專利名稱：一種用于防治化療性靜脈炎的水凝膠膜的制備方法
一種用于防治化療性靜脈炎的水凝膠膜的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于防治化療性靜脈炎的水凝膠膜的制備方法。
背景技術(shù)：
抗腫瘤藥物的化學(xué)治療(簡(jiǎn)稱化療)是惡性腫瘤綜合治療的三大主要手段之一， 而靜脈輸注化療藥物是重要的給藥途徑，反復(fù)、多次、大劑量靜脈沖擊化療造成的機(jī)械刺激以及高濃度藥物對(duì)局部的強(qiáng)烈刺激可導(dǎo)致化療性靜脈炎，引起給藥?kù)o脈及鄰近組織紅腫熱痛，靜脈發(fā)黑、硬化及條索狀改變，甚至導(dǎo)致局部皮膚水皰、潰瘍、皮下組織壞死，肢體功能障礙等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，50% 80%的化療患者可 發(fā)生程度不同的靜脈炎癥，給病人帶來(lái)痛苦，也給化療藥物的使用帶來(lái)一定的困難。近年來(lái)，化療性靜脈炎越來(lái)越引起人們的重視，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)化療藥物外滲性損傷及靜脈炎的防治進(jìn)行了大量的研究。
建立在傷口濕性愈合理論基礎(chǔ)上的新型敷料的作用越來(lái)越受到重視。濕性敷料可以為傷口提供最適宜生長(zhǎng)的濕性環(huán)境，保留滲出液中的活性物質(zhì)并促進(jìn)活性物質(zhì)的釋放， 有利于壞死組織的溶解和組織細(xì)胞的增殖分化及上皮細(xì)胞的移行，同時(shí)使傷口內(nèi)微循環(huán)保持低氧狀態(tài)，刺激新生毛細(xì)血管的生長(zhǎng)，促進(jìn)肉芽組織的生長(zhǎng)，針對(duì)傷口情況選擇合適的敷料可以加速傷口的愈合。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道肝素凝膠對(duì)于化療性靜脈炎局部止痛作用明顯，但無(wú)法減輕化療藥物對(duì)靜脈及周圍組織的毒性損傷程度。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道由自然水膠體涂聚氨酯薄膜制成的水凝膠可在化療性靜脈炎創(chuàng)面上形成一個(gè)柔軟、潮濕、類似凝膠的半固體物質(zhì)，以維持創(chuàng)面的濕潤(rùn)環(huán)境，在創(chuàng)面形成一個(gè)缺氧環(huán)境，加速新生微血管生長(zhǎng)，加快創(chuàng)面愈合，從而使患者的治療得以順利進(jìn)行。另一種由羧甲基纖維素鈉和醫(yī)用黏膠組成的新型水膠體敷料除提供濕性愈合環(huán)境外，還具有生物性清創(chuàng)作用，可加快創(chuàng)面壞死組織脫落，形成新鮮肉芽，有一定的抗感染能力，其臨床應(yīng)用效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方式。
本專利發(fā)明了一種新型的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜。通過(guò)在水溶性羥丙基殼聚糖的氨基上引入有光反應(yīng)活性的疊氮基團(tuán)(4-疊氮苯甲酸)，制備一種光可交聯(lián)的疊氮化羥丙基殼聚糖；疊氮化羥丙基殼聚糖的水溶液在紫外燈下照射交聯(lián)成為具有生物黏附性的殼聚糖水凝膠膜。該水凝膠膜除具有止血、止痛、抑菌、抗炎、抗氧化等殼聚糖的一般特性外，還具備水凝膠材料生物相容性好、保濕性好、水蒸氣透過(guò)率好、黏附強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，且使用便捷，舒適度良好，在化療性靜脈炎的防治方面具有良好的功效。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于防治化療性靜脈炎的水凝膠膜的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為以殼聚糖為起始物，首先在異丙醇溶劑中進(jìn)行堿化，然后以四甲基氫氧化銨作為催化劑，與環(huán)氧丙烷反應(yīng)得到6-0取代的羥丙基殼聚糖；羥丙基殼聚糖的氨基與4-疊氮苯甲酸在一定條件下發(fā)生?；磻?yīng)，引入光反應(yīng)活性的疊氮基團(tuán)，得到光可交聯(lián)的殼聚糖；然后以紫外光照射一定濃度的光可交聯(lián)殼聚糖的水溶液數(shù)秒，得到殼聚糖的水凝膠膜。
