一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于生物醫用材料領域，特別公開了一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料及其制備方法。該仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，以海藻酸組分、殼聚糖組分和銀離子組分為原料，其特征在于：將原料混合后加去離子水攪拌溶劑，得到混合水凝膠，混合水凝膠經反復凍融、冷凍干燥得到產品；各原料的重量百分比為，海藻酸組分60-90%、殼聚糖組分9.8-39%、銀離子組分0.2-1%。本發明工藝體系溫度，條件可控，不存在毒性交聯劑或助劑等殘留問題，大大降低了臨床應用的安全性風險，具有良好的產品轉化可行性。
【專利說明】一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料及其制備方法
[0001](一)【技術領域】
本發明屬于生物醫用材料領域，特別涉及一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料及其制備方法。
[0002](二)【背景技術】
隨著人們對于醫療效果要求的提高，控制感染和加速愈合越來越成為關系到各類外科臨床手術預后質量的重要因素。尤其在特殊環境的損傷如戰地創傷或大創面、深度創傷急救中，快速止血、有效消炎以及促進愈合可為挽救生命提供有力保障。2003年美國傷口護理及處置產品的市值已經達到47.6億美金，主要包括生物皮膚及敷料、海藻酸鹽濕傷口愈合產品、粘合繃帶等傷口控制產品，以及封閉劑等傷口封閉產品。我國也有多種膠原基、殼聚糖基、海藻酸基、纖維素基以及纖維蛋白、富血小板血漿等多種傷口護理產品，用于不同類型的傷口愈合。
[0003]隨著再生醫學技術的不斷發展，研發先進的傷口護理產品一直都是臨床和基礎研究普遍關注的熱點問題。該領域已有許多相關產品、研究或專利，但仍有許多問題需要不斷完善和改進，例如滲透液吸收、機械性能、抗菌性能及原位修復性能等。[0004]海藻酸基生物材料用于傷口護理早有歷史記載，在古羅馬時代就有人用海藻來治療傷口，海藻曾一度被海員用于傷口止血。自1983年第一例海藻酸鹽敷料產品投入市場以來，相關產品在臨床應用已有30年的歷史，其安全性和有效性已經得到充分證實。殼聚糖基生物材料業已被證實具有良好的止血、防粘連、抑菌消炎、鎮痛、促愈合等性能，廣泛應用于組織工程、藥物緩釋、食品保健等領域。銀離子作為廣譜抗菌劑其有效性和安全性也得到臨床證實。迄今，已有許多海藻酸和殼聚糖基抗菌敷料相關的研究報道、產品專利及產品，成為生物醫用材料中成果轉化的熱點之一。
[0005]目前的已有專利和產品大多是采用海藻酸/殼聚糖/活性炭等材料通過噴涂或浸泡等方式制備含銀離子的抗菌敷料，工藝簡單有效但長效釋放效果不佳。專利CN102406957、CN1935268A、CN102505461A、CN10450222A 等也公開了通過多種方式制備海藻酸基抗菌敷料的方法，但與本發明專利的方法均存在一定差異。
[0006](三)
【發明內容】
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種制備工藝簡單、可行性良好的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料及其制備方法。
[0007]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，以海藻酸組分、殼聚糖組分和銀離子組分為原料，其特征在于:將原料混合后加去離子水攪拌溶劑，得到混合水凝膠，混合水凝膠經反復凍融、冷凍干燥得到產品；各原料的重量百分比為，海藻酸組分60-90%、殼聚糖組分9.8-39%、銀尚子組分0.2_1%。
[0008]本發明用海藻酸基和殼聚糖基材料作為銀離子的緩釋載體，通過二次物理交聯再經冷凍干燥得到機械性能良好的仿生型輔料，并可隨著敷料基體的溶脹、降解逐漸釋放銀離子，達到長效抗菌的效果。敷料基體材料中的海藻酸基生物材料具有良好的機械性能、液體吸收性能和凝膠性能，殼聚糖材料具有較好的抗菌活性、止血性能、鎮痛消炎以及促進愈合等功效，二者與銀離子螯合后經反復凍融形成良好交聯的穩定三維結構，可以實現銀離子的長效緩釋，從而達到長效抗菌的目的。此外，由于該種銀離子負載方式穩定可靠，因此可減輕由于突釋造成的毒性，所載負的銀離子濃度的幅面高于傳統方式。
