一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用的制作方法
专利名称：一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及医用辅料领域，具体涉及一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用。
背景技术：
伤口是一种对人体皮肤的完整性和连续性的破坏。日常生活中，伤口的种类很多，包括由机械、电、热、化学等因素造成的烧伤，以及由于患者的生理病态形成的慢性创伤。老年人中经常出现由于血液循环不良引起的褥疮、溃疡等慢性伤口。近年来，随着全球人口的老龄化，慢性溃疡性伤口在全球，特别是欧美国家呈现大幅增多的趋势。
医用敷料是一种覆盖创面、辅助伤口愈合的材料。自1980年代至今，随着科技的进步和人们对伤口愈合过程和伤口护理过程的深入理解，许多新型的材料被应用在医用敷料的制备中。在高科技医用敷料市场上，目前应用比较多的材料包括海藻酸钙纤维、聚氨酯薄膜和泡沫、水胶体、水凝胶、羧甲基纤维素等材料。当这些被称为“湿法疗法”产品的医用敷料覆盖在伤口上后，伤口渗出液的全部或部分被保持在敷料的结构中，在伤口表面形成一个湿润的微环境。由于湿润的基质对上皮细胞的涌移和增殖有促进作用，因此，这种“湿法疗法”产品能加快伤口的愈合速度。
在伤口的愈合过程中，锌离子起到很重要的作用。锌离子既有很好的抗菌性能，也有辅助伤口愈合的功能。锌是人体必需的微量金属元素之一，缺锌可以严重影响伤口的愈合。而人体伤口的形成会造成锌离子的损失。烧伤面积10％～33％的病人平均每日尿锌排出量是正常人的2倍，烧伤面积34％～77％的病人尿锌排出量是正常人的5倍。给创面补锌可以起到促进伤口愈合的作用。
海藻酸是从天然海藻内提取的一种水溶性高分子多糖，它是一种由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成的天然高分子共聚物，α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸的化学结构如下
海藻酸广泛存在于褐藻之中，干燥的褐藻一般含有约20％的海藻酸。从海藻中提取海藻酸的过程包括在收获海藻之后，将海藻经水洗、磨碎，然后用碱溶液溶解藻体内的海藻酸。经过进一步的分离与过滤，从海藻内提取出的海藻酸在经过干燥和磨碎后形成水溶性的海藻酸钠粉末。海藻酸钠溶解于水后，其水溶液可以与二价金属离子结合形成不溶于水的胶体。
海藻酸钠还可以通过湿法纺丝工艺加工成纤维。海藻酸钠在溶解于水后形成溶液，含5％(质量百分浓度)海藻酸钠的纺丝溶液可以通过喷丝孔被挤入1％(质量百分浓度)的氯化钙水溶液后形成海藻酸钙丝条，经过进一步的水洗、干燥等工艺形成海藻酸钙纤维。由海藻酸钙纤维加工成的无纺布具有很高的吸湿性能，是用于治疗流血流脓较多的伤口的优良的医用敷料。1980年代以来，西方各国医疗界对海藻酸钙纤维与医用敷料作了许多详细的临床研究，已经证明其护理伤口的优良性能。目前欧美市场上已经有很多种类的海藻酸医用敷料。
海藻酸钠水溶液通过喷丝孔挤入氯化锌水溶液后可以形成海藻酸锌丝条，经过进一步的水洗、干燥等工艺形成海藻酸锌纤维。海藻酸锌纤维在加工成无纺布后与海藻酸钙无纺布具有相似的高吸湿性能，并且由于锌离子的释放，具有更好的止血性能。
发明内容
本发明利用海藻酸钠与锌离子结合后可形成不溶于水的胶体，以及海藻酸锌纤维既可释放锌离子又具有纤维稳定性的特性，提供了一种具有很高给湿性能和良好敷贴功能的新型含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用。
一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成；其中，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。
由于海藻酸钠是水溶性的，而海藻酸锌是不溶于水的，为了使形成的水凝胶既有好的给湿性，又有较好的流动性，以能够方便地涂抹覆盖在伤口上，优选 海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～4，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～35。
进一步优选，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶1，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶20。
所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括如下步骤 (1)将海藻酸锌纤维与占水总重量四分之一至二分之一的水混合，制得海藻酸锌纤维溶液； (2)将海藻酸钠粉末溶解于余量的水中，制得海藻酸钠溶液； (3)将上述海藻酸锌纤维溶液与海藻酸钠溶液混合，搅拌均匀，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
