本發(fā)明涉及生物基的醫(yī)用敷料及其制備方法,屬于醫(yī)用器材領域。
背景技術:
竹纖維、海藻纖維在醫(yī)用敷料方面應用很廣泛。
竹纖維的優(yōu)點很多,它是天然的抗菌、抑菌材料,抗紫外線、防臭、良好的透氣性和吸水性使得它在其它紡織物品中應用廣泛,但是,純竹纖維很脆,不能用力擰揉,否則容易破損,而常用的竹棉混合紡織品容易粘毛,如若用于醫(yī)用敷料,容易粘在傷口,揭開敷料時容易造成二次傷害。
膠原蛋白具有獨特的理化性能,良好的生物相容性,使得海藻纖維和竹纖維能夠不相互干擾,且自身能夠生物降解。
海藻纖維的發(fā)展非常迅猛,良好的止血效果,吸濕、保濕、生物可降解性讓它贏得了眾多科研人員的青睞,但是其缺點也非常明顯,彈性和強度不夠。而竹纖維耐磨性強,有獨特的回彈性,較強的縱向橫向的強度,彌補了海藻纖維的缺點。因此,竹纖維和海藻纖維混合紡織物將是醫(yī)用敷料的一種很好的選擇。
因此,本領域的技術人員致力于開發(fā)一種能夠融合三種材料優(yōu)點的醫(yī)用敷料。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷,本發(fā)明所要解決的技術問題是融合海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白的優(yōu)點制得一種抗菌、防臭、透氣、吸濕、保濕、生物相容性好、可降解、止血效果好、彈性好的醫(yī)用敷料。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:
海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕1~3﹕4~8。
在本發(fā)明的較佳實施方式中,各部分原料的重量百分比為:
海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕2﹕6。
本發(fā)明還提供了一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料的制備方法,包括以下步驟:
往海藻酸鈣纖維中加入梭甲基殼聚糖纖維、布洛芬,以及膠體銀、銀離子或納米晶體銀得到混合物;
將膠原蛋白粉加入醋酸溶液中,在一定溫度下攪拌至完全溶解;
精選優(yōu)質青竹,通過高溫蒸煮和攪拌,制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌一段時間,使其混合均勻一致,然后過濾、漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在20~80℃的溫度條件下,通過0.1~0.6MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品;
將制成的纖維浸泡在25~75%的乙醇溶液中30~70min,常溫下震蕩6~10h后,取出,再用20~30℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
進一步,噴絲過程中,噴絲頭孔徑0.05,孔數(shù)500孔。
作為本發(fā)明的較佳實施方式,包括以下步驟:
往700~1000重量份的海藻酸鈣纖維加入50~100重量份的梭甲基殼聚糖纖維2~4重量份的布洛芬,以及3~4重量份的膠體銀、銀離子或納米晶體銀得到混合物;
將1200~2000重量份的膠原蛋白粉,加入10000~15000重量份的0.4mol/L的醋酸溶液,在10℃的溫度下攪拌至完全溶解;
精選3~4年生健壯挺拔的優(yōu)質青竹10~20重量份,通過高溫蒸煮和攪拌,直到制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌60~90min,使其混合均勻一致,然后過濾,漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在40~60℃的溫度條件下,通過0.3~0.4MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品;
將制成的纖維浸泡在40~60%的乙醇溶液中40~60min,常溫下震蕩8h后,取出,再用25℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
技術效果:本發(fā)明的醫(yī)用敷料具有部分可降解性,良好的止血、吸濕效果,并且天然抗菌、防臭。其工藝特點是,先制備必要的海藻酸鈣纖維混合物,膠原蛋白溶液,和竹纖維漿液,混合后通過攪拌、加熱等一系列的處理,采用固定的噴絲頭最終制成所需的混合醫(yī)用纖維敷料。
