用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜及其制備和應用的制作方法

專利名稱：用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜及其制備和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于細菌纖維素基抗菌膜及其制備方法和應用領域，特別涉及一種用于急 性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜及其制備和應用。
背景技術：
細菌纖維素(Bacterial Cellulose,BC)是一種由微生物合成的天然纖維素，從化 學分子式看，BC與普通植物纖維素沒有什么差別，但因獨特的物理、化學結構而賦予其極高 的機械強度和生物相容性。成形的BC由帶狀超細纖維組成高度結晶體和高度單導向的纖 維，復雜地纏繞在一起形成獨特的三維網狀結構，BC獨特三維網狀結構內部有很多“孔道”， 有良好的透氣、透水性能，能吸收60 700倍于其干重的水份，這些水分是以自由水的形式 存在。使用BC作為傷口貼料能夠迅速吸收傷口血液和組織液，防止傷口感染化膿，又能為 慢性傷口附近的組織再生提供濕潤的環境促進傷口愈合和減輕疼痛。同時纖維素不會和傷 口粘連，不會造成二次傷害，剝離時也不會有殘留。目前報道的以細菌纖維素膜制備創傷敷料主要是以濕膜為主，并且大都應用于慢 性創傷，譬如褥瘡、燙傷、凍傷等。一種商品名叫Biofill的BC創傷敷料已經上市。它實際 上是將濕的BC膜中的纖維含量調控至某種程度，使BC膜既能吸收傷口組織液防止化膿感 染，又能為慢性傷口提供濕潤的環境促進傷口愈合的一種含水率不同的細菌纖維素材料。 研究顯示這種BC敷料在慢性創傷的應用方面較之其他材料的敷料能夠更有效地促進傷口 愈合。另外一種叫做kell的BC創傷敷料也被用來促進慢性創傷的愈合，同樣也表現出很 好的治療效果。但是以上這些BC敷料本身都不具有抗菌性能來防止傷口感染。Xylos公 司在原產品kell的基礎上推出一種名為抗菌kell的改進BC敷料，并且于2003年在美 國上市。同時也有一些研究通過在BC上復合納米銀或者殼聚糖等抗菌劑來賦予BC抗菌性 能。但是在日常生活中發生更為頻繁的急性創傷方面，BC敷料的應用和研究則很少。 而且在用于急性創傷方面，BC濕膜的應用受到較大的限制，如透氣性能、血液和組織液等液 體吸收性能較之干膜都有不同程度的下降。同時相比較于濕膜，干膜的攜帶更為方便，而且 對急性傷口的舒適度也優于濕膜。目前，國內外尚未見到用于急性創傷的細菌纖維素基抗 菌干膜的研究開發報道。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜 及其制備和應用，該BC抗菌干膜具有質地輕便柔軟、生物相容性好、吸濕性高、透氣性好， 抗菌性持久等優點；且制備方法簡便易行，成本低廉，可作為一種綠色環保的功能性抗菌敷 料，具有良好的應用前景。本發明的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素 干膜和無機抗菌劑，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為1. OOXlO-5 4. Omg/cm2。
所述的無機抗菌劑為含氯抗菌劑、過氧化物類抗菌劑、含碘抗菌劑或納米抗菌劑。其中，當選用含氯抗菌劑作為無機抗菌劑時，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為 1. 14X 10_5 3. 41X 10_^ig/cm2 ；當選用過氧化物類抗菌劑作為無機抗菌劑時，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為 1. 14X 10_5 5· 68X 10_2mg/cm2 ；當選用含碘抗菌劑作為無機抗菌劑時，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為 0. 0852 3. 4071mg/cm2 ；或者當選用納米抗菌劑作為無機抗菌劑時，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為 0. 0341 0. 0568mg/cm2。所述的含氯抗菌劑選自次氯酸鈉、次氯酸鈣或氯化磷酸三鈉中的一種或幾種的混 合物；過氧化物類抗菌劑選自過氧化氫、過氧乙酸、二氧化氯中的一種或幾種的混合物；含 碘抗菌劑選自碘酊、碘伏中的一種或幾種的混合物；納米抗菌劑選自納米TiO2顆粒、納米氧 化鋅、載有Ag+的納米材料、載有TiA的納米材料中的一種或幾種的混合物。