一种促进伤口愈合凝胶剂的制备方法与流程

文档序号:11873814阅读:389来源:国知局
本发明涉及凝胶剂的制备领域,具体地,涉及一种促进伤口愈合凝胶剂的制备方法。
背景技术
:皮肤是人体面积最大的器官,是机体与外界的机械屏障,各种溃疡、创伤或烧伤后皮肤缺损是临床常见的病症之一,这些症状可能会引起机体的一系列问题,例如细菌感染、水分和蛋白质过度流失等。因此,如何有效地促进伤口愈合引起了人们的关注。研究表明,伤口愈合是一个复杂的病理生理过程,大致包括炎症期、增殖期和重塑期。在伤口愈合过程中,特别是损伤严重时,组织持续缺氧、坏死、感染等因素都会使得伤口的愈合过程延长,愈合困难。传统用于伤口愈合的敷料多为海绵制品,仅能起到覆盖创面的作用,容易导致伤口干燥,且易与伤口粘连,造成二次损伤,不利于伤口的愈合。另外,传统的敷料的敷料生物相容性和降解型都极差。研究表明,伤口在湿润环境中愈合的更快。然而湿润环境会更容易滋生细菌,对敷料的要求提出了更高的要求。凝胶剂是以水为分散介质的凝胶,具有网状交联结构,且能保持一定的形状,一般可吸收较大的水量。作为一种湿性敷料,能够吸收大量伤口渗出液,保持创面湿润,大大减少了更换敷料的频率,减少了对伤口的二次伤害。然而现有的凝胶剂敷料,例如壳聚糖类凝胶剂,存在成本较高、工艺复杂等缺陷。另外,现有的敷料包括传统敷料或者凝胶剂等均不具有理想的杀菌抑菌作用。因此,用于伤口处理的敷料仍然有较大的开发空间。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种促进伤口愈合凝胶剂的制备方法,该方法制备的凝胶剂能够有效促进伤口愈合,并且具有良好的抗菌性。本发明的发明人发现,将瓜尔胶经氧化改性后,然后与聚氧乙烯双胺在超声作用下能够形成枝接高分子凝胶剂,该凝胶剂安全无刺激,具有良好的生物相容性,用于伤口处理,良好的吸水性使得其能够充分地吸收伤口的渗出液,吸水后溶胀能够维持创面生理性湿润;并且,该凝胶剂还具有良好的抑菌性,从而免受细菌感染。为了实现上述目的,本发明提供一种促进伤口愈合凝胶剂的制备方法,其中,该制备方法包括以下步骤:1)将瓜尔胶分散于去离子水中,然后加入高碘酸钠30~45℃搅拌反应4~8h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中透析得到改性瓜尔胶;2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到氯化钙水溶液中,超声处理10~30min,静置得到促进伤口愈合凝胶剂。在本发明中,发明人发现改性瓜尔胶的氧化度会直接影响凝胶剂的性能,为了提高凝胶剂的性能,优选地,在步骤1)中,所述瓜尔胶与高碘酸钠的重量比为1:0.1~0.5;上述条件下所述改性瓜尔胶的氧化度为5~20%。当改性瓜尔胶的氧化度过高时,产品由于结构破碎,结构稳定性差,甚至不能保持凝胶的形状,而当氧化度太低时,会影响后续与聚氧乙烯双胺的枝接。在本发明中氧化度的测定可以参考本领域常规的方法,将一定量碘化钠溶于pH=7的磷酸盐缓冲溶液中配成质量分数20%的混合液。将α2淀粉糊精溶于缓冲溶剂中制备质量分数为10%的溶液作为指示剂。将上述2种溶液等体积混合,并迅速与改性瓜尔胶反应。溶液中未消耗的高碘酸钠与碘化钠发生氧化-还原反应,释放出的碘与淀粉指示剂发生显色反应而呈红棕色。记录高碘酸钠消耗量。氧化度(%)=808N/7m×100%,其中,N为高碘酸钠消耗量(mol),m为瓜尔胶样品质量(g),808为瓜尔胶重复单元分子量(g/mol),本发明使用的瓜尔胶重复单元中半乳糖与甘露糖比约为1:1.5。进一步优选情况下,在步骤1)中,所述瓜尔胶与高碘酸钠的重量比为1:0.15~0.3;所述改性瓜尔胶的氧化度为8~15%。在本发明中,改性瓜尔胶与少量聚氧乙烯双胺反应即可,一方面可以节约成本,另一方面,聚氧乙烯双胺的过量加入会产生凝胶剂安全性的问题。优选情况下,在步骤2)中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.2~0.5。特别是当重量比为1:0.2~0.3时,反应后未发现残余聚氧乙烯双胺。在本发明中,所述聚氧乙烯双胺可以商购得到也可以根据现有技术进行制备,优选地,所述聚氧乙烯双胺的平均分子量为3000~5000,进一步优选为3500~4000。在本发明中,优选情况下,在步骤2)中,所述超声处理的超声频率为40~100KHz,超声功率为100~200W。在本发明的步骤2)中,氯化钙水溶液的质量分数为2~3%,优选地,在步骤2),所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺加入溶液后,总质量分数为5~15%,进一步优选为5~10%。最后得到质量分数为5~10%的凝胶剂。以氯化钙重量计,所述氯化钙水溶液与改性瓜尔胶的重量比为0.5~2:1。由上述方法制备的凝胶剂,能够有效促进伤口的愈合,同时该凝胶剂安全无刺激,具有良好的生物相容性,用于伤口处理,良好的吸水性使得其能够充分地吸收伤口的渗出液,吸水后溶胀能够维持创面生理性湿润;并且,该凝胶剂还具有良好的抑菌性,从而免受细菌感染,而无需额外加入抑菌成分。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不是对本发明的保护范围的进一步限定。实施例11)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.35g高碘酸钠30℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1725cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为10%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.3,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A1。