所述的海藻酸锌纤维的长度优选为15mm。
本发明含锌水凝胶医用敷料的制备还可将海藻酸锌纤维事先加工成无纺布，然后与海藻酸钠水溶液结合。这样形成的含锌水凝胶医用敷料中保持了无纺布的结构，可以直接敷贴在伤口上。具体的制备方法，包括如下步骤 (1)将海藻酸钠粉末溶解于水中，制得海藻酸钠溶液； (2)将采用海藻酸锌纤维制备的无纺布放入海藻酸钠溶液中放置至形成胶体，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
所述的海藻酸锌纤维可选用市售产品也可根据本领域常规的制备方法自行制备，其制备方法一般包括将海藻酸钠溶解于水后形成的纺丝溶液通过喷丝孔挤入氯化锌水溶液后形成海藻酸锌纤维，该纤维的长度一般为5mm～100mm。
本发明含锌水凝胶医用敷料中的海藻酸锌纤维在与溶液中的海藻酸钠结合后，会把纤维中的一部分锌离子释放出来，进入溶液后与溶液中的海藻酸钠结合形成海藻酸锌胶体，而纤维本身在离子交换后被转换成海藻酸钠，形成高度膨胀的纤维状水凝胶。这样形成的水凝胶胶体结合了海藻酸水凝胶的给湿性能，以及纤维的结构稳定性，既具有很高的给湿性能，又具有良好的敷贴功能。
所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料可用于制备治疗伤口用医用辅料中。
水凝胶特别适用于常见的体表创伤，如擦伤、划伤、褥疮等各种皮肤损伤。对于这些伤口，临床上一般用无菌纱布及外用抗生素处理。由于普通纱布易与受损的皮肤组织粘连，换药时常常破坏新生的上皮和肉芽组织，引起出血，使病人疼痛难忍。用水凝胶敷料敷贴伤口时，它不但不粘连伤口、不破坏新生组织，而且能杀死各种细菌、避免伤口感染。
本发明的含锌水凝胶医用敷料在性能、功效上极大的区别于一般的水凝胶医用敷料，由于分散于胶体中的高吸湿性海藻酸锌纤维而具有持续稳定的“补水”作用。与一般水凝胶相比较，由于作为中间产品的海藻酸纤维基料能稳定、持续地给水，在营养性、透气性、清洁性以及方便性方面具有很好的性能。特别是制备本发明含锌水凝胶医用敷料中使用的海藻酸锌纤维含有能辅助伤口愈合的锌离子，具有一定的抑制细菌增长的性能。
临床上可以通过口服及创面为人体提供锌离子。在创面上敷贴含锌医用敷料可以起到为创面局部补充锌离子的作用，使创面直接获得锌。组织学检查证实，创面补锌后皮下的肉芽组织、毛细血管和成纤维细胞比口服补锌更丰富。
现有技术制备含锌医用敷料传统上以氧化锌和硫酸锌为创面提供锌离子。由于硫酸锌是水溶性的，应用时不能起到缓释作用。而氧化锌不溶于水，不能有效地释放出锌离子。本发明利用海藻酸锌纤维释放出的锌离子与海藻酸钠的水溶液结合形成含锌水凝胶医用敷料。在与伤口渗出液中的钠离子接触后，可以持续地释放出对伤口愈合有促进作用的锌离子。
海藻酸锌纤维释放锌离子的试验 称取5g海藻酸锌纤维，放入40倍纤维重量(200g)的A溶液中，用磁力搅拌机搅拌，室温下在0.5小时、1小时、3小时、8小时、24小时5个时间点上分别用10mL移液管移取液体至1000mL容量瓶定容，过滤，取滤后部分液体至50mL试剂瓶存放，测定溶液中锌离子的含量，结果见表1。
英国药典在形成海藻酸医用敷料的测试方法的过程中提出了含钠离子和钙离子的A溶液作为标准测试液，这种含钠和钙离子的A溶液模拟了伤口渗出液中的钙离子和钠离子的含量，由CaCl2·2H2O和NaCl溶于水配制而成，其中CaCl2·2H2O的浓度为2.5毫摩尔/升，NaCl的浓度为142毫摩尔/升。A溶液可以由8.3克NaCl和0.367克CaCl2·2H2O稀释至1升后配置。
表1 当海藻酸锌纤维与含钠离子的A溶液接触后溶液中锌离子的浓度 表1中的结果显示当海藻酸锌纤维与含钠离子的A溶液接触后，锌离子可以从纤维上释放到溶液中。
对本发明含锌海藻酸水凝胶医用敷料进行给湿试验显示，本发明水凝胶医用敷料具有很高的给湿性能且优于目前市售产品。经实验证明，本发明含锌水凝胶医用敷料使用方便，安全无毒。
本发明含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，操作简单，适于工业化生产。
具体实施例方式 实施例1～5 含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备 将海藻酸锌纤维切成15mm长的短纤维。按照表2的配制条件制备不同的含锌海藻酸水凝胶。在配制实施例1的样品时，称取1克海藻酸锌纤维和50毫升水混合，称取9克海藻酸钠溶解于150毫升水中，然后把上述二个溶液混合，即制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