[0009]本發明的更優技術方案為:
所述各原料的重量配比為，海藻酸組分75-90%、殼聚糖組分9.8-38.7%、銀離子組分
0.5-1%。
[0010]所述海藻酸組分由兩種成分組成:海藻酸與單價金屬離子形成的鹽、海藻酸與二價金屬離子形成的鹽，其中，前者是海藻酸鈉、海藻酸鉀和海藻酸銨中的一種或多種，后者為海藻酸鈣；二者的質量比為10-3:1,優選5-8:1。
[0011]海藻酸組分由兩種不同價位的海藻酸基金屬鹽組成，二者之間可逐漸形成金屬離子交聯的穩定水凝膠網絡，交聯過程緩慢、可控性好，形成的水凝膠網絡機械性能顯著增強。[0012]所述殼聚糖組分為水溶性，為羧甲基甲殼素、羧甲基殼聚糖、羥丙基甲殼素、羥丙基殼聚糖、羥乙基甲殼素和羥乙基殼聚糖中的一種或多種。由于引進了殼聚糖組分，具有良好的止血性能且兼具抑菌、消炎、鎮痛功能并可促進傷口愈合，還可與銀離子形成螯合結構，使得銀離子組分穩定、長效的存在于材料的三維網絡結構中，應用于創面后可逐漸釋出達到長效、穩定的抑菌效果。
[0013]所述銀離子組分為硝酸鹽、氯化銀、硫酸銀、納米銀和磺胺嘧啶銀中的一種或多種。銀離子組分范圍較廣，可適用于水溶性銀離子化合物如硝酸銀，也適用于非水溶性銀離子供體如磺胺喃唳銀等。
[0014]本發明所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備方法，其特征在于:將海藻酸組分、殼聚糖組分與銀離子組分混合，加去離子水，室溫攪拌0.5-5h，得到混合水凝膠；將混合水凝膠置于_20°C下冷凍12h，取出解凍后攪拌混勻，再置于-20°C下冷凍12h，如此反復凍融1-5次，冷凍干燥得到產品。
[0015]優選方案為:所述原料加去離子水后，室溫攪拌0.5-4h ;所述混合水凝膠反復凍融次數為2-4次。
[0016]為進一步改善敷料的濕態機械性能和液體吸收性能，本發明采用反復凍融法對敷料進行二次物理交聯。所涉及的兩次交聯均未引入其他化學物質或無機離子，不涉及交聯劑殘留等風險控制問題，具有良好的安全性和可操作性。此外，本發明工藝簡單可控，大幅度降低了制備過程中風險管理的難度，具有良好的產品轉化可行性。
[0017]本發明的產品除作為常規敷料用于臨床外，還增強了機械強度、抗菌性、止血效果和愈合質量，不僅大大提高了常見創傷的修復效果，對于慢性潰瘍、糖尿病足、褥瘡以及出血出膿量較多的傷口也有很好的治療作用，顯著提高了患者的順應性，擴展了臨床應用范圍。
[0018](四)【具體實施方式】
下面采用具體的實施例用于詳細闡述本發明復合抗菌敷料及其制備過程。
[0019]實施例1:
本發明一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備步驟如下:采用海藻酸組分由海藻酸鈉和海藻酸鈣組成；殼聚糖組分為羧甲基殼聚糖；銀離子組分為硝酸銀。其中，海藻酸鈉、海藻酸鈣和羧甲基殼聚糖的分子量分別為8萬、3萬、20萬道爾頓。
[0020]稱取海藻酸組分9g(海藻酸鈉:海藻酸鈣的質量比為8:1)、羧甲基殼聚糖0.9g、硝酸銀0.lg，將上述三種粉末混合后，加入去離子水300ml，室溫攪拌3h充分混勻，使得銀離子充分螯合在多糖分子鏈上；將所得的混合水凝膠置于_20°C反復凍融3次；最后冷凍干燥得到仿生型海藻酸基復合抗菌敷料海綿。
[0021]實施例2:
本發明一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備步驟如下:
采用海藻酸組分由海藻酸鉀和海藻酸鈣組成；殼聚糖組分為羧甲基甲殼素；銀離子組分為納米銀。其中，海藻酸鉀、海藻酸鈣和羧甲基甲殼素的分子量分別為10萬、2萬、15萬道爾頓。
[0022]稱取海藻酸組分Sg(海藻酸鉀:海藻酸鈣的質量比為5:1)、羧甲基甲殼素1.5g、硝酸銀0.5g，將上述三種粉末混合后，加入去離子水300ml，室溫攪拌2h充分混勻，使得銀離子充分螯合在多糖分子鏈上；將所得的混合水凝膠置于_20°C反復凍融2次；最后冷凍干燥得到仿生型海藻酸基復合抗菌敷料海綿。[0023]實施例3:
本發明一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備步驟如下:
采用海藻酸組分由海藻酸鈉和海藻酸鈣組成；殼聚糖組分為羥丙基殼聚糖；銀離子組分為磺胺嘧啶銀。其中，海藻酸鈉、海藻酸鈣和羥丙基殼聚糖的分子量分別為8萬、3萬、10萬道爾頓。
