基于改性壳聚糖伤口敷料的性能研究

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伤口敷料是覆盖在伤口表面为伤口提供适宜环境的医用材料,此外,还需要具有一定的屏障作用以保护伤口不被细菌感染。传统的伤口敷料易与伤口粘连,保湿性能差且需要经常更换,难以满足一些慢性伤口的护理需求。因此针对传统敷料的存在的一些缺点,设计出一种使用方便、致敏性低、保持伤口湿润环境、抗菌效果好,且与人体生物相容性良好的敷料具有重要意义。本文选择壳聚糖、聚乙烯醇作为构建抗菌敷料的基质。以香兰素为交联剂,改善了其耐水性差,易溶胀等缺点。使用蜗牛粘液作为一种新型增塑剂,提高了敷料的延展性及柔韧性,改善了其力学性能上了不足,并极大地提高了其保湿和生物粘附性能。进一步以硝酸银溶液为基础,通过原位法合成纳米银粒子(AgNPs),使得敷料具有优异的抗菌性能,可用于感染性伤口的治疗。主要研究结果如下:通过延流法制备了香兰素交联的壳聚糖/蜗牛粘液/聚乙烯醇亲水性复合膜,研究了不同壳聚糖/蜗牛粘液比例对薄膜气体阻隔性能、理化性能、力学性能及生物学性能的影响。结果发现,当CS/SM的比例为5:2时,所制备的复合膜性能用于伤口敷料较好,其抗氧化活性、水蒸气透过率和氧气透过率分别为85.3%±0.94、2018.33±19.26 g/m2/day和19.55±0.25 mmol/Kg。此外,其机械性能得到了改善,与纯壳聚糖膜相比,其TS提高了 16.04%,Eb提高了 28.26倍。并且所制备的复合膜对红细胞不产生毒性,在生物医学和伤口护理上有很大的应用前景。选定CS/SM 比例为5:2为最佳比例来制备香兰素交联的壳聚糖/蜗牛粘液/聚乙烯醇复合膜,并以AgNO3溶液为基础,通过原位还原法来制备纳米银粒子。结果发现,与未载银的CSPV膜相比,载银的CSPV-Ag复合膜的溶胀比降低,失水速度减缓,保湿性有所增加,这有利于维持湿润的伤口环境,促进伤口的愈合。且CSPV-Ag复合膜具有较高DPPH·清除活性和O2-·清除活性,这有利于清除中性粒细胞所产生的过量的活性氧(ROS),减少伤口部位的炎症。粒径分析表明,随着银含量的增加,被还原的AgNPs数量增加,AgNPs会产生团聚,使得粒径增大,粒径范围增加。红外图谱分析表明,香兰素可能与Ag+发生的氧化还原反应,使得Ag+被还原成纳米银,香兰素的醛基被氧化成羧基。X射线衍射图谱分析表明,与CSPV相比,CSPV-Ag的衍射图谱在2 θ为38.20°和44.28°出现了新的衍射峰,这与纳米银的特征衍射峰一致,说明Ag+被还原为纳米银。且纳米银的特征峰尖锐,表明了纳米银在薄膜基质中分布均匀且结晶度良好。热重分析表明,载银的CSPV-Ag复合膜的热稳定性要高于未载银的CSPV复合膜。对载AgNPs的交联壳聚糖/蜗牛粘液/聚乙烯醇伤口敷料的生物学性能进行了研究,从而进一步对其用作伤口敷料的适用性进行了评估。结果发现,与未载银的CSPV膜相比,载银的CSPV-Ag敷料的蛋白吸附性能和抗菌性能显著增强,其对BSA的蛋白吸附量高达3.85±0.16 g/cm2,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最大抑制率分别为96.36%和95.63%。且CSPV-Ag敷料的生物降解性能随着硝酸银含量的增加而逐渐减低,这保证了在整个愈合过程,敷料可抵抗伤口渗出液对其骨架的破坏和吸收,进而保持了其完整性;此外,与对照相比,CAPV-Ag敷料可以显著促进血栓量的形成,使得其具有有效的凝血和止血能力。体外抗炎活性表明,该敷料具有一定的抗炎活性,其抗炎活性与其浓度成正相关,且敷料抗炎活性主要归因于壳聚糖固有的抗炎活性,与硝酸银含量没有太大关联。
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