本發(fā)明提出的光交聯(lián)殼聚糖膜的制備的具體操作步驟如下25g的殼聚糖加入2.5 500ml異丙醇中攪拌30分鐘，加入10 IOOml 33% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氧化鈉溶液， 攪拌Ih后-20°C下冷凍；然后，加入10 IOOml 10% (體積分?jǐn)?shù))的四甲基氫氧化銨水溶液，再加入100 IOOOml環(huán)氧丙烷，室溫下攪拌反應(yīng)I小時(shí)，反應(yīng)溫度緩慢上升至60°C，反應(yīng)時(shí)間為5 50h ;用乙醇溶液沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，過(guò)濾，用95%的乙醇洗滌兩遍，用去離子水溶解，透析、凍干即得到6-0位取代的羥丙基殼聚糖。IOg上述羥丙基殼聚糖溶解于I 200ml 的50mM的TEMED水溶液中，加入O. I IOg的EDC和O. I IOg的4-疊氮苯甲酸，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)I IOOh,透析、凍干得到光可交聯(lián)殼聚糖。400 μ I濃度為I 80mg/ml的光可交聯(lián)殼聚糖水溶液涂布在直徑為7cm培養(yǎng)皿內(nèi)，以波長(zhǎng)為200 500nm，功率為I 100W的紫外燈光照射涂布光可交聯(lián)殼聚糖的培養(yǎng)皿，照射時(shí)間I 1000s，得到光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)首先，殼聚糖是天然生物高分子，來(lái)源極為廣泛、安全無(wú)毒， 價(jià)格低廉，與合成高分子相比，具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此殼聚糖水凝膠膜作為傷口敷料具有很高的環(huán)境友好性和生物安全性。其次，本發(fā)明采用光交聯(lián)的方法， 降低了水凝膠膜對(duì)生物體的毒性。通過(guò)對(duì)本發(fā)明所涉及的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜吸水率、 水蒸氣透過(guò)率、水分保留和黏附強(qiáng)度的測(cè)定表明，這種水凝膠可以在創(chuàng)傷面上較長(zhǎng)時(shí)間地維持一個(gè)濕潤(rùn)環(huán)境，經(jīng)初步的研究確認(rèn)其可以達(dá)到防治化療藥物外滲性損傷及靜脈炎的目的，可以作為醫(yī)用敷料應(yīng)用于臨床。
具體實(shí)施方式
以下利用實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但不能認(rèn)為是限定發(fā)明的范圍。
實(shí)施例一水溶性羥丙基殼聚糖的制備
40g殼聚糖加入250ml異丙醇中攪拌30分鐘。然后在混合物加入30ml氫氧化鈉溶液(33%，w/v)0混合溶液攪拌Ih后在室溫下加入燒瓶并密封，并在-20°C下冷凍過(guò)夜。 滴加40mll0% (v/v)的催化劑溶液(四甲基氫氧化銨)到混合物中，然后再加入400ml環(huán)氧丙烷。室溫下攪拌反應(yīng)lh，反應(yīng)溫度緩慢上升至60°C，反應(yīng)時(shí)間為7h。將反應(yīng)液加入到 4倍體積的乙醇溶液中，得到沉淀，用10倍體積的乙醇洗滌沉淀兩遍，用去離子水重新溶解沉淀，透析、凍干即得到高純度的羥丙基殼聚糖。
實(shí)施例二光可交聯(lián)殼聚糖的制備
取IOg制備的羥丙基殼聚糖溶解于50ml的50mM TEMED溶液中攪拌，攪拌直到羥丙基殼聚糖全部溶解，加入5g的EDC和IOg的4-疊氮苯甲酸。室溫25°C的條件下攪拌反應(yīng)50h。在去離子水中透析兩天、凍干得到光可交聯(lián)殼聚糖。