由于锌离子从纤维中释放进入溶液使溶液中的海藻酸钠交链形成胶体。实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的样品依次按照表2显示的配制条件制备，得到不同组分组成的含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
表2 不同组分的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备条件
实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿试验 把17.5克的明胶和32.5克的A溶液混合后，在60℃水浴中使明胶充分溶解，然后倒入直径为90mm的表面皿，冷却后明胶溶液凝固成一层类似皮肤的胶体。在明胶上放置一层孔径为100微米的尼龙网，而后在尼龙网上放一个直径为35mm、高度为10mm的塑料管，把5克实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料均匀地放置在塑料管中后把表面皿封闭，在20℃～22℃静置48小时后把含锌海藻酸水凝胶医用敷料、塑料管和尼龙网从明胶上去除，测定在测试前后明胶的重量差别。35％(质量百分含量)的明胶代表了干燥的皮肤(即模拟皮肤)，在测试中类似皮肤的胶体增加的重量即为含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿量，结果见表3。
表3含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量 从表3可以看出，含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与模拟皮肤接触后均可以为皮肤提供水分，临床上可以起到为伤口提供一个湿润的愈合环境的作用。
比较试验 以本发明实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料为代表，与英国SSL公司生产的商品名为Sterigel的水凝胶(Sterigel水凝胶)进行给湿量比较试验。
把明胶和A溶液混合后，在60℃水浴中使明胶充分溶解，然后倒入直径为90mm的表面皿，冷却后明胶溶液凝固成一层类似皮肤的胶体。将实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料和Sterigel水凝胶分别与不同浓度的明胶接触，测定给湿量，结果见表4。
表4含锌海藻酸水凝胶医用敷料与Sterigel水凝胶的给湿量比较
表4显示了在与不同浓度的明胶接触后，实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料和Sterigel水凝胶的给湿量。在明胶质量百分浓度为20％时，二种水凝胶具有从明胶中吸收水分的功能，说明当含锌海藻酸水凝胶医用敷料使用在潮湿的伤口上时具有从伤口上吸收脓血的作用。当明胶质量百分浓度高于20％时，二种水凝胶具有为明胶提供水分的作用，临床上，当这二种水凝胶产品被使用在具有干痂的伤口上时，水凝胶中的水分被转移到干痂结构中，在酶的作用下使其分解，进而起到清洁创面的作用。比较试验结果表明含锌海藻酸水凝胶医用敷料比Sterigel水凝胶有更好的使用性能。
实施例6～9 片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备 用电子天平称取5g海藻酸钠和95g防腐剂丙二醇，量筒量取400mL蒸馏水，倒入1000mL烧杯中，搅拌至充分溶解，形成质量浓度为1％的海藻酸钠水溶液。
按直径为90mm的培养皿形状剪取海藻酸锌纤维制备的无纺布，称量后按无纺布重量的40倍计算出所需的海藻酸钠溶液量，称取溶液并倒入培养皿中，静置2min～3min脱泡，加入海藻酸锌纤维无纺布，常温下放置24h后，由于锌离子从海藻酸锌纤维中释放出来使溶液中的海藻酸钠形成胶体，即片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
采用同样方法，按照海藻酸钠溶液与无纺布之间的重量比为30∶1、45∶1、50∶1制备不同的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿性能 按照上述实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿试验中的方法制备质量百分浓度为35％的明胶水溶液，冷却后形成模拟皮肤。把实施例6中制备的不同比例的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料切成2cm×2cm的片，放置在明胶上后，把表面皿封闭，在20℃～22℃静置48小时后把片状含锌海藻酸医用敷料从明胶上去除，测定在测试前后含锌海藻酸医用敷料重量。表5显示了不同比例的含锌海藻酸医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量。