具體實施方式
實施例1:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕1﹕4,采用該重量百分比,醫(yī)用敷料的回彈性和強度偏弱,相容性稍差,稍微有點粘皮膚,結構較為松散,但是具有良好的止血效果,可以吸濕、保濕,較為柔軟。
實施例2:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕3﹕8,采用該重量百分比的醫(yī)用敷料,彈性好,強度高,具有良好的抗菌性、抑菌性、抗紫外線性、防臭性、透氣性和吸水性,但是材質偏硬偏脆,可以用于特殊醫(yī)療場合。
實施例3:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕2﹕6,該實施例制得的敷料綜合效果最好,各個組分帶來的優(yōu)點都得到充分體現(xiàn)。其穩(wěn)定性較好,性能平衡,能貯存6個月內產品未發(fā)生外觀、干燥失重變化并保持無菌狀態(tài)。本發(fā)明的皮膚粘黏性試驗表明產品能與創(chuàng)傷面接觸均勻,且不粘黏皮膚,傷者無不適感。由于敷料的細胞粘附性是醫(yī)用敷料設計需要考慮的一個十分重要的問題。由于材料不恰當而導致的敷料粘附肉芽組織,從而引起敷料揭除時帶來的二次損傷,包括對肉芽的粘連,對遷移的上皮細胞、增生的成纖維細胞的損害,甚至比不使用敷料更嚴重。本實施例的試驗組的表面細胞粘附值很低,顯著低于其他三組對照組,說明本發(fā)明敷料的親水性高、吸水能力強,從而不利于細胞的粘附,這樣的敷料不致引起組織粘連。
實施例4:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕3﹕4,。采用該重量百分比的醫(yī)用敷料,彈性好,強度高,具有良好的抗菌性、抑菌性、抗紫外線性、防臭性、透氣性和吸水性,但是材質偏硬偏脆,相容性稍差,稍微有點粘皮膚,結構較為松散,可以用于特殊醫(yī)療場合。
實施例5:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料,各部分原料的重量百分比為:海藻纖維﹕竹纖維﹕膠原蛋白=2﹕1﹕8,采用該重量百分比,醫(yī)用敷料的回彈性和強度偏弱,相容性較好,韌性及其他物理性能稍差。但是具有良好的止血效果,可以吸濕、保濕,較為柔軟。
實施例6:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料的制備方法,往700重量份的海藻酸鈣纖維加入100重量份的梭甲基殼聚糖纖維4重量份的布洛芬,以及4重量份的膠體銀得到混合物;
將2000重量份的膠原蛋白粉,加入15000重量份的0.4mol/L的醋酸溶液,在10℃的溫度下攪拌至完全溶解;
精選3~4年生健壯挺拔的優(yōu)質青竹10重量份,通過高溫蒸煮和攪拌,直到制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌90min,使其混合均勻一致,然后過濾,漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在40℃的溫度條件下,通過0.3MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品,噴絲頭孔徑0.05,孔數(shù)500孔;
將制成的纖維浸泡在40%的乙醇溶液中60min,常溫下震蕩8h后,取出,再用25℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
實施例7:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料的制備方法,往1000重量份的海藻酸鈣纖維加入50重量份的梭甲基殼聚糖纖維2重量份的布洛芬,以及3重量份的納米晶體銀得到混合物;
將1200重量份的膠原蛋白粉,加入10000重量份的0.4mol/L的醋酸溶液,在10℃的溫度下攪拌至完全溶解;
精選3~4年生健壯挺拔的優(yōu)質青竹20重量份,通過高溫蒸煮和攪拌,直到制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌60min,使其混合均勻一致,然后過濾,漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在60℃的溫度條件下,通過0.4MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品,噴絲頭孔徑0.05,孔數(shù)500孔;
