伤口敷料装置的制作方法

本发明涉及用于伤口敷料的装置。更具体地说，本发明涉及包括丝素蛋白纳米纤维的用于伤口敷料的装置。

背景技术：

本领域中已知有几种类型的用于伤口敷料的装置。例如石膏的简单敷料用于简单的伤口，例如小切口或瘀伤；某些伤口(例如由烧伤或糖尿病溃疡造成的伤口)是慢性的，其治疗更为复杂，且通常需要特殊的伤口敷料。其他伤口也有同样的情况，例如褥疮或压力性溃疡、手术伤口开裂，这种伤口即使使用缝线也无法在标准时间内愈合，或者皮肤和组织的相当大一部分已经损失。在这种情况下，正常的生理愈合过程通常受阻，并且伤口不会结痂。对于这些伤口，本领域已知的是提供特殊的伤口敷料，其可含有有助于伤口结痂和愈合的药物或物质。

使用丝素蛋白作为制备伤口敷料的物质是已知的。丝素蛋白是一种蛋白质聚合物，以其作为生物材料的应用而广为人知。丝素蛋白源自家蚕茧(bombixmoricocoons)，其具有一系列有趣的特性。这些特性可通过不同的加工技术高度控制，以便实现可控的降解速率、特定的表面特性、高机械强度、孔隙率和气体渗透性。丝素蛋白也可吸收特定物质，例如药物、生长因子等。最后，可用不同的方法加工丝素蛋白，以获得特定的机械性能，形成水凝胶、薄膜、电纺纤维、海绵状结构等不同形式。在下面的描述中，丝心蛋白一词也表示丝素蛋白。

专利申请wo2012040310a2使用丝素蛋白作为包含激活富血小板血浆(aprp)的电纺纤维的可选成分。由于存在aprp使得纤维结构类似于血液制品，这种纤维是高度可渗透的，并且是细胞粘附的理想选择。aprp的存在也使得该结构能够长期和持续地释放存在于aprp中的生长因子。因此，这种类型的纤维专用于伤口治疗或组织工程。

专利申请ep2545943使用丝素蛋白作为多孔生物基质层的可能组分。该专利将至少两个这样的层用粘结剂或粘合剂连接起来。通过粘结剂连接至少两个多孔生物基质层，并且可以以相同的方式加入更多的层以增加材料的厚度。这种多层结构旨在治疗疼痛。

专利申请cn103446617a使用丝素蛋白作为输送硫酸庆大霉素/明胶微球复合物的方式。丝素蛋白以支架的形式使用，并且通过将所述复合物加入到丝素蛋白溶液中，然后用所述溶液来制备丝素蛋白骨架，从而所述骨架已经加载了所述微球复合物。该结构具有长效的抗菌和药物缓释功能，可应用于伤口愈合和敷料。

所有这些方法都需要向丝素蛋白结构中加入物质或涂层，使用丝素蛋白作为输送介质来治疗伤口，以及/或者使用丝素蛋白的结构特性来增强细胞生长。所有这些修饰在丝素蛋白结构形成之后通过将所述物质添加到所述结构来进行；或者将所述物质和丝素蛋白一起处理，同时将丝素蛋白形成其优选形式，例如微纤维，因此这种丝素蛋白提供的应用范围是有限的，取决于其所携带的药剂。

用于伤口敷料的已知医疗装置也有源自敷料中使用的药物的问题。例如，在上述aprp中生长因子的存在可能导致伤口中细菌的增殖并增加感染的风险。为了解决这个问题，已知可在敷料装置中添加抗生素或杀菌物质；在某些情况下，使用ag作为杀菌剂。然而，这种解决方案涉及进一步的问题：阻碍组织的生长，或者在使用杀菌剂ag的情况下，导致杀菌剂在受治疗个体的身体中积聚。

因此，需要一种可以广泛地应用于许多不同类型的伤口的伤口敷料装置，其不需要携带特定物质就能发挥功效，但如有需要，也能够与特定物质结合。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，并且提供一种伤口敷料装置，其能够用于许多不同类型的伤口，以支持愈合过程，并有助于抵抗感染或避免感染，特别是来自外部环境的感染，其不需要携带特定物质就能发挥功效，但如有需要，也能够与特定物质结合。

本发明的另一个目的是提供一种医疗装置，其可用于多种伤口，主要是慢性伤口；具体来说，本发明的目的是提供一种伤口敷料，其可与多种伤口疗法结合使用，例如：一般来说，任何消除感染并促进伤口愈合过程的药物或物质，例如局部生长因子、血小板凝胶、用作消毒剂的酸性或碱性物质、碘仿，以及任何治疗方法，例如负压伤口疗法和高压氧疗法。

