供了一种能吸收渗出液，透明、透气、防水、不与组织粘连、柔韧性好，且具有抗菌性能的，适用于烧烫伤、机械性伤口、手术切口及慢性创面保护和治疗的抗菌促愈水凝胶敷料及其制备方法。该敷料主要成分为水溶性的高分子聚合物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水，经一系列工艺将其溶为一体，溶液浇注在模具中，固化后经辐照灭菌获得。创面愈合试验、体外抗菌试验测试结果显示本发明能够有效促进创面愈合，并对多种细菌具有较好的抑菌活性，抑菌率达70%以上。本发明的积极进步之处在于:
[0020](I)该水凝胶敷料通过辐照方式交联与灭菌同步完成，制备方法简单，大大缩短了制备周期，且产物纯净，所得的凝胶透明度高、溶胀度大、强度高。
[0021](2)本发明选取琼脂粉、琼脂糖、明胶、卡拉胶等具有假塑性的天然高分子聚合物中的一种或几种，使样品在室温下预固化，形成假性凝胶，利于辐照过程之前的包装与运输。
[0022](3)本发明中的水凝胶中可添加无机抗菌剂或天然抗菌剂中的一种或几种，可以有效地抑制创面的细菌感染，对革兰氏阳性菌和阴性菌具有很好的抑制作用，不易产生耐药性，促进细胞再生，加速创面修复。
[0023](4)本发明中的水凝胶不含其它具有刺激性的溶剂及保湿剂、增塑剂等添加剂，避免了该类物质对皮肤的毒副作用，提高了其生物相容性。
[0024]综上所述，本发明的抗菌促愈水凝胶敷料明显优于现有的水凝胶敷料，具有抗菌疗效显著、透明、含水量高、制备方法简单、产物纯净、无毒无害、无刺激、生物相容性好等优点，适合大面积推广和应用。
[0025]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0026]本发明提供了一种抗菌促愈水凝胶敷料，其主要成分为水溶性的高分子聚合物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水。
[0027]具体来讲，所述抗菌促愈水凝胶敷料各主要成分的含量为:按质量分数计2% -12%的水溶性高分子聚合物，0.1% -4%具有假塑性的高分子聚合物，0.01% -3%的抗菌剂和余量的水。
[0028]水溶性的高分子聚合物
[0029]本发明中，水溶性的高分子聚合物可为天然和合成的高分子聚合物中的一种或几种，或者为两者的组合，组合时比例没有限定。
[0030]天然水溶性高分子聚合物可为海藻酸及其衍生物、透明质酸及其衍生物等中的一种或几种的组合，组合时比例没有限定；所述海藻酸衍生物可选自海藻酸钠、海藻酸镁、海藻酸钙和海藻酸钾等；所述透明质酸及其衍生物可选自透明质酸、透明质酸钠、透明质酸钙和透明质酸锌等。天然水溶性高分子聚合物具有独特的生物相容性和生物活性，可作为水凝胶敷料的有效成分。辐射法制备医用水凝胶敷料时，添加一定比例的天然水溶性高分子聚合物，可以提高水凝胶的生物相容性:同时，水溶性天然高分子聚合物在射线作用下降解后可以填充在凝胶网络空隙中，起到提高凝胶强度的作用。
[0031]合成水溶性高分子聚合物可为聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯和聚丙烯酸钠中的一种或几种的组合，组合时比例没有限定，其中较优选的为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。合成的水溶性高分子聚合物因其良好的生物相容性、机械性能及安全性，而广泛应用于医疗事业中。如由其制造而成的水凝胶在眼科、伤口敷料和人工关节方面的有广泛应用，具有独特的强力粘接性、柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、耐磨性以及经特殊处理具有耐水性等优点。
[0032]具有假塑性的天然高分子聚合物[0033]本发明中，具有假塑性的天然高分子聚合物可为琼脂粉、琼脂糖、明胶和卡拉胶等中的一种或几种的组合，组合时比例没有限定。该类聚合物具有可溶于热水中形成溶液，而降温后则形成假性固体的性质，对样品起到预固形的作用，便于进行下一步的操作。
[0034]抗菌剂
[0035]本发明中，抗菌剂为能有效杀死致病菌的物质，可选自无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂中的一种或几种，组合时比例没有限定，其中较优选的抗菌剂为无机抗菌剂或天然抗菌剂。
[0036]无机抗菌剂可为银离子和/或纳米银，所述银离子和/或纳米银以离子、单质的形式存在；
[0037]有机抑菌剂可为水溶性的季铵盐类抗菌剂，如季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺杀菌齐?、单吡啶季铵盐杀菌剂、双季铵盐杀菌剂和/或复合季铵盐杀菌剂等；
[0038]天然抗菌剂可为具有抑菌作用的天然动植物的提取物，如甲壳素、壳聚糖及其衍生物、芥末、蓖麻油和/或山葵等，优选为甲壳素、壳聚糖及其衍生物。其中:
[0039]甲壳素是由N-乙酸基_2_氨基-2-脱氧-D-匍萄糖以B_l,4糖苷键形式连接而成的多糖，壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基的产物。甲壳素或壳聚糖尤其是小分子量壳聚糖具有显著的抑菌作用，对于一般人体表皮存在的皮肤细菌如表皮葡萄球菌、造成烧伤病人感染的绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和酿脓链球菌等均有明显的抑制效果。同时，壳聚糖可以促进上皮细胞的再生，加快创口愈合的速度，提高创口愈合质量。大分子量壳聚糖可以生物降解，产生低聚糖，寡糖，甚至单糖，进而发挥其加速细胞增殖和加强组织重塑的功能。有意义的是:大分子量壳聚糖具有成膜强度好，小分子量壳聚糖具有生物活性高，保水性好的特点，本发明把大分子量壳聚糖和小分子量壳聚糖合用可以充分发挥各自的优点，制备性能优良的医用敷料。