將制成的纖維浸泡在60%的乙醇溶液中40min,常溫下震蕩8h后,取出,再用25℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
海藻酸鈣是一種有機物,粉末狀,白色至淺黃色不定,無臭無味,不溶于水,海藻酸鈉的分子鏈上含有大量的羥基和羧基,用氯化鈣溶液作為交聯(lián)劑,可形成交聯(lián)的海藻酸鈣聚合物,含水率高,具有好的良好的生物降解性和生物相容性,可用于食品加工、制藥。羧甲基殼聚糖在醫(yī)藥、化工、環(huán)保、保健品方面都有重要的意義,其具有穩(wěn)定的性質和抗菌抗感染、降脂和防治動脈硬化等藥理作用。布洛芬具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用。納米銀就是將粒徑做到納米級的金屬銀單質,納米銀粒徑大多在25納米左右,對大腸桿菌、淋球菌、沙眼衣原體等數(shù)十種致病微生物都有強烈的抑制和殺滅作用,而且不會產生耐藥性。用納米銀和棉纖維制成的纖維產品,具備很好的抗菌防臭的效果。
實施例8:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料的制備方法,往800重量份的海藻酸鈣纖維加入60重量份的梭甲基殼聚糖纖維3重量份的布洛芬,以及3.5重量份的銀離子得到混合物;
將1500重量份的膠原蛋白粉,加入12000重量份的0.4mol/L的醋酸溶液,在10℃的溫度下攪拌至完全溶解;
精選3~4年生健壯挺拔的優(yōu)質青竹15重量份,通過高溫蒸煮和攪拌,直到制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌70min,使其混合均勻一致,然后過濾,漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在20℃的溫度條件下,通過0.1MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品,噴絲頭孔徑0.05,孔數(shù)500孔;
將制成的纖維浸泡在25%的乙醇溶液中70min,常溫下震蕩6h后,取出,再用20℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
制得的敷料纖維直徑為56.34μm,纖度為563dtex,經密度為72.2根/cm,緯密度為17.4根/cm。更加致密,吸水性好,防粘連,各性能達到最佳。
實施例9:一種海藻纖維、竹纖維和膠原蛋白制得的醫(yī)用敷料的制備方法,往900重量份的海藻酸鈣纖維加入90重量份的梭甲基殼聚糖纖維3.5重量份的布洛芬,以及3.2重量份的納米晶體銀得到混合物;
將1700重量份的膠原蛋白粉,加入13000重量份的0.4mol/L的醋酸溶液,在10℃的溫度下攪拌至完全溶解;
精選3~4年生健壯挺拔的優(yōu)質青竹18重量份,通過高溫蒸煮和攪拌,直到制成竹漿;
將上述制備的溶液混合,攪拌80min,使其混合均勻一致,然后過濾,漂白;
通過飽和硫酸鈉溶液作凝固浴,在80℃的溫度條件下,通過0.6MPa氮氣的壓力,進行噴絲過程,獲取海藻纖維、膠原蛋白和竹纖維共混粗纖維制品,噴絲頭孔徑0.05,孔數(shù)500孔;
將制成的纖維浸泡在75%的乙醇溶液中30min,常溫下震蕩10h后,取出,再用30℃的溫水洗滌,最后干燥,得到共混纖維。
將實施例6-9制得的醫(yī)用敷料分別檢測其抗菌性能、吸濕性能及其在體內外的生物相容性。
采取貼膜法檢測醫(yī)用敷料對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌的抗菌性能,并將醫(yī)用敷料與添加銀離子的海藻酸鈣敷料和單純海藻酸鈣敷料的抗菌性能作比較。將標準菌株金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌傳代培養(yǎng),混懸于TSB培養(yǎng)液中,采用麥氏比濁法配置成濃度為1.5×108 CFU/mL的菌液,并依次做2次10倍遞增稀釋。分別吸取200μL菌液接種在各組抗菌試件表面(每種敷料做五個平行標本),蓋上消毒PE膜,培養(yǎng)24 h。24h后取出培養(yǎng)的樣品,分別加入洗脫液20mL,反復洗各組受試樣品的覆蓋膜(用鑷子夾起薄膜沖洗),旋渦振蕩1min充分搖勻后,取200μl接種于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(NA)中,在(37士1)℃下培養(yǎng)24h后計數(shù)菌落數(shù)CFU。以上實驗重復兩次,結果取平均值。