表5 不同比例的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量 从表5可看出，当海藻酸钠溶液与无纺布的重量比为30∶1时，由于得到的含锌海藻酸医用敷料中的固体含量高，在与模拟皮肤接触时胶体从皮肤上吸收水分，临床上可以吸收伤口产生的渗出液。而当海藻酸钠溶液与无纺布之间的重量比在40∶1以上时，得到的含锌海藻酸医用敷料有明显的给水作用，可以起到为伤口给湿的作用。
实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料抗菌性能测试 在1000mL烧杯中加入800mL水，加入5g牛肉膏、10g蛋白胨、5gNaCl，加热溶解后定容至1000mL，再用质量百分浓度为10％的NaOH水溶液调pH至7.2～7.5，制得液体培养基。
将调好pH的液体培养基在沸腾状态下加入20g琼脂，不断搅拌直至完全溶解为止。琼脂完全溶解后，补充加热过程中蒸发的水分。将溶解的琼脂溶液倒入直径为90毫米的培养皿中，冷却后形成琼脂胶。
在琼脂胶中间割出一条10mm宽的培养基后使培养皿中的琼脂胶形成互相独立的二片，在一边的培养基上均匀涂上菌种。把一条10mm宽的敷料搭在两块培养基上形成一座桥后在二片琼脂胶中间加入少量纯净水，敷料分别选用普通海藻酸钙医用敷料以及实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料。恒温37℃培养24h后观察平板上细菌的生长情况。
结果显示细菌沿普通海藻酸钙敷料扩散，并且在未涂上菌种的琼脂胶上繁殖后形成菌落；细菌未沿实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料扩散，并且没有在未涂上菌种的琼脂胶上繁殖后形成菌落。本发明实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料具有阻止细菌扩散的性能。
权利要求
1.一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成；其中，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。
2.如权利要求1所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料，其特征在于，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～4，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～35。
3.如权利要求2所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料，其特征在于，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶1，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶20。
4.如权利要求1～3任一项所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括步骤
(1)将海藻酸锌纤维与占水总重量四分之一至二分之一的水混合，制得海藻酸锌纤维溶液；
(2)将海藻酸钠粉末溶解于余量的水中，制得海藻酸钠溶液；
(3)将上述海藻酸锌纤维溶液与海藻酸钠溶液混合，搅拌均匀，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的海藻酸锌纤维的长度为15mm。
6.如权利要求1～3任一项所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括步骤
(1)将海藻酸钠粉末溶解于水中，制得海藻酸钠溶液；
(2)将采用海藻酸锌纤维制备的无纺布放入海藻酸钠溶液中放置至形成胶体，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
7.如权利要求1所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料在制备治疗伤口用医用辅料中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，该含锌海藻酸水凝胶医用敷料由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成，其中海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。经实验证明，本发明水凝胶医用敷料具有很高的给湿性能，且使用方便，安全无毒，可用于制备治疗伤口用医用辅料。该含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法操作简单，适于工业化生产。
