一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料的制作方法

本发明涉及医疗器械中功能敷料，尤其是一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料。

背景技术：

随着经济的发展和人民生活方式的改变以及人口老龄化，糖尿病患者(主要是Ⅱ型糖尿病)的数量迅速增加，呈现流行势态。来自世界卫生组织的报道，2013年全球已有3.82亿成年人患有糖尿病，糖尿病己成为全世界许多国家的常见病和多发病，其死亡率已居心血管病、肿瘤之后的第三位。

与发达国家相比，我国糖尿病患病率还比较低，但是，我国糖尿病患病率增长速度却是全球最快的国家，加上我们的人口基数大，因此，糖尿病患病群体数量十分惊人！根据2013年中华医学会糖尿病学分会公布的糖尿病流行病学调查结果，我国已经有高达1.14亿的糖尿病患者，30岁以上人群糖尿病患病率达11.6％，我国已被称为世界第一糖尿病大国。世界卫生组织指出，如再不改善生活习惯，至2040年，中国的糖尿病患者人数将增至1.5亿。而且，糖尿病在中国呈现低龄化趋势。

就目前的医疗水平，糖尿病是无法根治的，如无适当控制，会导致一系列并发症。糖尿病的并发症则严重危害人们的身体健康及生命，对中国人的生活产生重大影响，导致患者的生活质量下降，幸福指数下降，并造成巨大的经济与社会负担。

糖尿病足又称糖尿病性肢端坏疽，是糖尿病血管病变和周围神经病变的严重并发症，以肢体末端发凉、麻木、疼痛，并发感染、溃疡,甚至坏疽为主要临床表现。目前，在临床产生的截肢中，50％左右是因为糖尿病足引起的坏疽而产生，糖尿病足已经是糖尿病患者面临的一个严峻问题。数据显示，大约25％的糖尿病患者在生命的某个时期会发生足的溃疡，患病率逐年上升。在西方许多国家，每20个患者中就有一个有溃疡病史，大约1％的糖尿病患者会被截肢。国家卫生部疾病控制司资料显示，糖尿病足是目前我国糖尿病患者致残、致死的重要原因之一，严重威胁着患者的生活质量和寿龄。

从糖尿病足病理生理学来看，产生糖尿病足的主要原因是糖尿病血管病变与神经病变，另外感染与免疫下降也进一步引发和加剧糖尿病足的发生。

因此，研究开发应用于糖尿病足治疗的现代敷料，成为人们关注的热点。但是，从目前授权与公开的发明专利来看，多数还是功能单一的敷料，例如，专利CN 102949709B，公开了一种治疗糖尿病足的外用凝胶制剂及其制备方法，具体包含组人表皮生长因子(rhEGF)、壳聚糖抑菌材料和携氧材料全氟萘烷或全氟三丁胺，同时还涉及稳定剂、保湿剂、促渗剂、表面活性剂及pH调节剂等。该专利的不足是单纯用rhEGF，没有考虑到神经修复，另外，抗菌方面单纯用壳聚糖，对革兰氏阴性菌、绿脓杆菌、一些有害真菌的效果不够。糖尿病患者由于肌体免疫力低下，白细胞的游走性和吞噬能力降低，使其易于发生感染且难以控制，且多为革兰氏阴性菌感染，感染后使血液中促凝物质增加，局部氧耗增加，使局部缺血加重而发生坏疽。

专利CN103083226B公开了一种含有成纤维细胞生长因子改构体的凝胶剂的制备方法及在糖尿病足引起的慢性皮肤溃疡治疗中的应用，该发明所述凝胶剂由重组人成纤维细胞生长因子-1改构体(FGF-1135)蛋白、低分子量肝素钠、甘油、蛋白保护剂、凝胶基质及注射用水等构成。

