一种双层复合生物敷料及其无粘胶剂复合工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种双层复合生物敷料及其无粘胶剂复合工艺。所述的双层复合敷料由壳聚糖纤维无纺布层和海绵状功能层组成，层与层之间不需用粘胶剂胶粘。制备工艺包括以下步骤：（1）将壳聚糖纤维无纺布预冻；（2）将大分子壳聚糖、大分子胶原蛋白、小分子胶原蛋白和小分子壳聚糖按质量比0.7-1.3：0.1-0.3：0.7-1.3：0.1-0.3加入弱酸性水溶液中，制得海绵层物料溶液；（3）取出经预冻的壳聚糖无纺布，迅速将海绵层物料溶液均匀喷涂于无纺布上，喷淋量20-60ml/20*20cm2；（4）将喷涂海绵层物料溶液的壳聚糖无纺布进行冷冻干燥。所制得的双层复合敷料层与层之间嵌合牢固。海绵状功能层具有促进伤口愈合的功能，可防粘连；壳聚糖纤维无纺布层具有良好的透气性、舒适性和抗菌功能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于医用创伤敷料的制备领域，具体涉及一种双层复合生物敷料及其无粘 胶剂复合工艺。 一种双层复合生物敷料及其无粘胶剂复合工艺
【背景技术】
[0002] 皮肤遭受创伤或烧伤后·通常需要用一种性能优良的创伤敷料保护创面，提供一 个有利于创面愈合的环境。而对于深二度以上的创伤或烧伤，除了需要敷料提供必要的护 创和抗菌功能外，还需要敷料具备能促进残存上皮再生和加速创面愈合的功能，直至重建 永久性皮肤屏障。
[0003] 壳聚糖具有良好的护创止血性能和抑菌性能，生物相容性强，壳聚糖纤维无纺布 可用作创伤敷料。但由于壳聚糖纤维易与伤口发生粘连，更换敷料时易损伤伤口新生成的 肉芽，且造成患者痛苦，因此常用的壳聚糖纤维创伤敷料表面需采用化学黏胶剂贴上防粘 连材料，如聚酯防粘连层。防粘连层的存在降低了伤口与纤维发生粘连的概率，然而在伤口 微环境内，壳聚糖的多种有益功效无法发挥作用。况且，对于深度烧伤或深度外科创伤伤 口，人工合成高分子防粘连层是不适用的。
[0004] 胶原海绵是由胶原蛋白制成的具有海绵状多孔结构的生物敷料，通常采用冷冻干 燥法制备。单纯胶原海绵易干裂，且降解速率过快、机械强度小，将胶原蛋白与壳聚糖、透明 质酸等天然多糖化合物混合，可在一定程度上改善其性能。胶原海绵具有良好的亲水及吸 水性，其粘附性好，可较长时间的用于创面覆盖；适用于深度伤口，具有加速伤口愈合的功 效，但其缺少护创和隔离(或抑制）空气中感染病菌的作用，临床使用时需加盖多层消毒纱 布。
[0005]已公开的复合型敷料的制备工艺均采用化学粘胶剂进行粘合。发明专利 2〇131〇539212· 2公开了一种由壳聚糖促愈层和壳聚糖止血层组成的复合壳聚糖敷料的制 备方法，止血层为壳聚糖颗粒，止血层的构成以及止血层和促愈层的构成均通过胶粘合。实 用新型专利 2〇122〇61359〇· 1采用粘合剂粘合的方法制备了一种两层复合生物性敷料，所 述的上层聚氨酯薄膜是涂有粘合剂的薄膜，贴于下层pVA/p Vp/羧甲基壳聚糖/壳碘材料。 采用粘胶剂粘连复合方式，将粘胶剂引入敷料中，带来了不必要的成分增加以及潜在的危 害。
[0006]将具有促进伤口愈合功能的胶原海绵与具有护创抑菌功能的壳聚糖敷料进行复 合，可将复合敷料的性能提高到较为理想的状态。一种性能优良的创伤敷料，如果具有良好 生物学性能和物理化学性能，使用方便，且不含有不必要化学成分，如粘胶剂等，则具有更 广泛的应用前景。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有敷料存在的一些不足，提供一种双层复合生物敷料及 其无粘胶剂复合工艺。所制得的双层复合敷料层与层之间嵌合牢固，海绵状功能层具有促 进伤口愈合的功能，可防粘连；壳聚糖纤维无纺布层透气性和舒适性好，且具有良好的抗菌 功能。
[0008] 为实现本发明目的，采用如下技术方案： 一种双层复合生物敷料，所述的敷料由壳聚糖纤维无纺布和海绵层物料溶液在不加入 粘胶剂的条件下低温冻千嵌合而成，下层为壳聚糖纤维无纺布层，上层为海绵状功能层；所 述的海绵层物料溶液中含有大分子壳聚糖、小分子壳聚糖、大分子胶原蛋白、小分子胶原蛋 白。
