一种海绵状伤口敷料的制备及结构性能的研究

摘要：采用冷冻壳聚糖-明胶共混液诱导相分离的方法，制成多孔性、亲水性、透气性良好的海绵状伤口敷料。通过对海绵体敷料结构及性能的研究，结果表明：壳聚糖与明胶分子之间形成了较强的氢键，壳聚糖中的-NH2与明胶中的-COOH发生酰胺化反应，说明壳聚糖的羟基与交联剂之间有反应发生，其反应历程有待进一步研究。由此可认为两种物质达到分子水平的分散，具有良好的相容性。

关键词：壳聚糖；明胶；相分离；海绵状伤口敷料

[Abstract] By freezing chitosan-gelatin complex induce phasic abruption, the porous and ventilative spong of chitosan-gelatin was made, and the spong of chitosan-gelatin was studied on its structure and performance. The result indicated that: There were strong hydrogen bonds formed between the molecules of chitosan and gelatin. The amidation reacted in -NH2 of chitosan and OOH of gelatin.Moreover, thechitosan Has Condensation reaction with the crosslinking agent . According to the above elaboration may think two kind of matter achieved the molecular level the disperser, they has the good compatibility.

[Keywords]Chitosan, Gelatin， Phasic abruption，Sponge of wound dressing

甲壳素又名甲壳质、几丁质，大量存在于虾、蟹等海洋节肢动物的甲壳中，也存在于低等动物菌类、昆虫、藻类的细胞膜和高等植物的细胞壁中，分布极其广泛，壳聚糖是甲壳素经乙酰基反应后得到的可溶性物质，由于其具有良好的生物相容性、生物可降解性，和良好的成膜性、抗凝血性、促进伤口愈合和防腐抗菌等功能，作为医用材料备受关注；明胶是动物胶原经温和断裂后的产物，主要成份是胶原、少量的蛋白多糖及某些有机成份。胶原能参与细胞的迁移、分化和增殖，使骨、腱、软骨和皮肤具有一定的机械强度。因其弱的抗原性和良好的生物相容性，在烧伤、创伤、眼角膜疾病、美容、矫形、硬组织修复、创面止血等医药卫生领域用途广泛[1-5]。

目前技术中，有文献报道了一种将壳聚糖溶液冷冻制备高孔隙率膜的方法[6]。也有一些壳聚糖-明胶止血海绵、膜或敷料的研制方法[7]。本研究使用壳聚糖、明胶二者复合，利用各自优点，并且在其中加入具有清热解毒、杀菌消炎、止血生肌、去翳明目等功效的珍珠粉。既可以增加药效，又可以中和醋酸的酸性，还可以使水的晶片变得细小和均匀，从而形成具有独特的膜孔结构的海绵状材料。

1 实验部分

1.1原料及设备

原料：壳聚糖（由湛江产海水养殖虾虾壳自制）脱乙酰度97.55%，=1.85×106 ；明胶CP.级，上海化学试剂分装厂、 冰乙酸、NaOH、甲醛、甘油,均为CP级。

设备：XL30-EDAX扫描电子显微镜（荷兰Philips 生产）；3365型万能材料试验机；Nicolet-550型红外光谱仪

1.2 壳聚糖-明胶海绵伤口敷料的制备

1.2.1 壳聚糖溶液的配制壳聚糖溶解于1.5%冰乙酸水溶液中配制成2~3%的溶液，室温下搅拌至完全溶解,静置过夜。

1.2.2 明胶处理 明胶以3%质量分数在蒸馏水中浸泡，水浴加热溶解，搅拌后离心， 去除沉淀。

1.2.3混合液的配制 将壳聚糖溶液分别与明胶溶液以壳聚糖/明胶= 4:1~1:4（质量比）等不同比例混合混合，静置脱泡；

1.2.4交联 分别移取一定量不同比例的混合液，加入1/15~1/10（质量比）的珍珠粉，配入少量交联剂及致孔剂聚乙二醇，静置脱泡，低温下淬冷、固化，取出用蒸馏水冲洗表面至pH值≈6，用滤纸吸干水份，风干至湿度≈15%，经消毒后备用。为增强产品的机械强度，在所配制的溶液中加入重量比为0.1~0.5%甘油或乙二醇作为增塑剂。

1.3 用扫描电镜观察表面结构与截面结构

将样品按常规方法镀金,在扫描电镜上进行观察。

1.4红外光谱

在Nicolet-550型红外光谱仪上进行，光谱分辨率为4cm-1，扫描次数为16次。试样为KBr压片。

1.5保湿性的测定[8]

1.6吸湿性的测定[8]

1.7海绵体的抗张强度 采用3365型万能材料试验机进行测量。

1.8 透气率测定[8]

1.9 脱乙酰度的测定[9]