实施例21)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.6g高碘酸钠45℃搅拌反应6h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为12%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为3%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.2,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为3500)加入溶液后,溶液总质量分数为10%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为60KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A2。实施例31)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.58g高碘酸钠35℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1725cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为15%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.3,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为3500)加入溶液后,溶液总质量分数为10%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A3。实施例41)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.1g高碘酸钠30℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为2%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.2,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为5000)加入溶液后,溶液总质量分数为6%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A4。实施例51)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.8g高碘酸钠35℃搅拌反应6h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2821cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为18%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.5,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为3000)加入溶液后,溶液总质量分数为14%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为80KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A5。实施例61)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入1g高碘酸钠30℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2820.cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为26%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.3,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A6。凝胶剂A6强度较低,流动性较大,且颜色浅黄,透明度低。实施例71)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.4g高碘酸钠30℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为10%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:1,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A7。实施例81)将瓜尔胶2g分散于100ml去离子水中,然后加入0.4g高碘酸钠30℃搅拌反应5h,反应液转入截留分子量为4500的透析袋中去离子透析得到改性瓜尔胶;红外显示在1724cm-1、2730cm-1、2820cm-1出现新吸收峰,测得改性瓜尔胶的氧化度为10%。2)将步骤1)得到的改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,所述改性瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.1,所述改性瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到促进伤口愈合凝胶剂A8。对比例1将瓜尔胶2g与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.18,瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,超声处理10~30min,所述超声处理的超声频率为50KHz,静置得到粘稠混合物D1。对比例2将瓜尔胶2g与聚氧乙烯双胺加入到质量分数为2%氯化钙水溶液中,瓜尔胶与聚氧乙烯双胺的重量比为1:0.18,瓜尔胶和聚氧乙烯双胺(聚氧乙烯双胺的平均分子量为4000)加入溶液后,溶液总质量分数为8%,机械搅拌混合2小时,静置得到粘稠混合物D2。