專利名稱：納米銀生物海綿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)用敷料及其制備方法，屬于生物醫(yī)學(xué)材料 技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景皮膚作為人體的重要器官起著控制體溫，防止感染及體液流失，維持 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等作用。在因創(chuàng)傷、擦傷、燒傷及潰爛等而導(dǎo)致皮膚傷害后， 很容易造成細(xì)菌感染，體液流失并引起各種并發(fā)癥。在治療這種有組織損 失的人體皮膚損傷時，通常采用敷料對傷口進(jìn)行保護(hù)，防止傷口的感染和 脫水，在傷口處維持有利于治療的潮濕環(huán)境，改善治療效果，促進(jìn)傷口愈 合。理想敷料應(yīng)具備如下的特征(1)安全無毒，無刺激性；(2)良好的 生物相容性，最好具有可降解性能；(3)可保持創(chuàng)面的濕潤環(huán)境，具較好 的吸收能力和一定的透氣性；(4)阻止細(xì)菌侵入，抑制細(xì)菌生長；(5) 最好有止血、止痛等作用，可促進(jìn)肉芽生長和皮膚再生，加速愈合，減少 疤痕；(6)貯存穩(wěn)定性好。目前還沒有敷料能完全達(dá)到這些要求?，F(xiàn)臨床 上使用最多的敷料還是紗布。這種惰性敷料，雖然具有吸收性好、保護(hù)創(chuàng) 面、制作簡單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但由于其無法保持創(chuàng)面濕潤、易與傷口 粘連、不能阻止細(xì)菌入侵等缺點(diǎn)，因而對傷口的感染和化膿無能為力，對 創(chuàng)面的愈合無明顯促進(jìn)作用，在換藥時還會造成對新生組織的再次損傷， 增加病人的痛苦。為了克服傳統(tǒng)紗布敷料的不足，許多生物敷料特別是生物載藥敷料應(yīng) 運(yùn)而生。這些生物載藥敷料由于其獨(dú)特的性能，如良好的組織相容性和可 降解性、安全低毒、在保護(hù)創(chuàng)面的同時還能有效地治療傷口，促進(jìn)組織修 復(fù)等而倍受人們的關(guān)注。如為了改善敷料的殺菌、抑菌功能，在CN1079909A中公開了一種名稱 為"燒傷生物敷料的配方及加工工藝"的發(fā)明專利，它是用殼聚糖、甘油、 水、抗生素諾氟沙星及多孔性支撐材料制備而成的燒傷生物敷料。在 CN1317042C中公開了一種名稱為"一種用于創(chuàng)傷醫(yī)治的生物敷藥"的發(fā)明專利，它是以異丁基殼聚糖為基質(zhì)，并配伍氧氟沙星、利多卡因和氨甲環(huán) 酸等以增強(qiáng)敷料的消炎、鎮(zhèn)痛和止血作用。以上兩個專利均是通過抗生素 的載入來提高敷料的抑菌能力。但隨著人們對濫用抗生素危害性的日益認(rèn) 識，國家對抗生素應(yīng)用的限制，這種載有抗生素的敷料在申報(bào)生產(chǎn)批號及 曰常應(yīng)用時都將受到極大的制約。在CN1115254A中公開了一種名稱為"殼聚糖碘創(chuàng)傷敷料的制備"的發(fā) 明專利，它是以殼聚糖為原料，制成殼聚糖無紡布，在其無紡布一面上涂 覆殼聚糖膜，再將這種殼聚糖無紡布膜浸漬在含有甘油的碘溶液中，吸附 藥物碘，依靠碘的作用提升敷料的抑菌能力。該專利雖避免了抗生素的應(yīng) 用，但由于碘容易升華，從而造成敷料中碘的嚴(yán)重?fù)p失，降低其抑菌能力；同時碘易被塑料或橡膠制品吸收，所以對包裝材料也十分苛刻。單質(zhì)銀(Ag)具有廣譜殺菌的能力，特別是在制備成納米級的顆粒后，由于其表面積大幅度提高，表面原子占有更大比例，材料的殺菌活性也成倍提高。銀(Ag)的殺菌機(jī)制不同于化學(xué)合成的抗菌劑，主要是基于重金屬離子對細(xì)菌蛋白質(zhì)的變性作用，因而具有廣譜殺菌及很少產(chǎn)生耐藥菌的特點(diǎn)(SiegelRW. Creating nanophase materials [J]Sci. Am, 1996 27542)。由于納米銀的這些特點(diǎn)，納米銀敷料的研制受到人們的關(guān)注。