優選的抗菌劑為次氯酸鈉、二氧化氯或碘酊。所述的細菌纖維素基抗菌干膜能吸收自身干重25 30倍的水份。所述的細菌纖維素基抗菌干膜在37°C時能持續釋放抗菌劑M 96小時；對革蘭 氏陽性和陰性菌能達到99. 9以上％的抑菌率。本發明的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方法，包括(I)BC膜的處理將細菌纖維素BC濕膜切成膜片，經預處理或無需處理后備用；(2)抗菌劑溶液的制備將上述無機抗菌劑配成濃度為0. 01 5wt%的抗菌劑溶液；(3) BC抗菌干膜的制備將步驟(1)制備的BC膜片浸漬于上述抗菌劑溶液M 30h，經干燥制得到BC抗
菌干膜。所述步驟O)中的無機抗菌劑為含氯抗菌劑、過氧化物類抗菌劑、含碘抗菌劑或 納米抗菌劑；其中，具體包括將含氯抗菌劑溶于去離子水中，配成濃度為0. 1 ;3mg/L的抗菌劑溶液；優選濃度 為ang/L的次氯酸鈉水溶液將過氧化物類抗菌劑溶于去離子水中，配成濃度為0. 1 500mg/L的抗菌劑溶液； 優選濃度為50mg/L的二氧化氯溶液；將含碘抗菌劑溶于75 %乙醇中，配成濃度為0. 1 % 4 %的抗菌劑溶液；優選濃度 為2%的碘酊溶液；或將上述納米抗菌劑溶于去離子水中，配成濃度為0. 3wt%。 0. 5wt%。的抗菌劑 溶液；優選濃度為0. 3wt%。的納米Ag溶液。所述步驟(3)的替代方法為將抗菌劑溶液直接涂布于步驟(1)制備的BC膜片表 面，再經干燥制得到BC抗菌干膜。所述步驟(1)中的預處理包括采用旋轉蒸發、壓榨或者干燥的方法以去除BC膜片50% -100%的水分。所述步驟(3)中的干燥為常溫干燥、真空干燥或冷凍干燥。本發明的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜在制備急性創傷醫用材料 中的應用。有益效果(1)本發明的BC抗菌干膜具有質地輕便柔軟、生物相容性好、吸濕性高、透氣性 好，抗菌性持久等優點；且制備方法簡便易行，成本低廉，可工業化生產；(2)在實際應用過程中，可根據傷口的情況和特點任意剪裁成各種形狀，不粘連也 不刺激皮膚，安全環保，丟棄后在環境中能迅速降解，可作為一種性能良好的且綠色環保的 功能性抗菌敷料。


圖1為濃度為ang/L的次氯酸鈉溶液制備的BC抗菌膜對三種常見細菌的抑制作 用圖；a為對大腸桿菌的抑菌實驗；b為對金黃色葡萄球菌的抑菌實驗；c為對枯草芽孢 桿菌的抑菌實驗；圖2為濃度為50mg/L的二氧化氯溶液制備的BC抗菌膜對三種常見細菌的抑制作 用圖；a為對大腸桿菌的抑菌實驗；b為對金黃色葡萄球菌的抑菌實驗；c為對枯草芽孢 桿菌的抑菌實驗；圖3為濃度為2%的碘酊溶液制備的BC抗菌膜對三種常見細菌的抑制作用圖；a為對大腸桿菌的抑菌實驗；b為對金黃色葡萄球菌的抑菌實驗；c為對枯草芽孢 桿菌的抑菌實驗；圖4為濃度為0. 3%。的納米Ag溶液制備的BC抗菌膜對三種常見細菌的抑制作用 圖；a為對大腸桿菌的抑菌實驗；b為對金黃色葡萄球菌的抑菌實驗；c為對枯草芽孢 桿菌的抑菌實驗。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。實施例1(I)BC膜的處理將制得的BC膜切成直徑為15mm的圓片，經冷凍干燥儀凍干后備用；(2)抗菌劑溶液的制備制備濃度為ang/L的次氯酸鈉溶液；(3) BC抗菌干膜的制備
將凍干的BC膜浸漬在25mL濃度為2mg/L的次氯酸鈉溶液中24h后，再次冷凍干 燥得到BC抗菌干膜。平板擴散法測定抗菌材料的抑菌作用試驗菌種大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌；培養基(1)大腸桿菌胰蛋白胨10g、酵母浸膏5g、NaCl IOgjK 1 L，pH 7 ；(2)金黃色葡萄球菌牛肉膏3g、蛋白胨5g、NaCl 50g，水1L，pH 7. 4 ；(3)枯草芽孢桿菌葡萄糖20g、蛋白胨15g、牛肉膏0. 5g、NaCl 5g、水1L，pH 7 ；若為固體培養基，則添加20g的瓊脂。實驗方法制備液體培養基和固體平板培養基，然后將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢 桿菌從斜面種子接種到液體種子培養基中，37°C恒溫培養12小時得種子液；吸取0. ImL種 子液至固體平板培養基上，涂布均勻；將制備好的BC抗菌膜平鋪在平板中央，37°C恒溫倒 置培養M小時，測量抑菌圈的徑差，結果見圖1。實驗表明BC抗菌干膜對三種常見細菌均有較好的抑菌效果。