通过本发明提供的根据权利要求1的伤口敷料可实现上述目的。本发明的伤口敷料包括由纳米纤维制成的丝素蛋白层，并且还包括以多层结构排列的吸水部件。在使用中，丝素蛋白将面向伤口，而吸水部件将被丝素蛋白层与伤口隔开。吸水层与纳米结构丝素蛋白层结合，以保持潮湿的环境，从而促进丝素蛋白纳米纤维与细菌之间的相互作用。所述相互作用例如可以是物理的(例如静电力)、化学的和/或形态上的，例如细菌与丝素蛋白纳米结构之间的形态亲和力。

本文中的“纳米纤维”一词是指纤维的平均纤维直径小于900nm，优选为200至800nm。

在本申请中，“伤口”一词旨在表示皮肤的任何类型的改变或损伤，包括受污染的、受感染和菌落群聚的伤口，其中所述伤口是慢性伤口，并且难以愈合，例如褥疮、溃疡或手术后伤口。根据本发明的伤口还包括皮肤损伤，例如烧伤或晒伤伤口、真菌感染。

丝素蛋白结构由平均直径为200至800nm、优选为400至700nm(以扫描电子显微镜sem-fegmira3测定；以15个样品的算术平均值计算；优选通过使用比例尺校准的软件计算)的纳米纤维制成。优选地，丝素蛋白层是电纺丝素蛋白，其是具有适合用于体外细胞培养的结构的类型。该结构优选由非定向丝素蛋白纤维制成，但也可使用对齐的纤维。

所述丝素蛋白层的重量在10-40g/m²的范围内，优选为15-35g/m²，更优选为25-35g/m²，例如约27-29g/m²。

在最优选的实施例中，丝素蛋白层由100％丝素蛋白制成，这意味着它不含任何其他组分，特别是不含可能释放到使用者体内的peo(聚环氧乙烷)(在丝茧的预处理和处理过程中从未使用)、药物、活性成分和/或杀菌物质。

优选地，所述吸水部件包括以下材料中的至少一种：粘胶，聚酯，纤维素，棉纤维，泡沫，凝胶形成颗粒，凝胶形成纤维，纱布，以及具有液体吸收性能的伤口敷料成分。所述吸水层通过本领域已知的传统技术获得，例如通过获得织物或无纺布层的方法获得。根据优选的实施例，所述吸水层是粘胶/聚酯的重量比为70/30的混合物。

在本发明的一个实施例中，所述吸水层位于两个丝素蛋白层之间。这样的装置可通过折叠由一个丝素蛋白层和一个吸水层制成的装置而成。

根据一个优选实施例，所述两个层的重量比(即丝素蛋白层重量/吸水层重量)在1：10至3：4的范围内，优选为1：3，即1/4丝素蛋白层及3/4吸水层。

根据本发明的另一个方面，所述吸水部件可包括杀菌物质，即药物、药剂、或类似装置。

在另一个实施例中，本发明的伤口敷料包括使所述敷料的至少一部分(即与吸水层或吸水部件结合的丝素蛋白层)附着到使用者的皮肤上的装置。为此，相对于使用者的皮肤在所述装置的外部提供另一个层，其包括适合于将所述装置保持在使用者的皮肤上的粘合性物质；根据伤口的范围选择具有粘合剂的外层的尺寸。在本发明的另一个方面，丝素蛋白层和吸水部件的组合足够宽以覆盖伤口和相邻的健康皮肤，以避免伤口的渗出物流出到健康皮肤上并可能感染。

所述丝素蛋白结构由平均纤维直径小于900nm、优选为200至800nm、最优选为400至700nm(在扫描电子显微镜sem-fegmira3上通过使用比例尺校准的软件测量)的纳米纤维制成。优选地，所述丝素蛋白层通过以本领域已知的方式电纺丝素蛋白溶液而获得，其平均厚度在几微米至200微米的范围内，例如50至200微米。在电纺材料上进行结晶化学处理(例如用甲醇漂洗)以改变蛋白质结构并获得丝素蛋白的化学物理性质。

关于如何制备适用于本发明的丝素蛋白层的完整说明可参见eng.lifesci.2008,8,no.3,219–225,alessandrino等，electrospunsilkfibroinmatsfortissueengineering，特别是第2.1点和表1。所得的丝素蛋白纳米纤维层适合于细胞生长，即细胞增殖。