[0040]本发明中，所述水为纯化水(洁净的去离子水或蒸馏水)。
[0041]本发明的另一个目的是提供一种制备上述抗菌促愈水凝胶敷料的方法，具体可包括以下步骤:
[0042]I)按配方称取各组分；
[0043]2)将水溶性高分子聚合物和具有假塑性的高分子聚合物溶于水中，在90°C以上水浴中回流形成均匀溶液A，再将抗菌剂溶于水中，搅拌形成均一溶液B，最后将A、B两种溶液混合，用水补足至总重量，搅拌均匀成均一溶液；
[0044]3)将步骤2)中的均一溶液进行消泡处理后，倒入成形模具中，冷却形成假塑性固体；
[0045]4)对步骤3)中的假塑性固体在室温下进行辐照交联和灭菌，辐照方式可为6tlCo Y-射线或高能电子束射线，辐照时间为10-40min，辐照剂量为10K-70K。
[0046]在上述制备方法中，所述步骤3)中的消泡处理方式可为静置消泡、超声消泡或真空除泡。
[0047]实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，实施例将有助于理解本发明，但是本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0048]下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[0049]实施例1-10、制备抗菌促愈水凝胶敷料
[0050]本发明实施例1-10抗菌促愈水凝胶敷料及比较例的配方如表1-2所示[0051 ] 表1实施例1-5抗菌促愈水凝胶敷料及比较例I的配方
[0052](每1000g抗菌促愈水凝胶中各组分的克数)
[0053]
【权利要求】
1.一种抗菌促愈水凝胶敷料，其主要成分为水溶性的高分子聚合物、具有假塑性的功能聚合物、抗菌剂和水。
2.根据权利要求1所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:各主要成分的含量为:按质量分数计2% -12%的水溶性的高分子聚合物，0.1% -4%具有假塑性的高分子聚合物，0.01% -3%的抗菌剂和余量的水。
3.根据权利要求1或2所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述水溶性的高分子聚合物可为天然水溶性高分子聚合物和合成水溶性高分子聚合物中的一种或几种，或者为两者的组合。
4.根据权利要求3所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述天然水溶性高分子聚合物可为海藻酸及其衍生物、透明质酸及其衍生物等中的一种或几种的组合；所述海藻酸衍生物可选自海藻酸钠、海藻酸镁、海藻酸钙和海藻酸钾等；所述透明质酸衍生物可选自透明质酸、透明质酸钠、透明质酸钙和透明质酸锌等。
5.根据权利要求3所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述合成水溶性高分子聚合物可为聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯和聚丙烯酸钠中的一种或几种的组合；其中较优选的高分子聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述具有假塑性的天然高分子聚合物可为琼脂粉、琼脂糖、明胶和卡拉胶等中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1至6任一所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述抗菌剂为能有效杀死致病菌的物质，可选自无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂中的一种或几种；其中:较优选的抗菌剂为无机抗菌剂或天然抗菌剂；所述无机抗菌剂可为银离子和/或纳米银，所述银离子和/或纳米银以离子、单质的形式存在；所述有机抑菌剂可为水溶性的季铵盐类抗菌剂，如季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺杀菌剂、单吡啶季铵盐杀菌剂、双季铵盐杀菌剂和/或复合季铵盐杀菌剂等；所述天然抗菌剂可为具有抑菌作用的天然动植物的提取物，如甲壳素、壳聚糖及其衍生物、芥末、蓖麻油和/或山葵等，优选为甲壳素、壳聚糖及其衍生物。
8.根据权利要求7所述的抗菌促愈水凝胶敷料，其特征在于:所述壳聚糖及其衍生物为小分子量壳聚糖(Mr:2万)或大分子量壳聚糖(Mr:200万)与小分子量壳聚糖(Mr:2万)合用。
9.一种制备权利要求1-8任一项所述抗菌促愈水凝胶敷料的方法，包括以下步骤: 1)按配方称取各组分； 2)将水溶性高分子聚合物和具有假塑性的高分子聚合物溶于水中，在90°C以上水浴中回流形成均匀溶液A，再将抗菌剂溶于水中，搅拌形成均一溶液B，最后将A、B两种溶液混合，用水补足至总重量，搅拌均匀成均一溶液； 3)将步骤2)中的均一溶液进行消泡处理后，倒入成形模具中，冷却形成假塑性固体； 4)对步骤3)中的假塑性固体在室温下进行辐照交联和灭菌，辐照方式可为6tlCoY -射线或高能电子束射线，辐照时间为10-40min，辐照剂量为10K-70K。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于:所述步骤3)中的消泡处理方式为静置消泡、超声消泡或真空除泡。
【文档编号】A61L15/44GK103520767SQ201310517301
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】徐艳丽, 杨学英, 董军, 丁连珠, 刘常琳, 黄琳静, 孙春明 申请人:山东赛克赛斯药业科技有限公司