如姜 會慶等將納米銀材料種植附著在棉紗纖維上制得一種納米銀敷料，用于治 療燒傷創(chuàng)面及久治不愈的褥瘡收到了良好效果(姜會慶，汪軍，胡心寶等， 納米銀敷料在燒傷創(chuàng)面的應(yīng)用，醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)，2001， 5， 439)。在 CN1935228A中也公開了一種名稱為"納米銀海藻酸鈣抗菌敷料"的發(fā)明專 利，它是通過將納米銀漿噴涂到海藻酸鈣纖維制品上干燥而得，或者將海藻 酸鈣長纖維浸入納米銀漿中，再用丙酮或者乙醇脫水、干燥，切斷成為短 纖維而得到海藻酸鈣抗菌敷料的。這兩種納米銀敷料都依賴于預(yù)先制得的 納米銀產(chǎn)品，特別是前一種基質(zhì)為棉紗纖維，還存在上述非生物敷料的弱 點(diǎn)。在CN101096424中公開了一種名稱為"一種含納米銀的明膠納米纖維膜 及其制備和應(yīng)用"的發(fā)明專利，其采用靜電紡絲法，在明膠一甲酸溶液中加 入硝酸銀制成紡絲液，通過靜電紡絲得到含銀離子的納米纖維膜，然后采 用紫外光照射的方法，將纖維中的銀離子還原成納米銀顆粒。此專利雖然 不需預(yù)先制得的納米銀，并且采用了明膠生物材料，克服了非生物敷料的弱點(diǎn)，但由于采用靜電紡絲法，其操作復(fù)雜，對設(shè)備的要求較嚴(yán)格，生產(chǎn) 成本較高，增加了患者的醫(yī)療費(fèi)用負(fù)擔(dān)，因此不利于推廣使用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一就是提供一種安全無毒，生物相容性好，可吸 收降解的納米銀生物海綿，該生物海綿對革蘭氏陽性菌金葡球菌和革 蘭氏陰性菌大腸桿菌及銅綠假單胞菌均有明顯的抑菌效果。本發(fā)明的目的之二就是提供上述納米銀生物海綿的制備方法，該 方法操作簡單，制造成本低廉，產(chǎn)品性能的重現(xiàn)性好。本發(fā)明的目的之一是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括由生物材料制 成的生物海綿和均勻分布在生物海綿中的納米銀顆粒，其中，生物材料占總重量的重量百分比為(90%-99.9%)，納米銀顆粒占總重量的重量百分 (0.1%-10%)，所述的生物材料為殼聚糖、羧甲基殼聚糖、海藻酸鹽、明膠 和膠原蛋白中的任意一種、或者上述生物材料中任意兩種或兩種以上的生 物材料的組合物。為了增強(qiáng)海綿的柔韌性，制造出物理效果更好的納米銀生物海綿，本 發(fā)明所述的生物海綿中還包括乳化劑，所述的乳化劑為吐溫80或者單硬脂 酸甘油脂，所述的乳化劑占總重量的重量百分比為(0.5%-10%)。本發(fā)明所述的納米銀生物海綿，納米銀顆粒不僅均勻附著在生物海綿 表面而且均勻分布在生物海綿內(nèi)，生物海綿將納米銀顆粒均勻隔開，減少 了納米銀顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，增強(qiáng)了納米銀顆粒的抑菌效果。本發(fā)明的目的之二是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它是由生物材料和 硝酸銀混合液經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)、冷凍干燥、加熱固化、經(jīng)光照射還原(紫外 線或Co60)而得到的一種納米銀生物海綿體。具體步驟如下(1) 配制生物材料膠狀液將生物材料配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.5%-10%)的 膠狀液體，其中殼聚糖以稀酸為溶劑，上述生物材料中除殼聚糖以外的其 他生物材料以稀酸或水為溶劑；(2) 制備含銀離子的生物海綿體在膠狀液體中加入少量交聯(lián)劑后放置 數(shù)小時，將硝酸銀溶液加入該膠狀液體中，攪拌均勻，然后冷凍干燥形成 生物海綿體，最后再將該生物海綿體進(jìn)行加熱固化，即得到含銀離子的生 物海綿體，其中加熱溫度為7CTC-IO(TC，交聯(lián)劑占總重量的重量百分比為(0.05%-10%);(3)將由步驟(2)得到的含銀離子的生物海綿體用紫外線或鈷60照射進(jìn)行光還原，使得生物海綿中的銀離子變成納米銀顆粒，即得到所述的納米銀生物海綿。