醫(yī)用敷料體外吸濕性能的檢測:稱取8.3 g的氯化鈉和0.277 g的無水氯化鈣,溶于1L的蒸餾水中配制成英國藥典規(guī)定的A溶液。在測試敷料的吸液率時,把三種敷料分別裁成5 cm×5 cm尺寸后放置24 h,使纖維的回潮率達到平衡。這時測定敷料的初始質量為W。稱取比敷料重40倍的A溶液,分別將溶液和敷料對應放置在2個直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中,在37℃下放置30 min后用鑷子夾住敷料的一角在空中,掛30s后稱取敷料的濕質量(W1)。單位質量敷料的吸液率=(W1-W)/W(g/g),單位面積的吸液率=4(W1-W)g/100 cm2。重復上述實驗3次,求其平均值。
測試液體在纖維內和纖維之間的分布時,把吸液后的敷料(質量為W1)用紗布分別包扎起來放在脫水機中脫水15min后,測定脫水后敷料的質量為W2,這個質量是纖維本身的干質量和吸收進纖維內部的液體質量的總和。然后把離心脫水后的敷料在105℃干燥4h,試樣至恒質量后測得纖維的干質量W3。W1-W2是吸收在纖維之間的液體,而W2-W3是吸收進纖維內部的液體。(W1-W2)/W3和(w2-w3)/w3能分別計算出每克干質量的敷料吸收到纖維之間和纖維內部的液體。
按國家GB/T16886-2008和IS010993.12-2009中的一系列標準要求,對制備的醫(yī)用敷料進行細胞毒性實驗、急性全身毒性實驗、溶血實驗,以綜合評價其生物相容性,并與添加銀離子的海藻酸鈣敷料和單純海藻酸鈣敷料的生物相容性作比較。
細胞毒性實驗:將實驗組((醫(yī)用敷料浸提液)、陰性對照組(2%小牛血清RPMI1640)與陽性對照組((5%的二甲基亞砜)各3ml,分別置于6孔的細胞培養(yǎng)皿內,加入4x104/ml L-929細胞懸液3ml,在37℃、體積分數(shù)5%C02的培養(yǎng)箱環(huán)境下培養(yǎng)72h后,觀察細胞形態(tài)及生長情況。將200ul濃度為4×104/mL的L-929細胞懸液接種于3塊96孔培養(yǎng)板中,同樣的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,細胞貼壁生長,棄原液后分別加入實驗組(醫(yī)用敷料浸提液、添加銀離子的海藻酸鈣敷料浸提液和單純海藻酸鈣敷料浸提液)、陰性對照組(2%小牛血清RPMI1640)與陽性對照組(5%的二甲基亞砜)各200μl,每種提取液重復4孔/板,培養(yǎng)箱培養(yǎng)72h后,觀察細胞形態(tài)及生長情況。并采用MTT比色法測定L-929細胞培養(yǎng)72h的相對增殖率(RGR),評價材料的細胞毒性。
將實驗組三種浸提液分別用2%小牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液按體積分數(shù)75%,50%,25%,10%,1%梯度稀釋,然后分別取200μL的實驗組浸提液各自的各種濃度的稀釋液重復以上實驗,同樣采用2%小牛血清RPMI1640為陰性對照組與5%的二甲基亞砜為陽性對照組,采用MTT比色法測定L-929細胞培養(yǎng)72h的相對增殖率(RGR),評價材料被稀釋后的細胞毒性變化。
急性全身毒性實驗:按50ml/kg劑量標準,無菌條件下將醫(yī)用敷料浸提液注入試驗組小鼠腹腔內,陰性對照組注入生理鹽水,陽性對照組注入苯酚。給藥后連續(xù)7天觀察小鼠,記錄小鼠呼吸、進食、運動等一般情況、毒性反應、體重變化或死亡。
溶血實驗:取10ml受試樣品浸提液(醫(yī)用敷料浸提液)、10ml生理鹽水(陰性對照組)、10ml蒸餾水(陽性對照組),分別加入0.2ml的新鮮抗凝稀釋兔血,肉眼觀察是否出現(xiàn)明顯的溶血現(xiàn)象;酶標儀檢測各樣本上清液的吸光度,評價受試材料的體外血液相容性。
通過掃描電鏡,觀察醫(yī)用敷料的微觀結構將已滅菌的醫(yī)用敷料與添加銀離子的海藻酸鈣敷料和單純海藻酸鈣敷料分別裁剪成1cm×1cm大小正方形,經高壓滅菌后用戊二醛及鋨酸雙固定標本,以金屬鍍膜法把鉑蒸發(fā)后覆蓋在樣品表面將樣品標本放在掃描電鏡下觀察各自的顯微結構,主要檢測敷料在電鏡下銀離子和納米銀的形態(tài)及分布情況。