實(shí)施例三光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜的制備
400 μ I濃度為40mg/ml的光可交聯(lián)殼聚糖水溶液涂布在直徑為7cm培養(yǎng)皿內(nèi)。以波長(zhǎng)為365nm，功率為20W的紫外燈光照射涂布光可交聯(lián)殼聚糖的培養(yǎng)皿，照射時(shí)間500s， 得到膜厚約為O. Imm的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜。
實(shí)施例四光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜的理化性能評(píng)價(jià)
I.實(shí)驗(yàn)方法
I. I吸水率測(cè)定
完全干燥的膜被切割成方塊型樣品并稱量。然后，將樣品沉浸在磷酸鹽緩沖液(pH7.4)，在特定的時(shí)間間隔，即分別于6，12，24和48小時(shí)后迅速將樣品拿出溶液。用紙巾擦試樣品后，稱量其重量。這種水凝膠膜的吸水率(FUA)按下面的公式進(jìn)行計(jì)算吸水率(FUA) (%) = (Ws-Wd) X 100/ffs,公式中的Wd代表水凝膠膜干燥時(shí)的重量，而Ws代表水凝膠膜吸水后的重量。
I. 2水蒸氣透過(guò)率測(cè)定
水凝膠膜的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試是根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局公布的ASTM E96-00方法而測(cè)量得到。將已制備好的水凝膠膜放置在圓柱形塑料杯口(直徑36mm)，塑料杯中裝有IOml水， 塑料杯口邊緣用聚四氟乙烯帶密封以防止任何水汽從杯口邊緣損失。然后在37°C時(shí)，把塑料杯放進(jìn)含有硫酸銨飽和溶液的干燥器中(相對(duì)濕度79%)。計(jì)算出重量損失隨測(cè)量間隔時(shí)間的變化斜率。按照斜率，水蒸氣透過(guò)率(WVTR)計(jì)算如下水蒸氣透過(guò)率(WVTR) (g/m2/ day)=斜率X 24/A，公式中的A代表測(cè)試樣本的表面積。
I. 3失水率測(cè)定
為測(cè)定水凝膠膜的水分保留能力，水凝膠膜樣品被保存在37°C含有硫酸銨飽和溶液的干燥器中(相對(duì)濕度79%)。然后這些膜在不同的時(shí)間間隔被取出來(lái)稱重。剩余重量百分率按如下方式計(jì)算剩余重量百分率(WR) (% ) = WtXlOiVWci，公式中的Wt代表不同時(shí)間間隔時(shí)的水凝膠膜重量，而Wtl代表水凝膠膜初始的重量。
I. 4黏附強(qiáng)度測(cè)定
用力學(xué)測(cè)試機(jī)來(lái)測(cè)試黏附強(qiáng)度，光交聯(lián)羥丙基殼聚糖水凝膠的黏附強(qiáng)度(AS)計(jì)算如下黏附強(qiáng)度(AS) (N/cm2) = TF/C，公式中的C代表豬皮膚組織條的橫截面積(cm2)。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2. I吸水率
在頭6小時(shí)內(nèi)，水凝膠膜的吸水率為96. 79±O. 13%，在接下來(lái)的6小時(shí)內(nèi)，吸水率的數(shù)值達(dá)到最高的97. 02±0. 07%，在隨后的測(cè)試中，該數(shù)值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)并沒(méi)有發(fā)生任何變化。測(cè)試用的水凝膠膜在PBS中浸泡一個(gè)星期后仍然顯示出完整性。以上結(jié)果表明， 光交聯(lián)羥丙基殼聚糖水凝膠膜在PBS中溶脹迅速，并在12小時(shí)后達(dá)到平衡。
2. 2水蒸氣透過(guò)率
