一種高透氣性燒燙傷敷料的制備方法與流程

本發明涉及一種高透氣性燒燙傷敷料的制備方法，屬于醫用材料技術領域。

背景技術：

醫用傷口敷料通常有如下要求：（1）物理障礙。醫用敷料的一個主要功能是避免傷口滲出液污染身體的其它部位，而敷料作為一種物理的障礙，在傷口上使用可以使有效的使傷口和空氣隔離，從而阻止細菌和塵粒進入傷口。（2）敷料無毒。這要求制備敷料的原料無毒或者成品敷料中的毒性物質殘留量達到國家安全標準。（3）能保持創面的濕潤環境，并具有一定的通氣性。（4）低粘合性。對于大面積受傷的病人，如果敷料與傷口粘連，這會給病人帶來很大痛苦。（5）一定的止血作用。對于燒燙傷和手術性傷口，傷口形成時流血較多，所以敷料的一個重要作用就是盡快地止血。（6）促進傷口愈合。傷口愈合是一個復雜的過程，但一般的敷料不具有促進傷口愈合的作用。目前市場上大量涌現各種燒燙傷敷料，如動物膠原蛋白，殼聚糖，透明質酸都是常用的燒燙傷敷料原料，然所制備的燒燙傷敷料很難就上述問題獲得完美解決。

技術實現要素：

本發明目的是以水溶性大分子蛋白作為主要原料，提供了一種透氣性高且不會粘連傷口的燒燙傷敷料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種高透氣性燒燙傷敷料的制備方法：將大分子蛋白溶于水，再加入質量比為1:3-3:1的交聯劑β-二亞胺鋅配合物和1，2，7，8-二環氧辛烷水溶液以及無機鹽水溶液后混合均勻，在水浴環境下進行交聯反應后得含鹽多孔水凝膠；對交聯后凝膠進行兩次高壓蒸汽處理和蒸餾水浸泡洗滌，除去無機鹽和殘留的單體交聯劑，再在室溫下浸泡于抗生素溶液中負載抗生素，經過真空冷凍干燥和co-60照射滅菌，即可得到一種高透氣性燒燙傷敷料的制備方法。

上述的大分子蛋白選自類人膠原蛋白（lhc）、人血清白蛋白（hsa）、牛血清白蛋白（bsa）、兔精子自身抗原（rsa）、前列腺特異性抗原(psa)、α-乳清蛋白（α-wp），大分子蛋白溶液濃度為50-400mg/ml。

上述使用的無機鹽選自氯化鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈉、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀，無機鹽水溶液的濃度為10-350mg/ml，無機鹽水溶液的加入體積與蛋白溶液體積的比為1:2~1:20。

上述交聯劑β-二亞胺鋅配合物溶液和1，2，7，8-二環氧辛烷溶液的質量百分比濃度均為0.1-5.0%，優選0.5-2.0%，體積均為蛋白溶液體積的1-20%，優選5-10%。

上述反應液酸堿度用鹽酸和氫氧化鈉溶液調控其ph值為2-5.5；交聯反應的溫度可為40-80℃，保持時間0.5-5h，優選1-3h。

上述兩次高壓蒸汽處理和蒸餾水浸泡洗滌中，第一次將樣品在110-121℃下保持時間5-30min，優選保持時間10-20min，然后超純水浸泡洗滌2-5天；第二次將樣品在110-121℃保持1-3h，優選保持時間1.5-2.5h，然后超純水浸泡洗滌1-3天，控制交聯劑的殘留總量低于2μg/g。

所述的抗生素為阿莫西林和/或頭孢克洛，其溶液的質量百分比濃度為1-5%，浸泡時間為24~48h。

上述交聯劑β-二亞胺鋅配合物依據文獻（catalyticreactionsinvolvingc1feedstocks:newhigh-activityzn(ii)-basedcatalystsforthealternatingcopolymerizationofcarbondioxideandepoxides，j.am.chem.soc.1998，120，11018-11019.）的方法合成獲得，其分子式如圖1所示。