文档编号A61L15/28GK101757681SQ20101003952
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者秦益民 申请人:嘉兴学院
技术领域：
本发明涉及医用辅料领域，具体涉及一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用。
背景技术：
伤口是一种对人体皮肤的完整性和连续性的破坏。日常生活中，伤口的种类很多，包括由机械、电、热、化学等因素造成的烧伤，以及由于患者的生理病态形成的慢性创伤。老年人中经常出现由于血液循环不良引起的褥疮、溃疡等慢性伤口。近年来，随着全球人口的老龄化，慢性溃疡性伤口在全球，特别是欧美国家呈现大幅增多的趋势。
医用敷料是一种覆盖创面、辅助伤口愈合的材料。自1980年代至今，随着科技的进步和人们对伤口愈合过程和伤口护理过程的深入理解，许多新型的材料被应用在医用敷料的制备中。在高科技医用敷料市场上，目前应用比较多的材料包括海藻酸钙纤维、聚氨酯薄膜和泡沫、水胶体、水凝胶、羧甲基纤维素等材料。当这些被称为“湿法疗法”产品的医用敷料覆盖在伤口上后，伤口渗出液的全部或部分被保持在敷料的结构中，在伤口表面形成一个湿润的微环境。由于湿润的基质对上皮细胞的涌移和增殖有促进作用，因此，这种“湿法疗法”产品能加快伤口的愈合速度。
在伤口的愈合过程中，锌离子起到很重要的作用。锌离子既有很好的抗菌性能，也有辅助伤口愈合的功能。锌是人体必需的微量金属元素之一，缺锌可以严重影响伤口的愈合。而人体伤口的形成会造成锌离子的损失。烧伤面积10％～33％的病人平均每日尿锌排出量是正常人的2倍，烧伤面积34％～77％的病人尿锌排出量是正常人的5倍。给创面补锌可以起到促进伤口愈合的作用。
海藻酸是从天然海藻内提取的一种水溶性高分子多糖，它是一种由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成的天然高分子共聚物，α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸的化学结构如下
海藻酸广泛存在于褐藻之中，干燥的褐藻一般含有约20％的海藻酸。从海藻中提取海藻酸的过程包括在收获海藻之后，将海藻经水洗、磨碎，然后用碱溶液溶解藻体内的海藻酸。经过进一步的分离与过滤，从海藻内提取出的海藻酸在经过干燥和磨碎后形成水溶性的海藻酸钠粉末。海藻酸钠溶解于水后，其水溶液可以与二价金属离子结合形成不溶于水的胶体。
海藻酸钠还可以通过湿法纺丝工艺加工成纤维。海藻酸钠在溶解于水后形成溶液，含5％(质量百分浓度)海藻酸钠的纺丝溶液可以通过喷丝孔被挤入1％(质量百分浓度)的氯化钙水溶液后形成海藻酸钙丝条，经过进一步的水洗、干燥等工艺形成海藻酸钙纤维。由海藻酸钙纤维加工成的无纺布具有很高的吸湿性能，是用于治疗流血流脓较多的伤口的优良的医用敷料。1980年代以来，西方各国医疗界对海藻酸钙纤维与医用敷料作了许多详细的临床研究，已经证明其护理伤口的优良性能。目前欧美市场上已经有很多种类的海藻酸医用敷料。
海藻酸钠水溶液通过喷丝孔挤入氯化锌水溶液后可以形成海藻酸锌丝条，经过进一步的水洗、干燥等工艺形成海藻酸锌纤维。海藻酸锌纤维在加工成无纺布后与海藻酸钙无纺布具有相似的高吸湿性能，并且由于锌离子的释放，具有更好的止血性能。
发明内容
本发明利用海藻酸钠与锌离子结合后可形成不溶于水的胶体，以及海藻酸锌纤维既可释放锌离子又具有纤维稳定性的特性，提供了一种具有很高给湿性能和良好敷贴功能的新型含锌海藻酸水凝胶医用敷料及其制备方法和应用。
一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成；其中，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。
由于海藻酸钠是水溶性的，而海藻酸锌是不溶于水的，为了使形成的水凝胶既有好的给湿性，又有较好的流动性，以能够方便地涂抹覆盖在伤口上，优选 海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～4，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～35。
进一步优选，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶1，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶20。
所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括如下步骤 (1)将海藻酸锌纤维与占水总重量四分之一至二分之一的水混合，制得海藻酸锌纤维溶液； (2)将海藻酸钠粉末溶解于余量的水中，制得海藻酸钠溶液； (3)将上述海藻酸锌纤维溶液与海藻酸钠溶液混合，搅拌均匀，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