专利CN103041438B公开了一种治疗糖尿病足溃疡的湿性抗菌水凝胶敷料，是通过将银离子化合物溶于海藻酸钠水溶液中，加入还原剂得到纳米银海藻酸钠溶液，使纳米银海藻酸钠溶液进入细菌纤维素膜中，经冷冻干燥得到细菌纤维素/纳米银海藻酸钠复合膜，再将复合膜浸在氯化钙水溶液中，得到一种可治疗糖尿病足溃疡的湿性抗菌水凝胶敷料，该敷料为细菌纤维素水凝胶与含有纳米银的海藻酸钙水凝胶组成的复合水凝胶膜。

专利CN101721681A公开了人角质细胞生长因子的一种新用途，应用于糖尿病足部及腿部溃疡及腿部溃疡的治疗，利用人角质细胞生长因子的特异性促进上皮细胞增殖的生物活性，对上皮损伤进行修复，达到对糖尿病足部及腿部溃疡的治疗。

专利CN102210853 A公开了一种含有表皮细胞生长因子(EGF)及透皮短肽融合蛋白的用于防治糖尿病足坏疽的脂质体的制备方法，它是采用有机溶剂逆向蒸发法将表皮生长因子(EGF)及透皮短肽融合蛋白包合起来，另外，选择较低的EGF及透皮短肽融合蛋白的含量配方。

专利CN104474535 A公开了一种治疗糖尿病足的水溶性凝胶，包括活性胶原(Ⅰ)稀释液、滋润剂、杀菌剂及辅料等，利用水溶性凝胶赋予天然大分子活性胶原(Ⅰ型)具有的生物信息，诱导机体组织微血管的再生修复，以达到机体恢复的目的。

专利CN105749332A公开了一种用于糖尿病溃疡的活性凝胶海绵的制备方法，包括活性层凝胶和保护层凝胶，设计了活性层凝胶的制备、保护层凝胶的制备，再将活性层凝胶和保护层凝胶复合并进行低温冷冻干燥，形成凝胶海绵，密封包装后灭菌制备完成。

其他公开的专利都是一些含中药的治疗糖尿病足敷料专利。

从目前已经在临床上得到应用的产品来看，大多数敷料是国外产品，如包括丹麦康乐保公司的康惠尔敷料系列、英国施乐辉公司的敷料、强生公司的敷料、瑞典墨尼克医疗用品有限公司的美皮康系列敷料等。

同时，可以看到，由于糖尿病足发病机制的复杂性，目前国内外还没有专门用于治疗糖尿病足的生物功能敷料，用于临床的少量敷料只有一定的促进创面愈合作用，不但价格高，且没有针对性，效果也不够显著，在适应证、功能与疗效以及性价比等方面还远远无法满足我国庞大市场与病患的需要。

从目前已有的专利及产品来说，普遍存在如下不足：

(1)没有综合考虑到糖尿病足是血管病变、神经病变与免疫机能受损及感染的复合结果，具有其复杂性，而现有的发明或产品只是单一考虑某1至2种功能，如只是简单引入生长因子，或加上抗菌，或加上吸液等，因此，综合效果不佳；

(2)所有发明都没有考虑到神经受损的情况，因此敷料也没有采取相应的功能；

(3)一些敷料采用了壳聚糖作为抗菌材料，实际上，单纯的壳聚糖对革兰仕阴性菌、铜绿假单胞菌和耐药铜绿假单胞菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、炭疽菌等的效果都不够显著，无法真正起到抗感染作用；

(4)目前的国产的高端功能敷料极少，无法满足市场的庞大需求；

(5)国外公司在中国临床上使用的敷料的价格普遍偏高。

根据以上所列举的功能敷料的不足，本发明开发了一种新的功能敷料。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料。本发明提供了一种能够综合糖尿病足发病机理而设计制作的生物活性多功能敷料。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

由于糖尿病慢性代谢紊乱，造成患者血液流变学异常、血小板粘附性及集聚性增强、血液凝固性增高等，导致循环及神经系统功能障碍，加之局部受压、创伤、感染，是引发糖尿病患者出现糖尿病足(肢端坏疽)并发症的主要原因。