本發(fā)明所述的制備方法中，通過交聯(lián)劑將生物材料交聯(lián)在一起，然后 將硝酸銀溶液加入該膠狀液體中，經(jīng)冷凍干燥后形成生物海綿，硝酸銀離 子均勻分布在該生物海綿中，然后經(jīng)過加熱固化后形成強(qiáng)度適中的含有銀離子的生物海綿，最后經(jīng)過紫外線或者鈷60照射后，將生物海綿中的銀離 子還原成納米銀顆粒，即制成納米銀生物海綿。本發(fā)明在制作過程中采用 加熱固化以增強(qiáng)生物海綿的強(qiáng)度，這樣，生物海綿遇水或其他液體時不會 發(fā)生散落，能夠?qū)θ梭w皮膚起到有效的保護(hù)作用。本發(fā)明方法既可以采用紫外線照射也可采用鈷60進(jìn)行照射，紫外線的穿透能力弱，不適合批量生產(chǎn)，因此在批量生產(chǎn)納米銀生物海綿時一般采用 鈷60進(jìn)行照射還原。本發(fā)明所述的制備方法還包括在步驟(1)得到的膠狀液體中加入少量 乳化劑并攪拌均勻，所述的乳化劑為吐溫80或者單硬脂酸甘油脂，其中乳 化劑占總重量的重量百分比(0.5%-10%)，以使得生成的納米銀生物海綿的 物理特性效果佳，生產(chǎn)出的生物海綿手感柔軟，有適度的柔韌性。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑占總重量的重量百分比濃度為O. 5°/。，所述的交聯(lián)劑 為戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑占總重量的重量百分比濃度為5%，所述的交聯(lián)劑為 戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑占總重量的重量百分比濃度為10%，所述的交聯(lián)劑 為戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑可以是戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮 二苯膦或京平尼的一種，但并不限于上述交聯(lián)劑，為了避免與Ag+生成沉淀， 本發(fā)明所述的交聯(lián)劑不包括含有氯離子的交聯(lián)劑，如氯化鈣。采用上述方法制作的納米銀生物海綿，其納米銀顆粒與生物海綿一次成 形，可避免直接噴涂納米銀粉體產(chǎn)生的納米銀團(tuán)聚和分布不均勻及易脫落 的不足。在一次成形過程中，由于生物海綿將銀離子均勻隔離，所以經(jīng)過光照還原后的納米銀顆粒也均勻分布在生物海綿體內(nèi)及表面，這樣不僅減 少了購買納米銀原料的成本，而且簡化了操作工藝，并且由于有效抑制了 納米銀團(tuán)聚，使制作出的納米銀生物海綿的抑菌效果好。本發(fā)明所用的生物材料、交聯(lián)劑、乳化劑及硝酸銀均為市售產(chǎn)品，其 中戊二醛、己異二菁酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦和京平尼購自華偉斯 特化學(xué)品有限公司。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1. 采用資源豐富，生物相容性好，可降解吸收的生物材料作為敷料的基 質(zhì)，安全無毒；2. 納米銀的產(chǎn)生是通過紫外線或鈷60的照射海綿中的銀離子而得，制備方法簡便，可操作性強(qiáng)，成本低。3i內(nèi)米銀均勻分散在海綿體內(nèi)，殺菌、抑菌效果明顯。


本發(fā)明的

如下 圖1為本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)果示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)果示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)果示意圖；其中，a為明膠海綿圓片；b為納米銀殼聚糖-海藻酸鈉-膠原蛋 白復(fù)合生物海綿圓片具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:稱取殼聚糖3 g，溶于120 mL體積百分比濃度為3°%的醋酸溶液 中形成膠狀液，加入體積百分比濃度為0.25%的戊二醛0.6 mL，攪拌 均勻，冰箱中放置4小時，再加入30 mg吐溫80及重量百分比濃度 為5%的硝酸銀溶液2mL，攪拌均勻，傾如一個長方形容器中，冷凍 干燥，80T固化5小時，鈷60照射1小時，即得咖啡色的納米銀殼聚糖 海綿。