所述的海藻酸锌纤维的长度优选为15mm。
本发明含锌水凝胶医用敷料的制备还可将海藻酸锌纤维事先加工成无纺布，然后与海藻酸钠水溶液结合。这样形成的含锌水凝胶医用敷料中保持了无纺布的结构，可以直接敷贴在伤口上。具体的制备方法，包括如下步骤 (1)将海藻酸钠粉末溶解于水中，制得海藻酸钠溶液； (2)将采用海藻酸锌纤维制备的无纺布放入海藻酸钠溶液中放置至形成胶体，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
所述的海藻酸锌纤维可选用市售产品也可根据本领域常规的制备方法自行制备，其制备方法一般包括将海藻酸钠溶解于水后形成的纺丝溶液通过喷丝孔挤入氯化锌水溶液后形成海藻酸锌纤维，该纤维的长度一般为5mm～100mm。
本发明含锌水凝胶医用敷料中的海藻酸锌纤维在与溶液中的海藻酸钠结合后，会把纤维中的一部分锌离子释放出来，进入溶液后与溶液中的海藻酸钠结合形成海藻酸锌胶体，而纤维本身在离子交换后被转换成海藻酸钠，形成高度膨胀的纤维状水凝胶。这样形成的水凝胶胶体结合了海藻酸水凝胶的给湿性能，以及纤维的结构稳定性，既具有很高的给湿性能，又具有良好的敷贴功能。
所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料可用于制备治疗伤口用医用辅料中。
水凝胶特别适用于常见的体表创伤，如擦伤、划伤、褥疮等各种皮肤损伤。对于这些伤口，临床上一般用无菌纱布及外用抗生素处理。由于普通纱布易与受损的皮肤组织粘连，换药时常常破坏新生的上皮和肉芽组织，引起出血，使病人疼痛难忍。用水凝胶敷料敷贴伤口时，它不但不粘连伤口、不破坏新生组织，而且能杀死各种细菌、避免伤口感染。
本发明的含锌水凝胶医用敷料在性能、功效上极大的区别于一般的水凝胶医用敷料，由于分散于胶体中的高吸湿性海藻酸锌纤维而具有持续稳定的“补水”作用。与一般水凝胶相比较，由于作为中间产品的海藻酸纤维基料能稳定、持续地给水，在营养性、透气性、清洁性以及方便性方面具有很好的性能。特别是制备本发明含锌水凝胶医用敷料中使用的海藻酸锌纤维含有能辅助伤口愈合的锌离子，具有一定的抑制细菌增长的性能。
临床上可以通过口服及创面为人体提供锌离子。在创面上敷贴含锌医用敷料可以起到为创面局部补充锌离子的作用，使创面直接获得锌。组织学检查证实，创面补锌后皮下的肉芽组织、毛细血管和成纤维细胞比口服补锌更丰富。
现有技术制备含锌医用敷料传统上以氧化锌和硫酸锌为创面提供锌离子。由于硫酸锌是水溶性的，应用时不能起到缓释作用。而氧化锌不溶于水，不能有效地释放出锌离子。本发明利用海藻酸锌纤维释放出的锌离子与海藻酸钠的水溶液结合形成含锌水凝胶医用敷料。在与伤口渗出液中的钠离子接触后，可以持续地释放出对伤口愈合有促进作用的锌离子。
海藻酸锌纤维释放锌离子的试验 称取5g海藻酸锌纤维，放入40倍纤维重量(200g)的A溶液中，用磁力搅拌机搅拌，室温下在0.5小时、1小时、3小时、8小时、24小时5个时间点上分别用10mL移液管移取液体至1000mL容量瓶定容，过滤，取滤后部分液体至50mL试剂瓶存放，测定溶液中锌离子的含量，结果见表1。
英国药典在形成海藻酸医用敷料的测试方法的过程中提出了含钠离子和钙离子的A溶液作为标准测试液，这种含钠和钙离子的A溶液模拟了伤口渗出液中的钙离子和钠离子的含量，由CaCl2·2H2O和NaCl溶于水配制而成，其中CaCl2·2H2O的浓度为2.5毫摩尔/升，NaCl的浓度为142毫摩尔/升。A溶液可以由8.3克NaCl和0.367克CaCl2·2H2O稀释至1升后配置。
表1 当海藻酸锌纤维与含钠离子的A溶液接触后溶液中锌离子的浓度 表1中的结果显示当海藻酸锌纤维与含钠离子的A溶液接触后，锌离子可以从纤维上释放到溶液中。
对本发明含锌海藻酸水凝胶医用敷料进行给湿试验显示，本发明水凝胶医用敷料具有很高的给湿性能且优于目前市售产品。经实验证明，本发明含锌水凝胶医用敷料使用方便，安全无毒。
本发明含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，操作简单，适于工业化生产。
具体实施例方式 实施例1～5 含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备 将海藻酸锌纤维切成15mm长的短纤维。按照表2的配制条件制备不同的含锌海藻酸水凝胶。在配制实施例1的样品时，称取1克海藻酸锌纤维和50毫升水混合，称取9克海藻酸钠溶解于150毫升水中，然后把上述二个溶液混合，即制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