將裁剪成1cm×1cm大小的實驗樣品分別放進已經滴入0.2 mL濃度為1.5×106cfu/mL的金黃色葡萄球菌(ATCC29213)菌液的胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基(TSB)中,然后將滅菌培養(yǎng)試管放置在(37士1)℃、相對濕度大于90%條件下培養(yǎng)24h。24h后用無菌鑷子取出樣品敷料,檢測細菌在各敷料上的分布情況。
結果:1、醫(yī)用敷料體外抗菌性能評價:醫(yī)用敷料對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌抑菌率平均下來分別為99.4%和99.6%,含銀離子的海藻酸鈣敷料對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌抑菌率分別為97.5%和97.3%,海藻酸鈣敷料對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌抑菌率分別為84.9%和84.4%。體外抗菌實驗提示3種敷料均金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌均有一定的抑菌能力,醫(yī)用敷料在抑制和殺滅金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌中有明顯的優(yōu)勢。組間比較有明顯的差異,醫(yī)用敷料對金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌具有顯著的抗菌效能。
2、醫(yī)用敷料體外吸濕性能的評價:在對醫(yī)用敷料進行離心脫水及干燥后發(fā)現(xiàn),敷料本身具有良好的吸水性,所吸收的水分中一大部分能被保留在纖維內部,很難通過離心脫水去除。
3、醫(yī)用敷料的生物相容性評價:細胞毒性實驗:醫(yī)用敷料和單純海藻酸鈣敷料浸提液的細胞貼壁生長,折光性較強,細胞呈現(xiàn)梭形,沒有出現(xiàn)細胞脫落、裂解等細胞病變情況,72h后RGR分別為92.5%,94.7%,兩組細胞毒性反應均為Ⅰ級;添加銀離子的海藻酸鈣敷料浸提液作用小鼠成纖維細胞72h后RGR為36.1%,細胞毒性反應均為Ⅲ級。提示海藻酸鈣敷料及醫(yī)用敷料都具有良好的細胞相容性,無細胞毒性:添加銀離子的海藻酸鈣敷料具有一定的細胞毒性,并提示而只有當含銀離子海藻酸鈣敷料浸提液稀釋到原溶液的四分之一時,72h后RGR為78.1%,才顯示出較低的細胞毒性。
急性全身毒性實驗:實驗組的小鼠在注射浸提液后,進食、呼吸、活動、排泄均未發(fā)現(xiàn)異常,在七天的觀察期里,小鼠體重呈增加的趨勢,未發(fā)現(xiàn)驚厥、步態(tài)不穩(wěn)、狂躁等毒性反應,也沒有出現(xiàn)死亡病例。
溶血實驗:受試材料的浸提液沒有引起體外溶血反應,醫(yī)用敷料的溶血率平均為1.39%。
4、通過掃描電鏡,觀察醫(yī)用敷料的微觀結構,醫(yī)用敷料內的膠體銀、銀離子或納米晶體銀呈較規(guī)則球形,平均粒徑較小,均勻地分布在纖維之間的孔隙中。醫(yī)用敷料中僅有少量細菌零星地分布在纖維上。
結論:1、本技術方案制得的醫(yī)用敷料。并通過體內外實驗證實該新型敷料具備較強的抗菌性能、高吸濕凝膠性和優(yōu)異的生物相容性。
2、根據(jù)QB/T2591-2003規(guī)定材料對微生物的抑菌率>90%才能被稱為抗菌材料,通過平板計數(shù)實驗證實該醫(yī)用敷料表現(xiàn)出較強的抗菌性能,而且通過掃描電鏡觀察,該醫(yī)用敷料的膠體銀、銀離子或納米晶體銀在纖維上分布均勻,抗菌性能比海藻酸鈣纖維及添加銀離子的海藻酸鈣纖維強。
3、實驗證實該醫(yī)用敷料具備較強的吸濕能力,與海藻酸鈣纖維相當(P>0.05)。
4、據(jù)GB/T16886-2008及IS010993-2009的系列標準對于生物材料生物相容性的要求及檢測方法,實驗結果較充分地表明本課題組制備的醫(yī)用敷料無細胞毒性、無全身急性毒性,也不引起溶血反應,與海藻酸鈣纖維比較,生物相容性無明顯差異。該醫(yī)用敷料具有良好生物相容性,為進一步作為抗菌敷料應用于臨床提供了有力的實驗依據(jù)。
以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解,本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此,凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案,皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。