[0024]稱取海藻酸組分7.5g(海藻酸鈉:海藻酸鈣的質量比為5:1)、羥丙基殼聚糖1.5g、硝酸銀1.0g,將上述三種粉末混合后，加入去離子水300ml，室溫攪拌4h充分混勻，使得銀離子充分螯合在多糖分子鏈上；將所得的混合水凝膠置于-20°C反復凍融4次；最后冷凍干燥得到仿生型海藻酸基復合抗菌敷料海綿。
[0025]實施例4:
本發明一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備步驟如下:
采用海藻酸組分由海藻酸鈉和海藻酸鈣組成；殼聚糖組分為羧甲基殼聚糖；銀離子組分為磺胺嘧啶銀和硝酸銀雙組份。其中，海藻酸鈉、海藻酸鈣和羧甲基殼聚糖的分子量分別為12萬、3萬、20萬道爾頓。
[0026]稱取海藻酸組分8.4g(海藻酸鈉:海藻酸鈣的質量比為6:1)、羧甲基殼聚糖0.9g、硝酸銀0.2g、磺胺嘧啶銀0.5g，將上述幾種粉末混合后，加入去離子水300ml，室溫攪拌3h充分混勻，使得銀離子充分螯合在多糖分子鏈上；將所得的混合水凝膠置于-20°C反復凍融3次；最后冷凍干燥得到仿生型海藻酸基復合抗菌敷料海綿。
[0027]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明做其他形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例，但是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，以海藻酸組分、殼聚糖組分和銀離子組分為原料，其特征在于:將原料混合后加去離子水攪拌溶劑，得到混合水凝膠，混合水凝膠經反復凍融、冷凍干燥得到產品；各原料的重量百分比為，海藻酸組分60-90%、殼聚糖組分9.8-39%、銀離子組分0.2-1%。
2.根據權利要求1所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，其特征在于:所述各原料的重量配比為，海藻酸組分75-90%、殼聚糖組分9.8-38.7%、銀離子組分0.5_1%。
3.根據權利要求1所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，其特征在于:所述海藻酸組分由兩種成分組成:海藻酸與單價金屬離子形成的鹽、海藻酸與二價金屬離子形成的鹽，其中，前者是海藻酸鈉、海藻酸鉀和海藻酸銨中的一種或多種，后者為海藻酸鈣；二者的質量比為 10-3:1。
4.根據權利要求1所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，其特征在于:所述殼聚糖組分為水溶性，為羧甲基甲殼素、羧甲基殼聚糖、羥丙基甲殼素、羥丙基殼聚糖、羥乙基甲殼素和羥乙基殼聚糖中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的仿生型海藻酸基復合抗菌輔料，其特征在于:所述銀離子組分為硝酸鹽、氯化銀、硫酸銀、納米銀和磺胺嘧啶銀中的一種或多種。
6.根據權利要求3所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料，其特征在于:所述海藻酸單價鹽與二價鹽的質量比為5-8:1。
7.根據權利要求1所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備方法，其特征在于:將海藻酸組分、殼聚糖組分與銀離子組分混合，加去離子水，室溫攪拌0.5-5h，得到混合水凝膠；將混合水凝膠置于_20°C下冷凍12h，取出解凍后攪拌混勻，再置于-20°C下冷凍12h，如此反復凍融1-5次，冷凍干燥得到產品。
8.根據權利要求7所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備方法，其特征在于:所述原料加去離子水后,室溫攪拌0.5-4h。
9.根據權利要求7所述的仿生型海藻酸基復合抗菌敷料的制備方法，其特征在于:所述混合水凝膠反復凍融次數為2-4次。
【文檔編號】A61L15/28GK103908693SQ201410149677
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】位曉娟, 顧其勝, 奚廷斐, 王慶生 申請人:山東頤諾生物科技有限公司