[0009] 复合敷料的上层和下层之间的嵌合厚度为30-120 μ m。
[0010] 一种制备所述的双层复合生物敷料的工艺，包括以下步骤： (1) 在壳聚糖纤维无纺布表面喷淋纯水后，在-2(T-40°C冻结； (2) 配制海绵层物料溶液，充分搅拌均匀后，超声脱气； (3) 取出预冻结的壳聚糖纤维无纺布，迅速将海绵层物料溶液均匀喷涂于无纺布上； (4) 将喷涂有海绵层物料溶液的壳聚糖纤维无纺布在-4(T-5(TC冷冻后，真空干燥制得 双层复合生物敷料。
[0011] 步骤（2)中的所述的海绵层物料溶液中，大分子壳聚糖(分子量大于5万Da)、小 分子壳聚糖(平均分子量2〇OODa)、大分子胶原蛋白（分子量大于8万Da)、小分子胶原蛋 白（平均分子量l〇〇〇Da)的质量配比为：0. 7-1· 3 :0. 1-0. 3 :0· 7-1. 3 :0. 1-0. 3,总浓度为 2. 0-3. 5wt°/〇 ； 所述步骤（3)中海绵层物料溶液的喷淋量为20-60ml/20*20cm2 ; 壳聚糖纤维无纺布有针刺和水刺、普通型(疏水）和改进型（易吸水）之分，本发明首选 普通型(疏水）针刺壳聚糖纤维无纺布。
[0012] 壳聚糖纤维无纺布表面具有大小不同的纤维间空隙（0. 01-1. Oram)，水溶液渗透进 入无纺布间隙的速度取决于无纺布的亲水性和纤维间空隙的大小。过量海绵层物料溶液渗 透入下层壳聚糖无纺布，不但导致紧贴伤口的功能层物料量下降，而且导致最终冻干产品 质地变硬，舒适性和透气性能显著下降，抗菌性能也相应下降。本发明通过在壳聚糖无纺布 表面喷适量水并进行预冻的方法，可封闭无纺布纤维间的大空隙，为控制适量海绵层物料 溶液的渗入提供条件。
[0013]本发明提供了一种控制复合敷料嵌合层厚度的过程控制方法。对相关参数的严格 控制将可控制复合敷料嵌合层厚度。合适的嵌合层厚度既可保障双层敷料结合牢固，又可 保障复合敷料上下层都处于医用敷料所需的最佳状态。
[0014] 本发明的有益技术效果为： 1本发明提供一种无粘胶剂双层复合生物敷料，具有两个不同组成结构和功能的作用 层，双层结 合牛固；下层为冗聚糖纤维护创抗菌层，保持壳聚糖无纺布原有的透气性、舒适性和良 好的抗菌性能；上层为胶原蛋白和壳聚糖的海绵状功能层，有弹性，吸水速度快，具有促进 伤口愈合的功能，可防粘连； 7 2.本发明了提供一种不用股合剂粘合的双层敷料复合工艺。海绵状功能层嵌合入壳 聚糖纤维无纺布层，嵌合层厚度约3〇-120 μ m，能保障复合敷料上下层都处于医用敷料所需 的最佳状态； 3. 本发明提供了一种控制复合敷料嵌合层厚度的过程控制方法，海绵层物料溶液对 壳聚糖纤维的渗透量取决于：壳聚糖纤维无纺布的性能和海绵层物料溶液在喷淋到预冻的 无纺布后的行为，无纺布预冻结水量和预冻结温度，喷淋到无纺布上的海绵层物料溶液温 度、体积和浓度，预冻无纺布取出操作与再冷冻操作的时间差，上述操作参数将直接影响海 绵层溶液对下层壳聚糖纤维的渗透时间和渗透深度。对上述参数的严格控制将可控制复合 敷料嵌合层厚度，从而确保双层敷料的良好性能； 4. 本发明所述的海绵功能层含有大分子壳聚糖、小分子壳聚糖、大分子胶原蛋白、小 分子胶原蛋白，其质量配比为：（0.7-1. 3)/ (0.1-0.3)/ (0.7-1. 3)/ (0.1-0. 3)。其中大 分子胶原蛋白和大分子壳聚糖共同组成海绵层的骨架，小分子胶原蛋白和小分子壳聚糖溶 于大分子骨架结构内；海绵层骨架结构的相对稳定性有利于在大量伤口渗液条件下保持高 的吸水性能和覆盖伤口的功能；小分子胶原蛋白和小分子壳聚糖溶出进入伤口创面，发挥 抗菌和促进伤口愈合的作用； 5·本发明所述的双层复合生物敷料可用于深二度以上的烧伤或外科创伤，具有下述 特点：（1)生物相容性好，与伤口紧密相贴，具有良好的护创功能；（2)抑制细菌生长、防止 伤口感染；（3)促进伤口处皮肤成纤维细胞生长，加快伤口愈合；（4)使用安全，无细胞毒 性、无化学粘胶剂潜在危害；（5)吸水性、透气性、舒适性良好；（6)应用方便，不发生黏连造 成二次伤害。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为复合敷料截面的电镜扫描图。