制备合适的丝素蛋白层的另一种方法与上述方法类似，但不使用libr，而是使用甲酸和cacl2。

所述丝素蛋白层的优选重量范围是10-40g/m²，优选为15-35g/m²(克每平方米)。

本发明提供了优于现有技术的几个优点。所述装置能够覆盖伤口，同时物理地从其中除去细菌，而不需要额外的物质，例如杀菌剂。

事实上，意外地发现，根据本发明的丝素蛋白纳米纤维(即丝素蛋白的电纺纳米纤维)可在用于治疗伤口的装置中作为从伤口捕获和除去细菌的元件。丝素蛋白的纳米结构层在形态上与ecm(细胞外基质)相似，从而提供了一个在尺寸和几何形状方面与大多数细菌相容的环境，促进了它们在所述层上的附着。此外，吸水层通过产生潮湿环境并促进丝素蛋白纳米纤维和细菌之间的静电和物理相互作用而有助于所述结合。

所述伤口敷料装置包括由电纺丝素蛋白组成的基质(或层)，以及可由棉纤维、纤维素、聚酯、或粘胶组成的吸水材料层。所述丝素蛋白将与患者接触，并且将患者与所述吸水材料分开，同时允许伤口中的渗出液通过。所述丝素蛋白基质可以是伤口和吸水材料之间的一片，也可以是位于吸水材料两侧的两片。

所述丝素蛋白基质的平均直径为200至800nm，优选为400至700nm，其密度在0.2-0.4kg/dm³的范围内，优选为0.25-0.35kg/dm³。

所述吸水材料导致液体从伤口通过所述丝素蛋白基质流动到所述吸水材料本身，这使得所述丝素蛋白层保持湿润并使其作为一种过滤器。这与丝素蛋白的化学物理性质相结合，使得丝素蛋白层与液体携带的细菌结合。由于物理和静电力，细菌保持与丝素蛋白结合，所述物理和静电力例如疏水相互作用，其被吸水材料产生的富含水的环境增强。特别是，鞭毛细菌倾向于与丝素蛋白紧密结合，因为鞭毛具有与电纺丝素蛋白纳米纤维相似的尺寸。此外，这种丝素蛋白层的结构使得细菌容易与其接触，因此与丝素蛋白本身相互作用，因为所述结构中的间隙与细菌和其它一般微生物的数量级相同。

因此，本发明的另一个目的是使用如上所述的丝素蛋白作为捕获细菌的元件，其在用于治疗伤口的装置中特别有用。

这种装置不需要添加物质来发挥其功能，但如有需要，也可以根据需要添加所述物质，优选添加到吸水部件中，因为该材料不会干扰用于治疗伤口的主要疗法。如前所述，本发明的伤口敷料装置也可应用于溃疡、手术后伤口、烧伤或晒伤伤口、真菌感染等情况，或应用于诸如卫生棉条和尿布等物品中。

附图说明

现参考以下示例性和非限制性附图进一步说明本发明，其中：

图1是根据本发明的伤口敷料的一个实施例的示意性横截面图；

图2a和2b是根据本发明的伤口敷料的另一个实施例的示意性横截面图；

图3a和3b分别是图1和图2的实施例的变型的示意性横截面图；

图4-5是丝素蛋白纳米纤维层的细节的sem图像；

图6-7-8是本发明的装置的细节的sem图像和横截面图。

应注意的是，附图显示的并不是所述装置及其部件相对于伤口和相对于彼此的真实尺寸。

具体实施方式

现参考附图1至2b，伤口敷料1包括吸水部件4和由具有上述特征的丝素蛋白纳米纤维制成的伤口接触层2。丝素蛋白层与伤口7接触；一般来说，丝素蛋白层2的一部分(通常是周边部分)也将与使用者的皮肤3接触。

类似地，在图2a示出的伤口敷料中，吸水部件夹在两个丝素蛋白纳米纤维层之间。从图2b可见，这样的装置可以简单地通过折叠由一个丝素蛋白层和一个吸水层制成的装置来获得；因此，在该实施例中，折叠吸水材料层以提供实际上由两个互相叠加并在一端连接在一起的层构成的吸水层。

伤口敷料1包括吸水部件4、由具有上述特征的丝素蛋白纳米纤维制成的伤口接触层2。

图2a和2b的装置是优选的装置，其中吸水部件4夹在两个丝素蛋白纳米纤维层2之间，该装置可简单地通过折叠由一个丝素蛋白层和一个吸水层制成的装置来获得，而不需要密封所述装置的三个自由边缘。当需要时，该装置允许用治疗剂进行定制治疗；在这种情况下，医护人员可打开(即展开)图2a和2b的装置，将适当的药剂放置在吸收层4上，并使边缘重新靠近，然后将其施用到待治疗个体的伤口上。