测试例1根据国家食品药品监督管理局《化学药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则》(二00五年三月)对A1-A8、以及D1、D2的刺激性和过敏性进行了测试。1)皮肤刺激性试验健康新西兰兔40只,分成10组,兔龄6-8个月,平均体重2.5±0.2Kg,去除动物脊柱两侧被毛,面积约100cm2,连续观察24h小时,观察是否皮肤有无红肿、损伤等现象。破损皮肤试验:确定上述脱毛区域皮肤无异常情况后,每组新西兰兔随机选两只,用温水洗净,碘伏消毒,用无菌针头划“#”字至渗血破损白兔皮肤。分别取约0.5ml实施例1-8中的A1-A8以及D1、D2对应涂覆破损皮肤。处理24h后用温水去擦除受试物,观察现象并记录,然后重复涂抹相同药剂或辅料,连续试验和观察7天。末次涂药后1h、4h、48h和72h,每天观察并记录动物的变化及机体表现,如呼吸、中枢神经系统、四肢活动及其他中毒表现以及体重、皮肤、毛发、眼睛和黏膜的变化等。测试结果如表1所示。测试结果标准为:红斑:无红斑0;轻度红斑(勉强可见)1;中度红斑(明显可见)2;重度红斑3;紫红色红斑到轻度焦痂形成4;水肿:无水肿0;轻度水肿(勉强可见)1;中度水肿(明显隆起)2;重度水肿(皮肤隆起1mm,轮廓清楚)3;严重水肿(皮肤隆起1mm以上并有扩大)4。表1红斑水肿评价A100无刺激性A200无刺激性A300无刺激性A40.50.5轻度刺激性A50.50轻度刺激性A610.5中度刺激性A71.52中度刺激性A80.250.25轻度刺激性D123强刺激性D233强刺激性2)皮肤过敏性试验选健康豚鼠100只,雌雄各半,体重240-280g。实验前用推剪除去背部两侧被毛,面积约10cm2,24h后观察确定无损伤。将处理后的豚鼠随机平均分为十组。试验过程:将实施例1-8中的A1-A8、D1、D2剂分别取1ml均匀对应涂擦在第1至10组的处理的皮肤表面上,约2×2cm2。每日连续涂擦,连续7天,并观察皮肤过敏情况。试验结果:第1-3组10只豚鼠皮肤均未出现异常,第4、5、8组均出现了轻度水肿和轻度红斑,为轻度致敏;第6、7组均出现了轻度水肿和中度红斑,为中度致敏;而第9组(D1)和第10组(D2)均出现了中度或重度红斑以及严重水肿,为强致敏。从上述皮肤刺激性和皮肤过敏性试验可以看出,本发明的凝胶剂具有良好的生物相容性,对伤口皮肤无刺激性和致敏性。测试例2本测试例用于测试本发明的凝胶剂A1-A8以及D1、D2的溶胀性能、保湿性能和透气性能。溶胀性能的测试方法:取A1-A8以及D1、D2(约2cm×2cm),准确称量重量m0,然后迅速将其浸泡于去离子水50ml中至不再吸水,用滤纸吸取表面水分,迅速称量重量m1,溶胀率=(m1-m0)/m0×100%。具体结果测试结果如表2所示。保湿性能的测定方法:取A1-A8以及D1、D2(约2cm×2cm),准确称量重量m2,,然后迅速将其浸泡于去离子水50ml中至不再吸水,用滤纸吸取表面水分,迅速称量重量m3,然后取出在500r/min的转速离心3min,准确称量m4,保湿率=(m4-m2)/(m3-m2)×100%。透气性能的测试方法:将500ml广口瓶精确加入400ml去离子水,然后用取A1-A8以及D1、D2将广口瓶瓶口密封,称重,室温(25℃)放置24小时,称重计算测试重量差(失水重量)。计算透气率,透气率为测试重量差/对照重量差×100%。其中对照重量差为相同规格广口瓶精确加入400ml去离子水,不密封情况下,室温放置24小时后,前后重量差(失水重量)。具体结果测试结果如表2所示。表2A1A2A3A4A5A6A7A8D1D2溶胀率(%)1162121411081114108996511321050797722保湿率(%)9.08.78.58.07.26.38.17.94.56.1透气率(%)18.619.517.716.915.510.218.214.19.29.1从表2可以看出,本发明的方法制备的凝胶剂具有良好的吸水溶胀性,并且具有良好的透气性和保湿性能,为伤口的愈合提供了良好的环境。测试例3本测试例用于说明本发明的凝胶剂的抑菌性。在本测试例中使用大肠埃希氏菌(ATCC25922)和金黄色葡萄球菌(ATCC29213)进行测试,培养基为的琼脂营养培养基。培养基的制备方法:取蛋白胨10g、牛肉膏3g、氯化钠5g溶于1000ml蒸馏水中,加入2ml质量分数为15%的氢氧化钠,使得pH在7.2~7.4之间,然后加入琼脂15~20g,加热煮沸,使琼脂溶化,然后分装在三角锥瓶中,121℃高压灭菌15分钟。具体测试方法:用平板打孔法测定A1-A8以及D1、D2的抑菌性能,具体地,将2ml稀释的悬浮液(108cfu/ml)加入到水浴条件中(50℃)200ml的液态培养基中,并混合均匀,将20ml上述混有菌悬浮液的培养基转移到培养皿中使其凝固(菌落数为106-107cfu/ml)。用打孔器在平板上打出3个孔,分布均匀,距边1.5cm,用灭菌牙签将琼脂块挑出,火焰封底。每个孔注入70μg待测样品,于37℃进行培养24小时。测得抑菌圈结果如表3所示。表3从表3可以看出,本发明的凝胶剂具有十分优秀的抑菌性,保障了伤口免受细菌感染。测试例4本测试例用于说明本发明的凝胶剂对于伤口愈合的影响。选取SD大鼠(120~150g,上海加科生物科技有限公司)100只,分成十组。具体试验方法为:在SD大鼠背部脊柱两侧旁1cm,各标记一个直径为1cm的圆形切口线,经碘伏消毒皮肤后,用剪刀延标记线剪除全层皮肤至深筋膜,形成两个圆形创伤面。左侧分别施用A1-A8以及D1、D2(各200μg),右侧仅纱布覆盖包扎。每组各十只,连续观察,并记录创伤面积。结果如表4所示。表4本发明还对A1-A8以及D1-D2的固有粘度进行了测试试验,测试温度为20℃。结果如表5所示。表5A1A2A3A4A5A6A7A8D1D2粘度cps105098096017001500940109098032003400从上表可以看出,本发明的凝胶剂静态粘度都在950cps以上,粘度较大,能够更加牢固的贴合伤口,减少了外界环境对伤口愈合的影响。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页1 2 3 
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