實(shí)施例2:稱取羧甲基殼聚糖5 g，溶于100 mL去離子水中形成膠狀液， 加入體積百分比濃度為0.25%的戊二醛5mL，攪拌均勻，冰箱中放置4小時，再加入30mg吐溫80及重量百分比濃度為5%的硝酸銀溶液5 mL，攪拌均勻，傾如一個長方形容器中，冷凍干燥，90T固化4. 5小 時，紫外線照射3小時，即得咖啡色的納米銀羧甲基殼聚糖海綿。 實(shí)施例3:稱取海藻酸鹽10 g，溶于250 mL去離子水中形成膠狀液，加入 體積百分比濃度為0. 25%的戊二醛50 mL，攪拌均勻，冰箱中放置4小 時，再加入500 mg單硬脂酸甘油酯及重量百分比濃度為5%的硝酸銀 溶液10mL，攪拌均勻，傾如長方形容器中，冷凍干燥，10(TC固化4 小時，鈷60照射3小時，即得咖啡色的納米銀海藻酸鹽海綿。實(shí)施例4:稱取明膠15g，溶于400 mL體積百分比濃度為1%的醋酸溶液中 形成膠狀液，加入體積百分比濃度為2. 5。/。的戊二醛60 mL，攪拌均勻， 冰箱中放置4小時，再加入1.5 g吐溫80及重量百分比濃度為5%的 硝酸銀溶液24 mL，攪拌均勻，傾如長方形容器中，冷凍干燥，70"C 固化7小時，鈷60照射3小時，即得咖啡色的納米銀明膠海綿。實(shí)施例5:稱取膠原蛋白2g，溶于60 mL去離子水中形成膠狀液，加入體 積百分比濃度為0. 25%的戊二醛0.6 mL，攪拌均勻，冰箱中放置4小 時，再加入15 mg單硬脂酸甘油酯及重量百分比濃度為3%的硝酸銀 溶液2mL,攪拌均勻，傾如一個長方形容器中，冷凍干燥，70"C固化 6小時，鈷60照射0.5小時，即得咖啡色的納米銀殼聚糖膠原蛋白海綿。實(shí)施例6:稱取殼聚糖1.5g，溶于70 mL體積百分比濃度為3%的醋酸溶液 中形成膠狀液，再稱取海藻酸鈉0.3 g溶于10 mL去離子水中形成膠 液，均勻混合兩膠液，加入體積百分比濃度為0. 25%的戊二醛0. 5mL， 攪拌均勻，冰箱中放置4小時，再加入20 mg單硬脂酸甘油酯及重量 百分比濃度為5%的硝酸銀溶液1. 5 mL，攪拌均勻，傾如一個長方形 容器中，冷凍干燥，100"C固化4小時，紫外線照射2小時，即得咖啡 色的納米銀殼聚糖-海藻酸鈉復(fù)合生物海綿。實(shí)施例7:稱取羧甲基殼聚糖l g，溶于30 mL去離子水中形成膠狀液，再 稱取明膠1 g溶于40 mL去離子水中形成膠液，均勻混合兩膠液，加 入體積百分比濃度為0. 25%的戊二醛6 mL,攪拌均勻，冰箱中放置4 小時，再加入40 mg單硬脂酸甘油酯及重量百分比濃度為5%的硝酸 銀溶液5 mL，攪拌均勻，傾如一個長方形容器中，冷凍干燥，80X 固化5小時，紫外線照射4小時，即得咖啡色的納米銀羧甲基殼聚糖-明 膠復(fù)合生物海綿。實(shí)施例8:稱取殼聚糖lg，溶于40mL體積百分比濃度為3%的醋酸溶液中 形成膠狀液，再稱取海藻酸鈉0.2g，膠原蛋白0.4g溶于20 mL去 離子水中形成膠液，均勻混合兩膠液，加入體積百分比濃度為0.25% 的戊二醛0.3 mL，攪拌均勻，冰箱中放置4小時，再加入10 mg單硬 脂酸甘油酯及重量百分比濃度為5%的硝酸銀溶液1 mL，攪拌均勻， 傾如一個18cmX10 cm的長方形容器中，冷凍干燥，IOO"C固化4小 時，紫外線照射4小時，即得咖啡色的納米銀殼聚糖-海藻酸鈉-膠原蛋 白復(fù)合生物海綿。實(shí)施例9:將在實(shí)施例8中制得的納米銀復(fù)合生物海綿和金陵藥業(yè)股份有限公司 南京金陵制藥廠生產(chǎn)的吸收性明膠海綿壓成薄片，裁剪成直徑約為6 mm的 圓片，將此圓片緊貼于己均勻涂抹金葡球菌的瓊脂板上，置35"C孵育16 h 后觀察結(jié)果。如圖1所示，明膠海綿未產(chǎn)生抑菌圈，而納米銀復(fù)合生 物海綿產(chǎn)生明顯抑菌圈。實(shí)施例10:如實(shí)施例9，將明膠海綿圓片和實(shí)施例8中制得的納米銀復(fù)合生物海綿 園片分別緊貼于己均勻涂抹大腸桿菌的瓊脂板上，置35X孵育16 h后觀察 結(jié)果。如附圖2所示，明膠海綿未產(chǎn)生抑菌圈，而納米銀復(fù)合生物海 綿產(chǎn)生明顯抑菌圈。實(shí)施例11:如實(shí)施例9，將明膠海綿圓片和實(shí)施例8中制得的納米銀復(fù)合生物海綿園片分別緊貼于已均勻涂抹銅綠假單胞菌的瓊脂板上，置35"C孵育16 h后觀察結(jié)果。如附圖3所示，明膠海綿未產(chǎn)生抑菌圈，而納米銀復(fù)合 生物海綿產(chǎn)生明顯抑菌圈。
