一种pH响应型双载药仿生伤口敷料及其制备方法

allin2025-03-20  28


本发明涉及创伤修复,尤其涉及一种ph响应型双载药仿生伤口敷料及其制备方法。


背景技术:

1、皮肤是人体最大的器官,具有重要的屏障保护作用。它能有效防止体内水分、电解质和其他物质的流失,并能防止外部环境中有害物质的侵入。皮肤具有三层结构,即表皮层、真皮层和皮下组织。表皮层是皮肤最外面的一层,由大量的角质形成细胞和少量的黑色素细胞、郎格罕细胞组成,平均厚度为0.2mm;真皮层由成纤维细胞填充,含有大量的毛囊、汗腺和血管等皮肤附属物;皮下组织由脂肪和胶原细胞构成。

2、当皮肤发生损伤时,机体会触发一个复杂的愈合过程来修复受损的组织。正常的皮肤伤口愈合包含四个重叠的阶段,即止血、炎症、增殖和重塑。在伤口愈合的止血阶段人体会通过神经反射机制促进血管平滑肌细胞收缩,使受损血管迅速收缩从而引发止血。随后,血小板在伤口处聚集形成血凝块有效阻止出血。最后,血小板破裂并释放生长因子,从而吸引中性粒细胞、巨噬细胞和成纤维细胞,这些细胞会在随后的愈合阶段发挥重要作用。炎症阶段是通过形成免疫屏障,保护伤口不被微生物感染的过程。早期炎症阶段发生在皮肤受损后的24~36h,中性粒细胞吞噬微生物和异物,然后被挤压到伤口的表面,被巨噬细胞吞噬。后期的炎症阶段发生在皮肤受损后的36~72h,巨噬细胞吞噬微生物、坏死组织和碎片,并分泌大量的生长因子和肿瘤坏死因子,从而放大炎症,抵御外源性细菌,并启动增殖阶段。增殖阶段主要是指肉芽组织形成、血管生成和再上皮化的过程。在增殖期结束时,伤口处的成纤维细胞会分化为肌成纤维细胞,这将促进伤口收缩。重塑阶段是伤口愈合的最后阶段,在这个阶段,形成肉芽组织的iii型胶原会被i型胶原所取代,而i型胶原是真皮层的主要成分。

3、根据伤口愈合时间的长短,伤口可分为两大类:急性伤口(如割伤、擦伤、挫伤)和慢性伤口(如糖尿病溃疡、褥疮)。皮肤伤口愈合是一个非常有效的过程。但是,局部血供不足、细菌感染、氧化应激等局部因素,以及年龄、心理压力和糖尿病等全身系统性因素都可能影响伤口的愈合过程,造成慢性或不愈合伤口,需要进行长期且昂贵的治疗,严重降低了患者的生活质量。

4、伤口敷料的使用,对于慢性伤口的愈合十分有必要,并且层数越多,可以使伤口敷料具有更多的生物活性,满足伤口愈合不同阶段的需求,多种功能层的协同效应可以更好的促进伤口的愈合。目前的伤口敷料,例如纱布、灭菌脱脂棉球和亲水性凝胶等,尽管它们被广泛使用,但这些策略存在一些缺点。比如,纱布和灭菌脱脂棉球可以为伤口提供物理屏障,但是它们对伤口组织液的高吸收能力容易导致伤口脱水,不利于伤口愈合,更换时也容易对新形成的皮肤造成二次损害。亲水性凝胶能够为伤口愈合提供湿润的环境,其结构有利于伤口处的气体交换和渗出物的吸收,但是水凝胶柔软易碎且制备复杂。理想的伤口敷料应该具备一些关键特性,包括为伤口提供适宜的湿润环境、适当的机械性能、与正常皮肤相似的结构和成分、生物相容性以及有效的抗感染和抗发炎能力,而传统伤口敷料很难满足复杂的功能。

5、皮肤的慢性伤口常常与细菌感染有关,皮肤伤口部位发生细菌感染时,伤口的ph值指标变化较为明显。此外,持续的炎症反应会导致体内氧化作用和抗氧化作用严重失衡,造成细胞毒性甚至是组织损伤。因此,为了有效促进伤口的愈合,不仅要防止细菌感染,还要消除过度的炎症。

6、然而,在伤口愈合过程中,伤口敷料中的药物向伤口释放的动态变化可能会导致药物滥用,甚至会对细胞产生毒性作用,对伤口愈合产生不利影响。因此,如何实现药物的按需释放成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足,提供一种ph响应型双载药仿生伤口敷料及其制备方法,该伤口敷料能实现药物的按需释放,实现高效修复。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现:

3、一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,包括依次设置的屏障层、止血层、抗菌层和消炎层,其中:

4、屏障层,为聚己内酯/冰醋酸溶液,静电纺丝于所述止血层的一侧;

5、止血层,为明胶海绵,位于所述屏障层和抗菌层之间;

6、抗菌层,包括抗菌药和第一载体,静电纺丝于所述止血层的另一侧,所述第一载体在ph>7时溶解,并释放抗菌药;

7、消炎层,包括消炎药和第二载体,静电纺丝于所述抗菌层的一侧,所述第二载体在ph处于1-5时溶解,并释放消炎药。

8、根据上述技术方案,优选地,所述抗菌药为利福平,所述第一载体为eudragits100。

9、根据上述技术方案,优选地,所述消炎药为姜黄素,所述第二载体为eudragite100。

10、本技术还公开了一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,用于制备上述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,包括如下步骤:

11、s1.将聚己内酯加入冰乙酸中充分混合,形成所述聚己内酯/冰醋酸溶液;

12、s2.将所述聚己内酯/冰醋酸溶液静电纺丝于明胶海绵的一侧,形成屏障层;