因此，本项目针对糖尿病足的发病机制，从血管病变、神经病变与感染三方面，来设计构建专门用于糖尿病足治疗的新型生物活性功能敷料，首先，针对神经与血管病变，引入神经生长因子、抗栓酶等活性成分，进行刺激血管内皮细胞释放组织型纤溶酶原等，达到溶解血栓、抗凝、改善微循环和神经再生目的；其二，已经证实，糖尿病使患者出现细胞外基质、细胞因子和相应受体等的相对或者绝对的缺乏，使皮肤组织愈合速度减慢，这也是糖尿病足难治愈的原因之一，因此，提高糖尿病足创口处的含氧量，抑制创口处细菌生长及增加创口处生长因子含量促进伤口愈合对于治疗糖尿病足有着重要意义。在此，我们通过引入EGF、BFGF等细胞生长因子，以及小分子多肽，来刺激创面细胞分化与再生，促进创面愈合；其三，由于糖尿病患者不但出现糖代谢异常，而且白细胞功能与细胞免疫功能受损，极易感染，由于血管病变和神经病变的存在，微小的创伤即可引起微生物的侵袭与感染，并且感染易于扩散，不但出现浅表感染，而且也容易出现广泛深层的感染，是糖尿病足的主要威胁，由于感染是局部的，而服用抗生素不但产生抗药性，且对患者身体损害，我们思考采用不易产生耐药性，且对革兰氏阳性菌、阴性菌及有害真菌都有广谱抗菌效能的季鏻阳离子与季铵阳离子复合物，产生协同作用，达到高效的抗菌、抗感染效果；其四，由于大部分糖尿病足是干性与湿性并存，会出现感染化脓，必须及时给以排脓清创，因此，在敷料的设计中，我们利用生物相容性好的水溶性高分子材料，通过最佳化的配比，构建高效的吸液排脓成分；其五，由于糖尿病患者皮肤的敏感与脆弱性，不合适的压力会增加创面愈合时间，如因为鞋张力产生局部压力，也会造成血管的闭塞，进一步加剧溃疡等，因此，我们根据糖尿病足的生物力学要求，设计采用可调控压力的橡胶弹性体压力层，既可使敷料能够贴合创面，发挥最大效能，又能够避免对伤口产生不合适的压力，影响愈合；最后，在综合敷料各种功能的作用机制和构效关系的情况下，获得制备具有自主知识产权的应用于我国糖尿病足患者的生物功能敷料的关键技术与方法，以达到提升我国医疗器械产业的发展水平，减轻糖尿病足患者的痛苦，造福我国人民的目的。

本发明具体操作方式为：

一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料，该敷料由生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层、生物压力功能层四部分组成。生物活性功能层为最下层，从下往上的第二层为抗菌功能层，第三层为吸液功能层，第四层(最上层)为生物压力功能层。

其中，生物活性功能层由活性支架、神经生长因子、EGF(表皮细胞生长因子)、bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)、抗栓酶等材料构成。该活性支架由Ⅰ型胶原蛋白，经过静电纺丝产生，上面再复合自组装活性肽。然后，神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质负载在活性支架上。神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质由脂质体包覆，脂质体控制活性物质的缓释作用。该层的目的是通过活性生物成分的作用，刺激、促进糖尿病足创面细胞的活化与再生，刺激创面毛细血管网、神经的修复。

所述的自组装活性肽为L₆D₂与ALPs两种肽的复合物；该活性肽为L₆D₂，即为具有亲水性的天冬氨酸(D)头部，以及疏水性的亮氨酸(L)尾部的小分子肽，以及两亲性脂肽ALP_S，通过分子自组装复合而成。

抗菌功能层由壳聚糖纤维膜与季鏻盐、改性壳聚糖季铵盐组成，纤维膜上负载季鏻盐和改性壳聚糖季铵盐。该层的目的是通过壳聚糖与季膦盐、季铵盐的协同作用，产生超加和效应，对创口的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、病毒等有害微生物的杀灭作用，避免创口的感染、炎症、化脓等。此外，带孔的壳聚糖纤维膜也为创口液体的流出提供通道。