權(quán)利要求
1.一種納米銀生物海綿，其特征在于包括由生物材料制成的生物海綿和均勻分布在生物海綿中的納米銀，其中，生物材料占總重量的重量百分比為(90％-99.9％)，納米銀占總重量的重量百分比(0.1％-10％)，所述的生物材料為殼聚糖、羧甲基殼聚糖、海藻酸鹽、明膠和膠原蛋白中的任意一種、或者上述生物材料中任意兩種或兩種以上的生物材料的組合物。
2. 如權(quán)利要求l所述的納米銀生物海綿，其特征在于所述的生物海 綿中還包括乳化劑，所述的乳化劑占總重量的重量百分比為(0.5%-10%)。
3. 如權(quán)利要求2所述的納米銀生物海綿，其特征在于所述的乳化劑 為吐溫80。
4. 如權(quán)利要求2所述的納米銀生物海綿，其特征在于所述的乳化劑 為單硬脂酸甘油脂。
5. 權(quán)利要求1所述的納米銀生物海綿的制備方法，其特征在于包括 如下步驟(1) 配制生物材料膠狀液將生物材料配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.5%-10%)的 膠狀液體，其中殼聚糖以稀酸為溶劑，上述生物材料中除殼聚糖以外的其 他生物材料以稀酸或水為溶劑；(2) 制備含銀離子的生物海綿體在膠狀液體中加入少量交聯(lián)劑后放置 數(shù)小時，將硝酸銀溶液加入該膠狀液體中，攪拌均勻，然后冷凍干燥形成 生物海綿體，最后再將該生物海綿體進(jìn)行加熱固化，即得到含銀離子的生 物海綿體，其中加熱溫度為7(TC-10(TC，交聯(lián)劑占總重量的重量百分比 為(0.05%-10%);(3)將由步驟(2)得到的含銀離子的生物海綿體用紫外線或鈷60照射進(jìn) 行光還原，使得生物海綿中的銀離子變成納米銀顆粒，即得到所述的納米 銀生物海綿。
6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，還包 括在步驟(1)得到的膠狀液體中加入少量乳化劑并攪拌均勻，所述的乳化 劑為吐溫80或者單硬脂酸甘油脂，其中乳化劑占總重量的重量百分比為(0, 5%-10%)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑占總 重量的重量百分比濃度為0.5%，所述的交聯(lián)劑為戊二醛、己異二氰酸酯、 碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。
8. 如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑占總重量的重量百分比濃度為5%，所述的交聯(lián)劑為戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。
9. 如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑占總重 量的重量百分比濃度為10%，所述的交聯(lián)劑為戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯膦或京平尼的一種。
全文摘要
一種納米銀生物海綿及其制備方法，包括由生物材料制成的生物海綿和均勻分布在生物海綿中的納米銀，其中，所述的生物材料為殼聚糖、羧甲基殼聚糖、海藻酸鹽、明膠和膠原蛋白中的任意一種、或者上述生物材料中任意兩種或兩種以上的生物材料的組合物。其制備方法是將殼聚糖等生物材料溶于溶劑中，加入交聯(lián)劑和硝酸銀溶液，通過冷凍干燥、加熱固化、紫外線或鈷60照射即得納米銀生物海綿。本發(fā)明所述的納米銀生物海綿具有安全無毒、生物相容性和可降解性好、抑菌效果明顯的特點(diǎn)，同時還具有一定止血、促愈合功能。制備方法簡單，可操作性強(qiáng)，成本低。
文檔編號A61L15/46GK101596325SQ200910104279
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者刁俊林, 劉良明, 李東紅, 婷 胥 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)野戰(zhàn)外科研究所