在相對(duì)濕度79 %溫度37 °C時(shí)，水凝膠膜的水蒸氣透過(guò)率為2561 ± 115g/m2/day。跟對(duì)照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比(無(wú)水凝膠覆蓋)3369±143g/m2/day，水凝膠膜作為傷口敷料應(yīng)該能夠降低大約25%的水分蒸發(fā)。在這個(gè)水蒸氣透過(guò)率上，水凝膠膜是可以防止大量的分泌物累積在創(chuàng)面上，同時(shí)又能確保損傷部位脫水的情況不會(huì)發(fā)生。水凝膠膜能在損傷部位維持一個(gè)適當(dāng)?shù)囊后w平衡環(huán)境，因此加速新生微血管生長(zhǎng)，加快創(chuàng)面愈合。
2. 3失水率
在頭3-4天內(nèi)水分流失較快(約50% )，然后在接下來(lái)的2-3天內(nèi)緩慢下降(約 15%),顯示失水行為對(duì)時(shí)間的依賴性。從本實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)水凝膠膜長(zhǎng)時(shí)間暴露在干燥的環(huán)境下就會(huì)失去它含有的水分。因此，這些敷料將對(duì)治療有中等量分泌物的靜脈炎更加有利。
2. 4黏附強(qiáng)度
在原位形成光交聯(lián)羥丙基殼聚糖水凝膠膜的過(guò)程中，水凝膠膜能夠化學(xué)黏附于皮膚組織上。我們發(fā)現(xiàn)黏附強(qiáng)度對(duì)疊氮基的取代度具有依賴性。當(dāng)疊氮基的取代度從2. 8% 增加至5. 6%時(shí)，光交聯(lián)羥丙基殼聚糖水凝膠膜的黏附強(qiáng)度增加了 2. 5倍(從4. 8±1. 3N/ cm2至12. 3±2. ON/cm2)。眾所周知，在紫外線的照射下，疊氮基取代度的增加將產(chǎn)生更多的氮烯基團(tuán)，導(dǎo)致更多的水凝膠與皮膚組織之間的連接。
實(shí)施例五水凝膠膜對(duì)化療性靜脈炎防治作用的評(píng)價(jià)
I.實(shí)驗(yàn)方法
I. I兔耳緣靜脈化療性靜脈炎動(dòng)物模型的建立
選擇體重2. O 2. 5kg,耳周無(wú)局部病患的健康雌性實(shí)驗(yàn)家兔作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。先用速眠新O. 15ml/kg劑量對(duì)家兔進(jìn)行肌肉注射麻醉，麻醉平穩(wěn)后進(jìn)行生理鹽水預(yù)穿刺，當(dāng)確保頭皮針在靜脈中同時(shí)藥液無(wú)滲漏時(shí)更換已準(zhǔn)備好的長(zhǎng)春瑞濱(長(zhǎng)春新堿類化療藥)藥液靜脈推注。藥物劑量I. Omg/kg，稀釋藥液至10ml，控制藥物推注速度為O. 5ml/min。
I. 2水凝膠膜對(duì)化療性靜脈炎預(yù)防作用的研究
穿刺成功后，實(shí)驗(yàn)組予水凝膠膜覆蓋穿刺部位保持至取病理標(biāo)本；陽(yáng)性對(duì)照組予 50%硫酸鎂濕敷至取病理標(biāo)本；空白對(duì)照組不予干預(yù)。
評(píng)價(jià)指標(biāo)①于注射化療藥后每天肉眼觀察局部血管和皮膚情況，按照美國(guó)靜脈輸液護(hù)士學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，評(píng)價(jià)靜脈炎的等級(jí)(共有五級(jí))分別以注射化療藥后48小時(shí)和7天作為觀察對(duì)照點(diǎn)，取兔耳局部靜脈病理組織標(biāo)本，HE染色后從 9個(gè)方面鏡下觀察病理改變。
I. 3水凝膠膜對(duì)化療性靜脈炎治療作用的研究
選取大體指標(biāo)靜脈炎等級(jí)相同的模型作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，實(shí)驗(yàn)組予水凝膠膜覆蓋發(fā)生靜脈炎的部位保持至癥狀消失；陽(yáng)性對(duì)照組予50%硫酸鎂濕敷至癥狀消失；空白對(duì)照組不予干預(yù)。
評(píng)價(jià)指標(biāo)①大體指標(biāo)肉眼觀察靜脈炎發(fā)生局部血管和皮膚的變化情況，動(dòng)態(tài)觀察靜脈炎的等級(jí)變化以及消失的時(shí)間選取靜脈炎變化明顯的節(jié)點(diǎn)，取病理標(biāo)本，動(dòng)態(tài)觀察病理變化情況。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2. I大體觀察