實施例2(I)BC膜的處理將制得的BC膜切成直徑為15mm的圓片，經壓榨去除70-80%的水份后備用；(2)抗菌劑溶液的制備制備濃度為50mg/L的二氧化氯溶液；(3) BC抗菌干膜的制備將壓榨后的BC膜浸漬在25mL濃度為50mg/L的二氧化氯溶液中24h后，再次冷凍 干燥得到BC抗菌干膜。平板擴散法測定抗菌材料的抑菌作用試驗菌種大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌；培養基(1)大腸桿菌胰蛋白胨10g、酵母浸膏5g、NaCl IOgjK 1 L，pH 7 ；(2)金黃色葡萄球菌牛肉膏3g、蛋白胨5g、NaCl 50g，水1L，pH 7. 4 ；(3)枯草芽孢桿菌葡萄糖20g、蛋白胨15g、牛肉膏0. 5g、NaCl 5g、水1L，pH 7 ；若為固體培養基，則添加20g的瓊脂。實驗方法制備液體培養基和固體平板培養基，然后將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢 桿菌從斜面種子接種到液體種子培養基中，37°C恒溫培養12小時得種子液；吸取0. ImL種 子液至固體平板培養基上，涂布均勻；將制備好的BC抗菌膜平鋪在平板中央，37°C恒溫倒 置培養M小時，測量抑菌圈的徑差，結果見圖2。實驗表明BC抗菌干膜對三種常見細菌均有較好的抑菌效果。實施例3(I)BC膜的處理將制得的BC膜切成直徑為15mm的圓片，備用；
(2)抗菌劑溶液的制備制備濃度為2 %的碘酊溶液；(3) BC抗菌干膜的制備將濕的BC膜直接浸漬在25mL濃度為2%的碘酊溶液中24h后，再次冷凍干燥得到 BC抗菌干膜。平板擴散法測定抗菌材料的抑菌作用試驗菌種大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌；培養基(1)大腸桿菌胰蛋白胨10g、酵母浸膏5g、NaCl IOgjK 1 L，pH 7 ；(2)金黃色葡萄球菌牛肉膏3g、蛋白胨5g、NaCl 50g，水1L，pH 7. 4 ；(3)枯草芽孢桿菌葡萄糖20g、蛋白胨15g、牛肉膏0. 5g、NaCl 5g、水lL，pH7;若 為固體培養基，則添加20g的瓊脂。實驗方法制備液體培養基和固體平板培養基，然后將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢 桿菌從斜面種子接種到液體種子培養基中，37°C恒溫培養12小時得種子液；吸取0. ImL種 子液至固體平板培養基上，涂布均勻；將制備好的BC抗菌膜平鋪在平板中央，37°C恒溫倒 置培養M小時，測量抑菌圈的徑差，結果見圖3。實驗表明BC抗菌干膜對三種常見細菌均有較好的抑菌效果。實施例4(I)BC膜的處理將制得的BC膜切成直徑為15mm的圓片，經冷凍干燥儀凍干后備用；(2)抗菌劑溶液的制備制備濃度為1 %的碘伏溶液；(3) BC抗菌干膜的制備將凍干的BC膜浸漬在25mL濃度為的碘伏溶液中24h后，再次冷凍干燥得到抗
菌干膜。BC抗膜的吸水性能測試將二次凍干的BC抗菌材料稱重后，浸泡在去離子水中Mh，然后吸干表面浮水，稱 重。BC抗菌膜的膨脹率根據如下公式計算膨脹率=(Ws-Wd)/Wd，其中Ws是BC膜膨脹后的 濕重，Wd是BC膜的原始干重，實驗結果見表1。表1 二次凍干后BC膜的膨脹率
權利要求
1.一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和無機 抗菌劑，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為1. OOXlO-5 4. Omg/cm2。
2.根據權利要求1所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其特征在于 所述的無機抗菌劑為含氯抗菌劑、過氧化物類抗菌劑、含碘抗菌劑或納米抗菌劑。
3.根據權利要求2所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其特征在于 所述細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和含氯抗菌劑，細菌纖維素基抗 菌干膜的載藥量為1. 14X 10_5 3. 41 X 10-4mg/cm2 ；所述細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和過氧化物類抗菌劑，細菌 纖維素基抗菌干膜的載藥量為1. 14X ΙΟ"5 5. 68 X 10-2mg/cm2 ；所述細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和含碘抗菌劑，細菌纖維素 基抗菌干膜的載藥量為0. 0852 3. 4071mg/cm2 ；或所述細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和納米抗菌劑，細菌纖維 素基抗菌干膜的載藥量為0. 0341 0. 0568mg/cm2。