13、s3.将所述eudragit s100与利福平加入二甲基甲酰胺中充分混合,形成s100/利福平溶液;

14、s4.将所述s100/利福平溶液静电纺丝于明胶海绵的另一侧,形成抗菌层;

15、s5.将所述eudragit e100与姜黄素加入二甲基甲酰胺中充分混合,形成e100/姜黄素溶液;

16、s6.将所述e100/姜黄素溶液静电纺丝于抗菌层的一侧,形成消炎层。

17、根据上述技术方案,优选地,步骤s1中,将聚己内酯加入冰乙酸中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌4-8h,充分混合后形成浓度为18%的聚己内酯/冰乙酸溶液。

18、根据上述技术方案,优选地,步骤s2包括:将所述聚己内酯/冰醋酸溶液吸入注射器中,并安装在注射泵上,溶液流速控制在80μl/h;连接导电玻璃板和电路;将明胶海绵黏附在导电玻璃板上,调节注射器的针头与所述明胶海绵之间的距离至8mm;打开高压电源,调节电压至5.9kv;在明胶海绵上静电纺丝1小时形成屏障层。

19、根据上述技术方案,优选地,步骤s3包括:所述eudragit s100溶解在二甲基甲酰胺中,形成浓度为20%的s100溶液;将利福平以3%eudragit s100的投加量加入至s100溶液中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌2h,充分混合后形成所述s100/利福平溶液。

20、根据上述技术方案,优选地,步骤s5包括:所述eudragit e100溶解在二甲基甲酰胺中,形成浓度为15%的e100溶液;将姜黄素以0.5%eudragit e100的投加量加入至e100溶液中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌2h,充分混合后形成所述e100/姜黄素溶液。

21、根据上述技术方案,优选地,步骤s4或s6包括:在注射器内更换所述s100/利福平溶液或e100/姜黄素溶液,溶液流速控制在60μl/h;将高压电压调节至6.2-6.4kv,在明胶海绵或抗菌层的一侧静电纺丝1小时形成抗菌层或消炎层。

22、本发明的有益效果是:

23、本发明制备了一种四层ph响应型双载药仿生伤口敷料,其抗菌层及消炎层能在伤口感染的不同ph时期按需释放药物,避免药物滥用或对细胞造成毒性作用,并且能够匹配不同的伤口厚度以实现更高的商用价值;

24、此外,本发明公开的基于静电纺丝技术的伤口敷料制备方法,其工艺步骤简单、高效、成本低廉,使得这种四层ph响应型双载药仿生伤口敷料在商业化生产和临床应用中具有极高的应用推广价值。


技术特征:

1.一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,其特征在于,包括依次设置的屏障层、止血层、抗菌层和消炎层,其中:

2.根据权利要求1所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,其特征在于,所述抗菌药为利福平,所述第一载体为eudragit s100。

3.根据权利要求2所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,其特征在于,所述消炎药为姜黄素,所述第二载体为eudragit e100。

4.一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,用于制备权利要求3中所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,将聚己内酯加入冰乙酸中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌4-8h,充分混合后形成浓度为18%的聚己内酯/冰乙酸溶液。

6.根据权利要求5所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,其特征在于,步骤s2包括:将所述聚己内酯/冰醋酸溶液吸入注射器中,并安装在注射泵上,溶液流速控制在80μl/h;连接导电玻璃板和电路;将明胶海绵黏附在导电玻璃板上,调节注射器的针头与所述明胶海绵之间的距离至8mm;打开高压电源,调节电压至5.9kv;在明胶海绵上静电纺丝1小时形成屏障层。

7.根据权利要求4所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,其特征在于,步骤s3包括:所述eudragit s100溶解在二甲基甲酰胺中,形成浓度为20%的s100溶液;将利福平以3%eudragit s100的投加量加入至s100溶液中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌2h,充分混合后形成所述s100/利福平溶液。

8.根据权利要求7所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,其特征在于,步骤s5包括:所述eudragit e100溶解在二甲基甲酰胺中,形成浓度为15%的e100溶液;将姜黄素以0.5%eudragit e100的投加量加入至e100溶液中,常温下使用磁力搅拌器以500rpm恒速搅拌2h,充分混合后形成所述e100/姜黄素溶液。

9.根据权利要求8所述一种ph响应型双载药仿生伤口敷料的制备方法,其特征在于,步骤s4或s6包括:在注射器内更换所述s100/利福平溶液或e100/姜黄素溶液,溶液流速控制在60μl/h;将高压电压调节至6.2-6.4kv,在明胶海绵或抗菌层的一侧静电纺丝1小时形成抗菌层或消炎层。


技术总结
本发明涉及一种pH响应型双载药仿生伤口敷料及其制备方法,包括:屏障层,为聚己内酯/冰醋酸溶液,静电纺丝于止血层的一侧;止血层,为明胶海绵,位于屏障层和抗菌层之间;抗菌层,包括抗菌药和第一载体,静电纺丝于止血层的另一侧,第一载体在pH>7时溶解,并释放抗菌药;消炎层,包括消炎药和第二载体,静电纺丝于抗菌层的一侧,第二载体在pH处于1‑5时溶解,并释放消炎药。本发明中抗菌层及消炎层能在伤口感染的不同pH时期按需释放药物,避免药物滥用或对细胞造成毒性作用,同时公开的伤口敷料制备方法,其工艺步骤简单、高效、成本低廉,使得这种四层pH响应型双载药仿生伤口敷料在商业化生产和临床应用中具有极高的应用推广价值。

技术研发人员:王宝霖,刘诗恒,郎宇娜,李超
受保护的技术使用者:河北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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