本發明多孔凝膠敷料的形成機理：蛋白質分子含有豐富的羧基和氨基，為分子間交聯提供了兩種好的功能基團。β-二亞胺鋅配合物分子內螯合鋅的空軌道可與蛋白分子中的氨基形成配位鍵，實現蛋白質分子的分子間交聯。β-二亞胺鋅配合物對環氧烷基具有不對稱開環催化功能，可加速1，2，7，8-二環氧辛烷的分子兩端環氧烷基開環并與蛋白分子中的羧基形成共價鍵，實現蛋白質分子的分子間交聯。故通過β-二亞胺鋅配合物對1，2，7，8-二環氧辛烷的開環催化，及兩種交聯劑對蛋白質的分子間不同基團間的雙交聯作用，有效實現和強化了水溶性蛋白分子間的交聯。無機鹽的加入，有效地破壞了水溶性蛋白質的分子外水化膜，促進了交聯劑與蛋白質分子之間的交聯反應，此外適量無機鹽還兼扮演了成孔劑作用，進一步優化了水凝膠的成孔效果。

本發明選用具有良好的生物學相容性的大分子蛋白作為制備燒燙傷敷料的原料，并利用雙交聯劑的協同共交聯作用制備了一種載有抗生素的新型超多孔水凝膠敷料。該敷料為超多孔結構，孔隙率高、貫通性好，對傷口可實現高透氣性，高吸水性和高保濕性，從而增加傷口的透氣性，在保證傷口水分不會過度蒸發的同時又能夠吸收傷口多余的滲出液。同時由于本發明制備的敷料含有較高的孔隙率，因此對其載有的抗生素具有緩控釋的作用，既能保證傷口處于無菌環境，同時又能及時將藥物輸送至創面。另外，本發明制備的敷料不會粘連傷口，從而避免了傷口恢復過程中給患者造成的痛苦。

本發明還具有以下優點：（1）本發明使用大分子蛋白作為制備燒燙傷敷料的主要原料，具有良好的生物相容性。（2）本發明制備的燒燙傷敷料具有較高的孔隙率和吸水率，其不但能吸收傷口的滲出液，而且同時能保證傷口的潤濕性。（3）具有較高的通氣性，傷口不會因為不能及時通氣而化膿感染。（4）無粘連性，藥物可直接通過敷料到達傷口，避免了換藥給患者帶來的痛苦。（5）同時，本發明制備的材料在去除交聯劑殘留后無毒性無抗原性不會增加感染概率，促進傷口周圍組織的愈合（6）制備工藝簡單，重現性好。

附圖說明

圖1為合成的β-二亞胺鋅配合物的分子結構圖；

圖2為實施例1所制備的燒燙傷敷料的照片；

圖3為實施例1所制備的燒燙傷凝膠敷料的sem圖；

圖4為實施例1所制備的燒燙傷敷料的透氣性實驗；

圖5為實施例1所制備的燒燙敷料截留細菌、雜質和藥物分子自由通過示意圖；

圖6為實施例1所制備的燒燙敷料的保持創面潤濕性實驗。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法；所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

實施例1燒燙傷敷料的制備

步驟一：將水溶性蛋白hlc溶于10ml蒸餾水得到濃度為200mg/ml的hlc溶液，加入濃度均為2%的交聯劑β-二亞胺鋅配合物和1，2，7，8-二環氧辛烷各2ml，再加入10mg/ml的kcl溶液2ml，混合均勻，并用稀鹽酸調節溶液ph為4.5；

步驟二：將步驟一中的混合溶液分裝于模具中，在50℃環境下保持2h后轉入高壓蒸汽滅菌鍋內于121℃保持20min獲得凝膠初品；

步驟三：將步驟二中的初品凝膠用蒸餾水浸泡洗滌5天，每6h換一次洗滌水，除去鹽分和殘留交聯劑；將洗滌后的初品凝膠轉移至高壓蒸汽滅菌鍋中繼續121℃保持2h，然后再次用蒸餾水浸泡洗滌2天，控制交聯劑的殘留總量低于2μg/g，獲得多孔濕凝膠樣品；

步驟四：步驟三中的樣品在室溫下浸泡于5%(wt)的阿莫西林溶液中24h后，在-80℃冰箱預凍3h，轉入真空冷凍干燥機凍干，以≥25kgy的照射劑量進行co-60輻照滅菌，即可得到新型的高透氣性的不粘連傷口的燒燙傷敷料。

圖2為制備的燒燙傷凝膠敷料的樣品照片，可見其外觀上呈不透明乳白色。圖3為燒燙傷凝膠敷料微觀形貌圖（sem圖），可以看出其為多孔結構，孔壁為球形顆粒相互粘連而成，孔徑一般在幾十納米到幾個微米不等，孔結構較為均勻且致密貫通，經檢測其孔隙率可達85.4%。

將本實例步驟四中制備得到的凍干前濕燒燙傷敷料進行循環壓縮測試，發現其最大壓縮應變約為70-75%，對應壓縮應力可達約2.8mpa；細胞學實驗表明本實例制備的敷料生物相容性良好。