由于锌离子从纤维中释放进入溶液使溶液中的海藻酸钠交链形成胶体。实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的样品依次按照表2显示的配制条件制备，得到不同组分组成的含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
表2 不同组分的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备条件
实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿试验 把17.5克的明胶和32.5克的A溶液混合后，在60℃水浴中使明胶充分溶解，然后倒入直径为90mm的表面皿，冷却后明胶溶液凝固成一层类似皮肤的胶体。在明胶上放置一层孔径为100微米的尼龙网，而后在尼龙网上放一个直径为35mm、高度为10mm的塑料管，把5克实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料均匀地放置在塑料管中后把表面皿封闭，在20℃～22℃静置48小时后把含锌海藻酸水凝胶医用敷料、塑料管和尼龙网从明胶上去除，测定在测试前后明胶的重量差别。35％(质量百分含量)的明胶代表了干燥的皮肤(即模拟皮肤)，在测试中类似皮肤的胶体增加的重量即为含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿量，结果见表3。
表3含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量 从表3可以看出，含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与模拟皮肤接触后均可以为皮肤提供水分，临床上可以起到为伤口提供一个湿润的愈合环境的作用。
比较试验 以本发明实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料为代表，与英国SSL公司生产的商品名为Sterigel的水凝胶(Sterigel水凝胶)进行给湿量比较试验。
把明胶和A溶液混合后，在60℃水浴中使明胶充分溶解，然后倒入直径为90mm的表面皿，冷却后明胶溶液凝固成一层类似皮肤的胶体。将实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料和Sterigel水凝胶分别与不同浓度的明胶接触，测定给湿量，结果见表4。
表4含锌海藻酸水凝胶医用敷料与Sterigel水凝胶的给湿量比较
表4显示了在与不同浓度的明胶接触后，实施例5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料和Sterigel水凝胶的给湿量。在明胶质量百分浓度为20％时，二种水凝胶具有从明胶中吸收水分的功能，说明当含锌海藻酸水凝胶医用敷料使用在潮湿的伤口上时具有从伤口上吸收脓血的作用。当明胶质量百分浓度高于20％时，二种水凝胶具有为明胶提供水分的作用，临床上，当这二种水凝胶产品被使用在具有干痂的伤口上时，水凝胶中的水分被转移到干痂结构中，在酶的作用下使其分解，进而起到清洁创面的作用。比较试验结果表明含锌海藻酸水凝胶医用敷料比Sterigel水凝胶有更好的使用性能。
实施例6～9 片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备 用电子天平称取5g海藻酸钠和95g防腐剂丙二醇，量筒量取400mL蒸馏水，倒入1000mL烧杯中，搅拌至充分溶解，形成质量浓度为1％的海藻酸钠水溶液。
按直径为90mm的培养皿形状剪取海藻酸锌纤维制备的无纺布，称量后按无纺布重量的40倍计算出所需的海藻酸钠溶液量，称取溶液并倒入培养皿中，静置2min～3min脱泡，加入海藻酸锌纤维无纺布，常温下放置24h后，由于锌离子从海藻酸锌纤维中释放出来使溶液中的海藻酸钠形成胶体，即片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
采用同样方法，按照海藻酸钠溶液与无纺布之间的重量比为30∶1、45∶1、50∶1制备不同的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿性能 按照上述实施例1～5制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的给湿试验中的方法制备质量百分浓度为35％的明胶水溶液，冷却后形成模拟皮肤。把实施例6中制备的不同比例的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料切成2cm×2cm的片，放置在明胶上后，把表面皿封闭，在20℃～22℃静置48小时后把片状含锌海藻酸医用敷料从明胶上去除，测定在测试前后含锌海藻酸医用敷料重量。表5显示了不同比例的含锌海藻酸医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量。