2 结果与讨论

2.1 海绵状敷料的结构特征

2.1.1 海绵状敷料的电镜分析

图1分别是海绵状敷料正面及侧面的电子显微镜照片，从表面可以清楚地看到材料为多孔结构；从截面看，孔是不规则多孔片层堆积而成的三维立体片层结构。厚度为1.5mm时，样品的性能参数如表1所示，由此可看到该海绵状材料具有透气性较好、孔隙性高等特点。

2.1.2 海绵状敷料的红外光谱分析[9-11](IR)

图2是海绵状敷料（图K-M）及壳聚糖（图K）、明胶（图M）的一组IR谱图。从壳聚糖的IR图（图K）可看到[10~12]：从上述图中可以看出： 3447cm-1处的宽峰为υ(O-H)+ υ(N-H)；2930~2892cm-1处的一组峰为 υ(C-H)；有1650 cm-1左右的峰为υ(C=O)（酰胺I谱带）；无明显酰胺Ⅱ吸收峰(1559 cm-1)。1316 cm-1处的峰为酰胺III谱带；1420cm-1、1381cm-1处的峰为δ(CH2) +δ(CH3)；1156 cm-1左右的峰为υ(C-O-C)；1080 cm-1处的峰为υ（环）。酰胺Ｉ、II和III的吸收峰都不是很强，这与所用壳聚糖的较高脱乙酰度相吻合。

明胶属于蛋白质，是胶原适度降解和变性的产物，从其红外谱图（图M）可看到其特征吸收峰：1651 cm-1处酰胺I谱带（1637 cm-1）、酰胺II谱带（1542 cm-1）及酰胺Ⅲ谱带（1244 cm-1）。

比较壳聚糖（图K）、明胶（图M）和海绵状敷料（图K-M）的红外光谱图，可以看到有几个不同之处：1、在图K中1650 cm-1处氨基变形吸收峰由于明胶的加入而消失，明胶中酰胺I带（1650 cm-1）稍向低波数移动，说明壳聚糖与明胶分子之间形成了较强的氢键，并发生了一定程度的反应。壳聚糖中的-NH2与明胶中的-COOH发生酰胺化反应，使-NH2变成-CONH2基团；2、在图K中羟基弯曲振动吸收峰（1266 cm-1）由于明胶及交联剂的加入而消失，进一步说明了壳聚糖与明胶分子间有强的相互作用，并且说明壳聚糖的羟基与交联剂之间有反应发生。其反应历程有待进一步研究。由此，可以认为两种物质达到分子水平的分散，具有良好的相容性。

2.2海绵体敷料的性能参数

从表1可以看到，随着壳聚糖的分子量增大，其含水率、保液量和抗撕裂强度均有上升的趋势，但其透气性下降。

Table 1 Performance parameter of chitosan -gelatin sponge material

3.结论

由以上结果可见，用此方法制备的壳聚糖-明胶海绵状敷料具有多孔性、亲水性好，透气率和吸水率较高等特点，这对于细胞营养物质的传质和吸收伤口渗出液是非常有利的。该海绵状敷料颜色乳白、机械强度适中，且具有止血、减少创面渗出和避免伤口干燥的双重效果，在伤口愈合过程中起到保护创面的作用，是理想的医用敷料。

参考文献

1 Qurashi M T,Blair H S ,Allen S J.Studies on modified chitosan membranes. I.Preparation and chracterization[J].J Appl Polym Sci , 1992,46:255.

2 Wei Y C, Hudson S M, Mayer J M ,et al. The crosslinking of chitosan fibers[J]. J Polym Sci PartA:Polym Chem , 1992,30(2):2187.

3 蒋挺大.壳聚糖[M].北京:化学工业出版社,2001.1.

4 Malette W G, Euiglem H J Jr, Gaines R D, et al.A hemostatic activity of chitosan[J]. Ann Thorac Surg,1993,35(2):55.

5 Draye J P ,Delaey B , Schacht E. In vitro and vivobiocom patibility of dextran dialdehyde cross-linked gelatin hydrogel films[J]. Biomaterials , 1998,19(3):1677.

6 顾振宇,李文俊. 壳聚糖溶液冷冻诱导相分离――一种制备高孔隙率膜的新方法[J].科学通报,1999,44(9):7.

7 莫秀梅.甲壳胺-明胶共混物的研究[J].高分子学报,1997,2:222.

8 何兰珍,刘毅,杨丹.壳聚糖―明胶海绵状伤口敷料的制备及性能研究[J].药物生物技术,2005,13(1):45-48.

9 赵明,何兰珍,刘毅,杨丹.高相对分子质量甲壳素、壳聚糖的制备[J].药物生物技术,2004,11(4):254-259.

10 余家会,杜予民,郑化.壳聚糖-明胶共混膜[J].武汉大学学报(自然科学版),1999,45(4):440.

11 韩怀芬,钱俊青,王平.甲壳胺-明胶共混体系的研究[J].东海海洋,2001,19(2):43.

12 吴班光主编。近代傅里叶变换红外光谱技术及应用下卷。科学技术文献出版社，l994.