吸液功能层由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物、羧甲基纤维素钠、丙三醇经过复合而成，该功能层中甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物含量为20～40％、羧甲基纤维素钠含量为40～60％、丙三醇含量为10～20％。厚度为500～1000微米。通过最佳组合，对创面产生的液体有最好的吸收作用。

生物压力功能层由乳胶膜构成，膜厚度在100～500微米，上面带有直径为20～50微米的微孔。该膜是由天然橡胶乳胶，经过脱除蛋白质，再经过预硫化、致孔剂处理后，经过成膜、硫化步骤制备而得。该层的目的是通过天然乳胶的高弹性，在周边粘合固定的情况下，能够使敷料芯紧密贴合创面的同时，给创口一个合适的压力，促进生物层活性成分的更好发挥与其它各层作用功能效果的体现，同时，乳胶膜上的孔能够让氧气、水蒸气等方便地通透，进一步提高敷料的治疗效果。

最后，将制作的四个功能层有机地复合在一起，产生本发明的功能敷料，其中，制作的生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层的长宽都一致，而处于最上层的生物压力功能层比这三层宽出20～30毫米，生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层等三层放置在生物压力功能层中心部位，即生物压力功能层边缘留有10～15毫米的空白，用于涂覆医用级压敏粘合胶，通过粘合胶，将该敷料固定在创面皮肤上。

作为优选的方案，由脂质体包覆的RGF、bFGF、神经生长因子、抗栓酶和自组装活性肽活性成分由暨南大学基因工程药物国家工程中心和粤港澳中枢神经再生研究院生产，或由广东南海朗肽制药有限公司生产。

作为优选的方案，活性支架的厚度为80～300微米，孔径为20～60微米。

作为优选的方案，壳聚糖纤维膜是由直径为10～20微米的壳聚糖纤维纺织而成，该纤维膜厚度为200～300微米，孔径为30～60微米。

作为优选的方案，纤维膜上负载的季膦盐为采用暨南大学发明专利(CN102020675B)制备的乙烯基三苯基溴化磷。

作为优选的方案，乳胶膜是采用中国热带农业科学院产品加工研究所生产的酶法脱蛋白质天然乳胶制备而成。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)本发明敷料结构简单，制作费用低，成本低，同时操作方便，极大地便利于医生与医护人员对糖尿病足伤口的治疗与处理；

(2)本发明根据糖尿病足发病的病理生理学，综合考虑了血管受损、神经受损及感染等情况，免疫下降与感染等因素，进行了多功能的复合，产生的功能敷料具有神经与血管病变修复、高效抗感染及创面吸液排脓，以及敷料对伤口的生物力学效果等，具有多功能，治疗效果好，可广泛应用于临床的糖尿病足治疗与护理。

(3)本发明设计的生物活性功能层的活性成分具有缓释作用，能够通过活性生物成分的作用，有效刺激、促进糖尿病足创面细胞的活化与再生，促进创面毛细血管网、神经的修复；

(4)本发明设计的抗菌功能层通过壳聚糖与季膦盐、季铵盐的协同作用，具有广谱抗菌功能，对创口的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、病毒等有害微生物的都具有高效、持久的杀灭作用，避免创口的感染、炎症、化脓等。

(5)本发明设计的吸液功能层由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物、羧甲基纤维素钠、丙三醇经过复合而成，能够高效吸收脓液形成凝胶，起到清理创面的最好作用。

(6)本发明设计的生物压力功能层由脱蛋白质乳胶膜构成，通过天然乳胶的高弹性，在周边粘合固定的情况下，能够使敷料芯紧密贴合创面的同时，给创口一个合适的压力，促进生物活性功能层活性成分的更好发挥与其它各层作用功能效果的体现，同时，乳胶膜上的孔能够让氧气、水蒸气等方便地通透，进一步提高敷料的治疗效果。

附图说明

图1是本发明的用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料的正视图；其中，(1)-生物活性功能层，(2)-抗菌功能层，(3)-吸液功能层，(4)-生物压力功能层。