【具体实施方式】
[0016]本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实 施例。
[0017] 实施例1 将20*20cm2的l〇〇g/m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布表 面喷淋30ml R0纯水，置于超低温冰箱，-4(TC预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓度 3. 5wt%，称取大分子壳聚糖L lg、小分子壳聚糖〇. 3g、大分子胶原蛋白1. lg、小分子胶原 蛋白0. 3g，溶于80ml 0. 5wt%的醋酸水溶液，在室温下勻浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20?保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量40ml/20*2〇 cm2,操作时间小于5min ;再放入超低温冰箱中，-5(TC冷冻60min，快 速转入冷冻干燥机中，真空干燥10h，即制得无粘胶剂双层复合生物敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度为30-80 μ m，上层海绵状功能层厚度约 450-550 μ m，质地略为偏硬，有弹性，吸水速度快；敷料整体透气性、吸水性和舒适性较好， 抗囷性能强； 对照实验，将上述海绵层物料溶液喷淋于未经预处理的无纺布表面，在后续相同操作 条件下，所制备的敷料未见明显的嵌合层，上层海绵状层厚度不足50 μ m，大量海绵层物料 溶液渗入下层无纺布，导致下层无纺布质地变硬，敷料整体透气性和舒适性已不适合作为 医用敷料。
[0018] 实施例2 将20*2〇cm2的100g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋40ml R0纯水，置于超低温冰箱，-40°C预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓 度2· 5wt%，称取大分子壳聚糖〇· 8、小分子壳聚糖〇. 2g、大分子胶原蛋白〇. 8g、小分子胶原 蛋白〇. 2g，溶于80ml 0· 5wt%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20?保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量60ml/20*20cm 2,操作时间小于5min ;再放入超低温冰箱中，-4(TC冷冻60min，快 速转入冷冻干燥机中，真空干燥12h,即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度60-120 μ m，上层海绵状功能层厚度约 700-S00 μ m，质地柔软，有弹性，吸水速度快；敷料整体透气性、吸水性和舒适性良好，抗菌 性能强； 对照实验，将上述海绵层物料溶液喷淋于未经预处理的无纺布表面，在后续相同操作 条件下，所制备的敷料未见明显的嵌合层，上层海绵状层厚度不足50 μ m，大量功能层物料 溶液渗入下层无纺布，导致下层无纺布质地变硬，敷料整体透气性和舒适性已不适合作为 医用敷料。