利用注射器進行燒燙傷敷料的透氣性實驗（圖4）。從實驗結果知本發明制備的敷料透氣性良好，傷口不易因為長時間不透氣而潰爛。

圖5是本實例的敷料截留細菌、雜質和的示意圖。利用本發明制備的敷料過濾含有雜質的細菌溶液或藥物溶液，發現藥物分子可自由通過，而細菌被截留，這說明本發明制備的敷料可以保持創面的潤濕性，具有抗菌性。圖6為本實例的敷料的保持創面潤濕性實驗，結果是水分可自由通過敷料，從而可確保持創面的潤濕性，使創面不會干裂，影響傷口愈合。

實施例2燒燙傷敷料的制備

步驟一：將水溶性蛋白bsa溶于10ml蒸餾水得到濃度為100mg/ml的bsa溶液，加入濃度均為2%的交聯劑β-二亞胺鋅配合物和1，2，7，8-二環氧辛烷各1ml，再加入10mg/ml的nacl溶液2ml，混合均勻，并用稀鹽酸調節溶液ph為3.5；

步驟二：將步驟一中的混合溶液分裝于模具中，在60℃環境下保持2h后轉入高壓蒸汽滅菌鍋內于121℃保持20min獲得凝膠初品；

步驟三：步驟二中的初品凝膠用蒸餾水浸泡洗滌5天，每6h換一次洗滌水，除去鹽分和殘留交聯劑；將洗滌后的初品凝膠轉移至高壓蒸汽滅菌鍋中繼續121℃保持2h，然后再次用蒸餾水浸泡洗滌2天，控制交聯劑的殘留總量低于2μg/g，獲得多孔濕凝膠樣品；

步驟四：步驟三中的樣品在室溫下浸泡于3%(wt)的阿莫西林溶液中48h后，在-80℃冰箱預凍3h，轉入真空冷凍干燥機凍干，以≥25kgy的照射劑量進行co-60輻照滅菌，即可得到新型的高透氣性的不粘連傷口的燒燙傷敷料。

該實施例中所得的燒燙傷敷料與實施例1中所得燒燙傷敷料理化性能相似。

實施例3燒燙傷敷料的制備

步驟一：將α-乳清蛋白溶于10ml蒸餾水得到濃度為100mg/ml的溶液，加入濃度均為1%的交聯劑β-二亞胺鋅配合物和1，2，7，8-二環氧辛烷各2ml，再加入50mg/ml的nano3溶液2ml，混合均勻，并用稀鹽酸調節溶液ph為5.5；

步驟二：將步驟一中的混合溶液分裝于模具中，在50℃環境下保持2h后轉入高壓蒸汽滅菌鍋內于121℃保持20min獲得凝膠初品；

步驟三：步驟二中的初品凝膠用蒸餾水浸泡洗滌5天，每6h換一次洗滌水，除去鹽分和殘留交聯劑；將洗滌后的初品凝膠轉移至高壓蒸汽滅菌鍋中繼續121℃保持2h，然后再次用蒸餾水浸泡洗滌2天，控制交聯劑的殘留總量低于2μg/g，獲得多孔濕凝膠樣品；

步驟四：步驟三中的樣品在室溫下浸泡于4%(wt)的頭孢克洛溶液中48h后，在-80℃冰箱預凍3h，轉入真空冷凍干燥機凍干，以≥25kgy的照射劑量進行co-60輻照滅菌，即可得到新型的高透氣性的不粘連傷口的創傷敷料。

該實施例中所得的燒燙傷敷料與實施例1中所得燒燙傷敷料理化性能相似。

實施例4制備燒燙傷敷料的不同交聯方式對比實驗

步驟一：重復實施實例1實驗過程，僅將反應中的兩種交聯劑改為一種交聯劑β-二亞胺鋅配合物，所制備的燒燙傷敷料質地柔軟，通過力學性質檢測發現其壓縮應力約520kpa，不再具備實施實例1中水凝膠所具備的良好的吸水溶脹性和可復原性能；

步驟二：重復實施實例1實驗過程，僅將反應中的兩種交聯劑改為一種交聯劑1，2，7，8-二環氧辛烷，獲得的燒燙傷敷料抗壓強度較小，其壓縮應力約為640kpa，其吸水溶脹性能和可復原性能大大減弱。

本實施例實驗表明，僅改變復合交聯劑為其中的任意一種，所得到的水凝膠不再具有原來的優異機械力學特性，說明實施實例1中復合交聯實驗方案具有創新性。