在一个示例性实施例中，将图2b的装置部分地展开(即打开)，并将无菌生理溶液添加到吸水材料层4中。该湿润装置的目的是为具有低渗出物的伤口提供水分；由于丝素蛋白层2是疏水性的，所以液体/水分缓慢地通过它向伤口渗透，并且部分通过上丝素蛋白层(即外丝素蛋白层)渗透。

根据另一个示例性实施例，可将药物组合物添加到吸水层4中。

反之亦然，吸水材料4通过从伤口的液体吸收水分而变得湿润，并且由此所述吸水层将使伤口保持足够的湿度以帮助其愈合过程。

现参考图3a和3b，在所示的示例性实施例中，图1和图2的所述结构具有附加的粘合剂层或其它聚合物(即硅树脂或pdms)层，使得伤口接触层2在所述粘合剂层或聚合物层6上形成岛状物。所述粘合剂层或其它聚合物层6设置在膜基底5与部件2粘合的一侧上。

图4示出了具有1000倍放大率的扫描电子显微镜图像。

图5示出了具有10000倍放大率的扫描电子显微镜图像和纤维直径的测量分析；图4和图5使用扫描电子显微镜sem-fegmira3拍摄。电子显微镜使用制造商提供的软件测量直径；该软件使用比例尺校准。由图中可见，图5中测量的纤维的平均直径值为780nm。

图6、7和8示出了装置的两个层的不同放大倍数的扫描电子显微镜图像，其中可见纤维直径的差异(丝素蛋白对比由粘胶/聚酯制成的吸水剂)。由图中可见，丝素蛋白纤维的平均直径小于800nm，而吸水性纤维的平均直径大于1微米或更大。

如上所述，本发明使用丝素蛋白纳米纤维来为细菌和微生物提供它们可以附着并保留在其中的结构。因此，通过移除本发明的敷料装置，细菌也将被移除。

当所述伤口装置用作伤口的主要药物，且可以通过例如传统的医用纱布或绷带或膏药或其他类似的固定装置保持在伤口上的适当位置时，膜基底和粘合剂不是必需的。在本发明的一个实施例中，所述装置可包括适合于与负压装置一起使用的附加层，因此在该实施例中粘合剂膜基底也不是必需的，其可由另一种聚合物膜或层取代。

本发明的另一个方面涉及本发明的装置用于负压伤口疗法(npwt)的用途。

本发明的伤口敷料也可用作体液的吸收体，即作为儿童和成人尿布和妇女吸水装置的一部分。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述丝素蛋白纳米纤维含有杀菌物质或杀菌化合物。优选地，所述杀菌物质或杀菌化合物在电纺前已存在于丝素蛋白溶液中；根据杀菌物质的类型，可从丝素蛋白纳米纤维中释放杀菌物质。在一个优选实施例中，所述杀菌物质永久地与丝素蛋白结合；这种类型的物质例如可以是基于季铵化合物的永久性抗菌物质。

本发明的另一个方面涉及一种治疗伤口的方法，其包括向有需要的个体施用根据本发明的装置。

本发明的方法包括负压伤口疗法(npwt)。

参见图2a和2b，所述方法还包括以下步骤：将治疗剂放置在所述吸水层4上并使边缘重新靠近，然后将其施用到待治疗的个体的伤口上。

本发明的另一个方面涉及一种制备根据本发明的装置的方法，包括以下步骤：

a.在室温以及温和搅拌条件下通过接触cacl2和甲酸使纯丝素蛋白网溶解；

b.将步骤(a)中所得的粘稠溶液倒入适当的容器，并静置以使甲酸蒸发；

c.将步骤(b)中的丝素蛋白+cacl2混合物纯化除去cacl2以获得丝素蛋白膜；

d.将步骤(c)的膜剥下并晾干；

e.在温和搅拌条件下用甲酸处理所述膜，并将丝素蛋白和甲酸的溶液转移到注射器中以进行电纺。

根据已知方法获得纯丝素蛋白网。

根据一个优选实施例，吸水层选自：粘胶纤维，聚酯纤维，纤维素纤维，棉纤维，泡沫，凝胶形成颗粒，凝胶形成纤维，纱布，以及具有液体吸收性能的伤口敷料成分，优选为粘胶/聚酯的重量比为70/30的混合物。

本发明还涉及通过上述方法获得或可获得的伤口敷料装置。

所述装置的上述优选实施例也适用于本发明的方法。