[0019] 实施例3 将2〇*20cm2的l〇〇g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋30ml R0纯水，置于超低温冰箱，-3〇Γ预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓 度2· Owt%，称取大分子壳聚糖〇. 8g、小分子壳聚糖〇. 2g、大分子胶原蛋白0. 8g、小分子胶原 蛋白〇· 2g，溶于100ml的〇· 5%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20°C保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量50ml/ 2〇*20cm2,操作时间小于5min ;再放入低温冰箱中，_4(TC冷冻60min，快速 转入冷冻干燥机中，真空干燥llh，即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度60-110 y m，上层海绵状功能层厚度约 550-6〇0 μ m，质地柔软，有弹性，吸水速度快。敷料整体透气性、吸水性和舒适性良好，抗菌 性能强。
[0020] 实施例4 将20*20cm2的l〇〇g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋3〇ml R0纯水，置于超低温冰箱，-2〇°C预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓 度3. Owt%，称取大分子壳聚糖〇. 7g、zj、分子壳聚糖〇. 2g、大分子胶原蛋白1. 3g、小分子胶原 蛋白〇. 2g，溶于80ml 0. 5wt%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 2〇°C保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量40ml/20*20cm 2，操作时间小于5min ;再放入低温冰箱中，-40°C冷冻60min，快速 转入冷冻干燥机中，真空干燥l〇h，即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度约50-100 μ m，上层海绵状功能层厚度约 450-500 μ m，质地较为柔软，吸水速度快，但吸少量水后海绵层骨架易变形。敷料整体透气 性、吸水性和舒适性较好，抗菌性能强。
[0021] 实施例5 将20*20cm2的l〇〇g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋30ml R0纯水，置于超低温冰箱，-30°C预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓 度3. Owt%，称取大分子壳聚糖1. 3g、小分子壳聚糖0. 2g、大分子胶原蛋白0· 7g、小分子胶原 蛋白0. 2g，溶于80ml 0. 6wt%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20°C保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量30ml/20*20cm 2,操作时间小于5min ;再放入低温冰箱中，_40°C冷冻60min，快速 转入冷冻干燥机中，真空干燥10h，即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，见附图，嵌合层厚度60-100 μ m，上层海绵状功能层 厚度约250-300 μ m，质地较为柔软，有弹性，吸水速度快，吸少量水后海绵层骨架未变形，敷 料整体透气性、吸水性和舒适性良好，抗菌性能强。
[0022] 实施例6 将20*20cm2的100g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋40tnl R0纯水，置于超低温冰箱，-40°C预冷冻30min;配制海绵层物料溶液，总浓 度2_ 5wt%，称取大分子壳聚糖1. 3g、小分子壳聚糖0. 2g、大分子胶原蛋白〇. 8g、小分子胶原 蛋白〇· 2g，溶于100ml 〇· 6wt%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20°C保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量40ml/20*20cm 2,操作时间小于5min ;再放入低温冰箱中，-40°C冷冻60min，快速 转入冷冻千燥机中，真空干燥l〇-12h，即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度60-100 μ m，上层海绵状功能层厚度约 400-450 μ m，质地柔软，有弹性，吸水速度快；敷料整体透气性、吸水性和舒适性良好，抗菌 性能强。