表5 不同比例的片状含锌海藻酸水凝胶医用敷料在与35％的明胶接触后的给湿量 从表5可看出，当海藻酸钠溶液与无纺布的重量比为30∶1时，由于得到的含锌海藻酸医用敷料中的固体含量高，在与模拟皮肤接触时胶体从皮肤上吸收水分，临床上可以吸收伤口产生的渗出液。而当海藻酸钠溶液与无纺布之间的重量比在40∶1以上时，得到的含锌海藻酸医用敷料有明显的给水作用，可以起到为伤口给湿的作用。
实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料抗菌性能测试 在1000mL烧杯中加入800mL水，加入5g牛肉膏、10g蛋白胨、5gNaCl，加热溶解后定容至1000mL，再用质量百分浓度为10％的NaOH水溶液调pH至7.2～7.5，制得液体培养基。
将调好pH的液体培养基在沸腾状态下加入20g琼脂，不断搅拌直至完全溶解为止。琼脂完全溶解后，补充加热过程中蒸发的水分。将溶解的琼脂溶液倒入直径为90毫米的培养皿中，冷却后形成琼脂胶。
在琼脂胶中间割出一条10mm宽的培养基后使培养皿中的琼脂胶形成互相独立的二片，在一边的培养基上均匀涂上菌种。把一条10mm宽的敷料搭在两块培养基上形成一座桥后在二片琼脂胶中间加入少量纯净水，敷料分别选用普通海藻酸钙医用敷料以及实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料。恒温37℃培养24h后观察平板上细菌的生长情况。
结果显示细菌沿普通海藻酸钙敷料扩散，并且在未涂上菌种的琼脂胶上繁殖后形成菌落；细菌未沿实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料扩散，并且没有在未涂上菌种的琼脂胶上繁殖后形成菌落。本发明实施例1～9制备的含锌海藻酸水凝胶医用敷料具有阻止细菌扩散的性能。
权利要求
1.一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成；其中，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。
2.如权利要求1所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料，其特征在于，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～4，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～35。
3.如权利要求2所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料，其特征在于，海藻酸锌纤维与海藻酸钠粉末的重量比为1∶1，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶20。
4.如权利要求1～3任一项所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括步骤
(1)将海藻酸锌纤维与占水总重量四分之一至二分之一的水混合，制得海藻酸锌纤维溶液；
(2)将海藻酸钠粉末溶解于余量的水中，制得海藻酸钠溶液；
(3)将上述海藻酸锌纤维溶液与海藻酸钠溶液混合，搅拌均匀，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的海藻酸锌纤维的长度为15mm。
6.如权利要求1～3任一项所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法，包括步骤
(1)将海藻酸钠粉末溶解于水中，制得海藻酸钠溶液；
(2)将采用海藻酸锌纤维制备的无纺布放入海藻酸钠溶液中放置至形成胶体，制得含锌海藻酸水凝胶医用敷料。
7.如权利要求1所述的含锌海藻酸水凝胶医用敷料在制备治疗伤口用医用辅料中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种含锌海藻酸水凝胶医用敷料，该含锌海藻酸水凝胶医用敷料由海藻酸锌纤维、海藻酸钠粉末和水组成，其中海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的重量比为1∶0.4～9，海藻酸锌纤维和海藻酸钠粉末的总重量与水的重量之比为1∶10～100。经实验证明，本发明水凝胶医用敷料具有很高的给湿性能，且使用方便，安全无毒，可用于制备治疗伤口用医用辅料。该含锌海藻酸水凝胶医用敷料的制备方法操作简单，适于工业化生产。
文档编号A61L15/28GK101757681SQ20101003952
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者秦益民 申请人:嘉兴学院
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