图2是本发明的用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料的俯视图，即(4)-生物压力功能层及上面的微孔结构。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料，如图1和图2所示，由生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层、生物压力功能层四部分组成。生物活性功能层为最下层，从下往上的第二层为抗菌功能层，第三层为吸液功能层，第四层(最上层)为生物压力功能层。生物活性功能层由活性支架、神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等材料构成。神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质负载在活性支架上。该活性支架由Ⅰ型胶原蛋白，经过静电纺丝产生，上面再复合自组装活性肽。所述的自组装活性肽为L₆D₂与ALPs两种肽的复合物。神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质由脂质体包覆，脂质体控制活性物质的缓释作用。活性支架的厚度为80微米，孔径为20微米。

抗菌功能层由壳聚糖纤维膜与季鏻盐、改性壳聚糖季铵盐组成，壳聚糖纤维膜是由直径为10微米的壳聚糖纤维经过纺织而成，该纤维膜厚度为200微米，孔径为30微米，纤维膜上负载季鏻盐和改性壳聚糖季铵盐。

吸液功能层由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物、羧甲基纤维素钠、丙三醇经过复合而成，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物含量为20％、羧甲基纤维素钠含量为60％、丙三醇含量为20％。厚度为500微米。

生物压力功能层由乳胶膜构成，膜厚度在100微米，上面带有直径为20微米的微孔。

生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层的长宽都一致，而处于最上层的生物压力功能层比这三层宽出20毫米，生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层等三层放置在生物压力功能层中心部位，即生物压力功能层边缘留有10毫米的空白，用于涂覆医用级压敏粘合胶。

实施例2

一种用于治疗糖尿病足的生物活性功能敷料，如图1和图2所示，由生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层、生物压力功能层四部分组成。生物活性功能层为最下层，从下往上的第二层为抗菌功能层，第三层为吸液功能层，第四层(最上层)为生物压力功能层。生物活性功能层由活性支架、神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等材料构成。神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质负载在活性支架上。该活性支架由Ⅰ型胶原蛋白，经过静电纺丝产生，上面再复合自组装活性肽。所述的自组装活性肽为L₆D₂与ALPs两种肽的复合物。神经生长因子、EGF、bFGF、抗栓酶等活性物质由脂质体包覆，脂质体控制活性物质的缓释作用。活性支架的厚度为300微米，孔径为60微米。

抗菌功能层由壳聚糖纤维膜与季鏻盐、改性壳聚糖季铵盐组成，壳聚糖纤维膜是由直径为20微米的壳聚糖纤维经过纺织而成，该纤维膜厚度为300微米，孔径为60微米，纤维膜上负载季鏻盐和改性壳聚糖季铵盐。

吸液功能层由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物、羧甲基纤维素钠、丙三醇经过复合而成，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物含量为40％、羧甲基纤维素钠含量为50％、丙三醇含量为10％。厚度为1000微米。

生物压力功能层由乳胶膜构成，膜厚度在500微米，上面带有直径为50微米的微孔。

生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层的长宽都一致，而处于最上层的生物压力功能层比这四层宽出30毫米，生物活性功能层、抗菌功能层、吸液功能层等四层放置在生物压力功能层中心部位，即生物压力功能层边缘留有15毫米的空白，用于涂覆医用级压敏粘合胶。

取SD大鼠160只，其中40只为正常对照，另120只腹腔注射链脲佐菌素制作糖尿病模型。120只大鼠随机均分为模型组、实验组，阳性对照组，连同正常对照组在大鼠背部制作全层皮肤缺损创面，正常对照组和模型组创面外敷灭菌凡士林，实验组外敷本敷料，阳性对照组外敷市场购买的其它产品，然后经过1～4周，观察各组创面愈合面积及毛细血管新生情况。结果表明，与正常对照组、阳性对照组相比，本敷料促进糖尿病缺损创面愈合的速度明显高并且创面愈合质量也显著提高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。