[0023] 实施例7 将2〇*2〇cm2的100g/ m2的壳聚糖纤维针刺无纺布平铺于不锈钢冷冻盘中，在无纺布 表面喷淋40ml R0纯水，置于超低温冰箱，-3<rC预冷冻30min ;配制海绵层物料溶液，总浓 度2_ 5wt%，称取大分子壳聚糖〇· 8g、zj、分子壳聚糖〇. 2g、大分子胶原蛋白〇· 8g、小分子胶原 蛋白〇. 2g，溶于80ml 0. 5wt%的醋酸水溶液，在室温下匀浆机搅拌至均匀状态，超声脱气， 20?保存；取出经预冻的壳聚糖无纺布冷冻盘，迅速将海绵层原料溶液均匀喷涂于无纺布 上，喷淋量20ml/20*20cm 2,操作时间小于5min ;再放入低温冰箱中，_50°C冷冻60min，快速 转入冷冻干燥机中，真空干燥llh，即制得无胶水复合海绵敷料； 所制备的敷料产品双层结合牢固，嵌合层厚度60-100 μ m ;上层海绵状功能层厚度约 100-150 μ m，质地较为柔软，有弹性，吸水速度快；敷料整体透气性、吸水性和舒适性良好。
[0024] 应用实施例1 将实施例6所制备的双层敷料用于猪背部深二度烧伤实验，对照样品是磺胺嘧啶银/ 纱布以及壳聚糖纤维无纺布敷料。实验结果表明，对于深二度烧伤，使用本发明所制备的双 层敷料的实验组的伤口愈合率均高于磺胺嘧啶银/纱布对照组以及壳聚糖纤维无纺布敷 料对照组，双层敷料组的愈合率达到92. 5%，而对照组均低于85. 0% ;换药时，双层敷料与伤 口不粘连，而壳聚糖纤维无纺布敷料几乎每次换药均发生粘连。这表明，本发明的双层敷料 有利于深二度烧伤伤口的愈合，适合于创伤敷料用途。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1. 一种双层复合生物敷料，其特征在于：所述的敷料由壳聚糖纤维无纺布和海绵层物 料溶液在不加入粘胶剂的条件下低温冻千嵌合而成，下层为壳聚糖纤维无纺布层，上层为 海绵状功能层；所述的海绵层物料溶液中含有大分子壳聚糖、小分子壳聚糖、大分子胶原蛋 白、小分子胶原蛋白。
2. 根据权利要求1所述的双层复合生物敷料的制备工艺，其特征在于：所述的海绵层 物料溶液中，大分子壳聚糖、小分子壳聚糖、大分子胶原蛋白、小分子胶原蛋白的质量配比 为：0· 7-1. 3 :0· 1-0. 3 :0· 7-1. 3 :0· 1-0. 3,总浓度为 2. 0-3. 5wt%。
3. 根据权利要求2所述的双层复合生物敷料的制备工艺，其特征在于：所述的大分子 壳聚糖分子量大于5万Da，小分子壳聚糖平均分子量2000Da，大分子胶原蛋白分子量大于 8万Da，小分子胶原蛋白平均分子量lOOODa。
4. 根据权利要求1所述的双层复合生物敷料，其特征在于：上层和下层之间的嵌合厚 度为 3(Γ?20μιη。
5. -种制备如权利要求1所述的双层复合生物敷料的工艺，其特征在于：包括以下步 骤： (1) 在壳聚糖纤维无纺布表面喷淋纯水后，在-2(T-40°C冻结； (2) 配制海绵层物料溶液，充分搅拌均匀后，超声脱气； (3) 取出预冻结的壳聚糖纤维无纺布，迅速将海绵层物料溶液均匀喷涂于无纺布上； (4) 将喷涂有海绵层物料溶液的壳聚糖纤维无纺布在-4(Γ-50?冷冻后，真空干燥制得 双层复合生物敷料。
6. 根据权利要求5所述的双层复合生物敷料的制备工艺，其特征在于：步骤（3)中海绵 层物料溶液的喷淋量为20-60ml/20*20cm 2。
【文档编号】A61L15/42GK104189945SQ201410508777
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】郭养浩, 郑允权, 石贤爱 申请人:福州大学