不同干預(yù)組干預(yù)后，兔耳靜脈局部及周圍組織表現(xiàn)為不同程度靜脈炎癥表現(xiàn)(表 I)。靜脈炎平均恢復(fù)時(shí)間也有很大差異(表2)。
表I不同干預(yù)組家兔靜脈炎癥發(fā)生情況
權(quán)利要求
1.一種光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于是由下述過(guò)程制備獲得以殼聚糖為起始物，首先在異丙醇溶劑中進(jìn)行堿化，然后以四甲基氫氧化銨作為催化劑，與環(huán)氧丙烷反應(yīng)得到6-0取代的羥丙基殼聚糖；羥丙基殼聚糖的氨基與4-疊氮苯甲酸在一定條件下發(fā)生?；磻?yīng)，引入光反應(yīng)活性的疊氮基團(tuán)，得到光可交聯(lián)的殼聚糖；然后以紫外光照射一定濃度的光可交聯(lián)殼聚糖的水溶液數(shù)秒，得到殼聚糖的水凝膠膜，可用于化療性靜脈炎的防治。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于殼聚糖與異丙醇的配比為0.05 10g/ml，當(dāng)殼聚糖的質(zhì)量為25g時(shí)，33% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氧化鈉溶液的用量為 10 IOOml ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于催化劑10%的四甲基氫氧化銨水溶液的用量為10 100ml，環(huán)氧丙烷的用量為100 1000ml，反應(yīng)時(shí)間為5 50 小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于羥丙基殼聚糖與4-疊氮苯甲酸的?；磻?yīng)條件為當(dāng)羥丙基殼聚糖的質(zhì)量為IOg時(shí)，50mM N, N, N'，N'-四甲基乙二胺(TEMED)溶液的用量為I 200ml，二環(huán)己基碳二亞胺(EDC)的用量為O. I 10g， 4-疊氮苯甲酸的用量為O. I 10mg。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于羥丙基殼聚糖與4-疊氮苯甲酸的?；磻?yīng)的時(shí)間為I 100h。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于形成光交聯(lián)殼聚糖凝膠膜所需要的光可交聯(lián)殼聚糖的濃度為I 80mg/ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光交聯(lián)殼聚糖水凝膠膜，其特征在于形成光交聯(lián)殼聚糖凝膠膜所需要的紫外光的功率為I 100W，波長(zhǎng)為200 500nm，照射時(shí)間為I 1000s。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于防治化療性靜脈炎的水凝膠膜的制備方法。其通過(guò)在水溶性羥丙基殼聚糖的氨基上引入有光反應(yīng)活性的疊氮基團(tuán)(4-疊氮苯甲酸)，制備一種光可交聯(lián)的疊氮化羥丙基殼聚糖；疊氮化羥丙基殼聚糖的水溶液在紫外燈下照射交聯(lián)成為具有生物黏附性的殼聚糖水凝膠膜。該水凝膠膜除具有止血、止痛、抑菌、抗炎、抗氧化等殼聚糖的一般特性外，還具備水凝膠材料生物相容性好、保濕性好、水蒸氣透過(guò)率好、黏附強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，且使用便捷，舒適度良好，在化療性靜脈炎的防治方面具有良好的功效。
文檔編號(hào)A61L15/28GK102911378SQ20121046446
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者滕麗萍, 顧晨晨, 劉麗娜, 陳瀟瀟, 陳鳳波, 王玉騫, 陳敬華 申請(qǐng)人:江南大學(xué)