4.根據權利要求2或3所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其特征在 于所述的含氯抗菌劑選自次氯酸鈉、次氯酸鈣或氯化磷酸三鈉中的一種或幾種的混合物； 過氧化物類抗菌劑選自過氧化氫、過氧乙酸、二氧化氯中的一種或幾種的混合物；含碘抗菌 劑選自碘酊、碘伏中的一種或幾種的混合物；納米抗菌劑選自納米TiO2顆粒、納米氧化鋅、 載有Ag+的納米材料、載有T^2的納米材料中的一種或幾種的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種細菌纖維素基抗菌干膜，其特征在于所述的細菌纖維 素基抗菌干膜能吸收自身干重25 30倍的水份。
6.一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方法，包括(1)BC膜的處理將細菌纖維素BC濕膜切成膜片，經預處理或無需處理后備用；(2)抗菌劑溶液的制備將無機抗菌劑配成濃度為0. 01 5wt%的抗菌劑溶液；(3)BC抗菌干膜的制備將步驟(1)制備的BC膜片浸漬于上述抗菌劑溶液M 30h，經干燥制得到BC抗菌干膜。
7.根據權利要求6所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方法，其 特征在于所述步驟O)中的無機抗菌劑為含氯抗菌劑、過氧化物類抗菌劑、含碘抗菌劑或 納米抗菌劑；其中，將含氯抗菌劑溶于去離子水中，配成濃度為0. 1 ;3mg/L的抗菌劑溶液； 將過氧化物類抗菌劑溶于去離子水中，配成濃度為0. 1 500mg/L的抗菌劑溶液；將含碘抗 菌劑溶于75%乙醇中，配成濃度為0. 4%的抗菌劑溶液；或將上述納米抗菌劑溶于去 離子水中，配成濃度為0. 3wt%。 0. 5wt%。的抗菌劑溶液。
8.根據權利要求6或7種任意一項所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜 的制備方法，其特征在于所述的含氯抗菌劑選自次氯酸鈉、次氯酸鈣或氯化磷酸三鈉中的 一種或幾種的混合物；過氧化物類抗菌劑選自過氧化氫、過氧乙酸、二氧化氯中的一種或幾 種的混合物；含碘抗菌劑選自碘酊、碘伏中的一種或幾種的混合物；納米抗菌劑選自納米 TiO2顆粒、納米氧化鋅、載有Ag+的納米材料、載有TiO2的納米材料中的一種或幾種的混合物。
9.根據權利要求6所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方法，其 特征在于所述步驟C3)的替代方法為將抗菌劑溶液直接涂布于步驟(1)制備的BC膜片表 面，再經干燥制得到BC抗菌干膜。
10.根據權利要求6或9所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方 法，其特征在于所述步驟(1)中的預處理包括采用旋轉蒸發、壓榨或者干燥的方法以去除 BC膜片50% -100%的水分。
11.根據權利要求6或9所述的一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜的制備方 法，其特征在于所述步驟(3)中的干燥為常溫干燥、真空干燥或冷凍干燥。
12.一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜在制備急性創傷醫用材料中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種用于急性創傷的細菌纖維素基抗菌干膜，其組分包括細菌纖維素干膜和無機抗菌劑，細菌纖維素基抗菌干膜的載藥量為1.00×10-5～4.0mg/cm2；其制備包括將細菌纖維素濕膜切成膜片，干燥后，浸漬于預先配制好的無機抗菌劑溶液中，經二次干燥制得。本發明的細菌纖維素抗菌干膜具有質地輕便柔軟、生物相容性好、吸濕性高、透氣性好，抗菌性持久等優點；且制備方法簡便易行，成本低廉；在實際應用過程中，可剪裁成任意形狀，不粘連也不刺激皮膚，丟棄后在環境中能迅速降解，可作為一種綠色環保的功能性抗菌敷料。
文檔編號A61L15/28GK102091346SQ20111000963
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月17日 優先權日2010年1月15日
發明者楊光, 洪楓 申請人:東華大學