載柚皮素的海藻酸鈉/殼聚糖復(fù)合水凝膠

陳曉欣，黃金樺，茍瓊友

(五邑大學(xué) 紡織材料與工程學(xué)院，廣東 江門(mén)529020)

傳統(tǒng)的醫(yī)用敷料通常由動(dòng)物皮毛物或者植物纖維制成，如羊毛、紗布、棉片、麻布等。這些材料廉價(jià)、易得，能夠?yàn)閯?chuàng)面提供最基本的覆蓋作用，因此也常被用作初級(jí)和次級(jí)敷料，幫助傷口引流。但傳統(tǒng)敷料干燥、缺水、纖維容易脫落到傷口中并可能發(fā)生反應(yīng)，影響傷口的愈合。傳統(tǒng)敷料材料還容易讓病菌等滲入而使傷口受到感染，并且不能保持長(zhǎng)時(shí)間的藥效，因此需要經(jīng)常更新敷料，無(wú)形中加大了材料的成本和換藥的工作量。現(xiàn)代醫(yī)用創(chuàng)傷敷料不僅可以覆蓋皮膚表面，而且可以促進(jìn)傷口組織的多功能化，如創(chuàng)傷表面創(chuàng)造濕潤(rùn)環(huán)境，促進(jìn)組織修復(fù)等。水凝膠材料是一種新型敷料，用于醫(yī)用創(chuàng)傷敷料能為傷口創(chuàng)面提供濕潤(rùn)的環(huán)境，與傷口組織有良好的生物相容性，能吸收傷口滲出液，不與受傷部位粘連。

海藻酸鈉(sodium alginate，SA)無(wú)毒無(wú)害，生物相容性好，能夠不斷吸收滲液直至飽和膨脹成凝膠狀，止血的同時(shí)還能為創(chuàng)口創(chuàng)造濕潤(rùn)環(huán)境，并且可降解性好，移除方便，毫無(wú)殘留，親水性強(qiáng)[1]。但由于黏性較低，需要二級(jí)敷料來(lái)幫助固定。

殼聚糖是一種對(duì)人體無(wú)毒害、無(wú)刺激，具有天然生物相容性的可降解材料，它是甲殼素脫乙酰后的產(chǎn)物[2-4]。近年來(lái)，殼聚糖作為一種功能性高分子材料，因其優(yōu)異的廣譜抗菌性以及止血、促愈等多種生理活性作用[5-6]而被廣泛關(guān)注，并應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

柚皮素是二氫黃酮類物質(zhì)，兼具抗氧化、抗癌、抗炎、抑菌等多種生理功能的藥物成分。為了提高柚皮素的利用率，將柚皮素裝載到水凝膠微球中[5]，然后再將載柚皮素的水凝膠微球混入到海藻酸鈉/殼聚糖復(fù)合水凝膠中，以改善藥物的理化性質(zhì)，使水凝膠敷料具有長(zhǎng)效抗菌性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要材料

試驗(yàn)所用的主要材料見(jiàn)表1。

表1 主要試驗(yàn)材料

1.2 儀器

主要試驗(yàn)儀器見(jiàn)表2。

表2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

1.3.1 載柚皮素微球的制備

制備過(guò)程為:

(1)將適量的海藻酸鈉/氯化鈣分別溶解在適當(dāng)?shù)娜ルx子水中，用磁力攪拌器攪拌海藻酸鈉溶液30 min使其充分溶解，然后稱量好的柚皮素少量多次倒入海藻酸鈉溶液，邊倒入邊攪拌，使兩者充分混合均勻。

(2)用針筒將海藻酸鈉/柚皮素的混合溶液，以1 ml/1 min的速度滴加到勻速攪拌的氯化鈣溶液中。

(3)將載柚皮素微球過(guò)濾后放置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行冷凍干燥。

微球的制備配方見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)原料配比單位:g

1.3.2 海藻酸鈉/殼聚糖水凝膠的制備[6]

分別用去離子水溶解海藻酸鈉和高碘酸鈉，然后將高碘酸鈉溶液逐滴滴加到海藻酸鈉溶液中，反應(yīng)一定時(shí)間加入乙二醇終止反應(yīng)，反應(yīng)液在透析袋中透析3 d，然后冷凍干燥，得到白色絮狀產(chǎn)物。

1.3.3 復(fù)合水凝膠制備

(1)配置PBS溶液:將8 g NaCl，0.2 g KCl，2.9 g磷酸氫二鈉，0.2 g磷酸二氫鉀于900 ml去離子水中，用1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)p H值至7.4，然后定容到1 000 ml。

(2)用PBS配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%(W/V)的氧化海藻酸鈉的水溶液。

(3)用PBS配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%(W/V)的羧甲基殼聚糖水溶液。

(4)將配置好的海藻酸鈉混合溶液與羧甲基殼聚糖水溶液，室溫下按體積比1∶4混合，并攪拌均勻，在37℃下凝膠30 min。

2 水凝膠的性質(zhì)測(cè)試

2.1 表面形貌觀察

試驗(yàn)過(guò)程中制備不同柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球量的復(fù)合水凝膠，載入微球的量分別為0，0.8，1.0和1.2 g(此處微球制備時(shí)添加了少量殼聚糖，且進(jìn)行了高壓靜電噴霧)，將制備好的水凝膠放入真空冷凍干燥機(jī)中，冷凍干燥12 h后，取出用剪刀將樣品剪一小塊，用導(dǎo)電膠固定在樣品臺(tái)上，噴金后，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察其表面形貌。

2.2 力學(xué)性能

將不同柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球的量分散于水凝膠中，微球的量分別為0，0.8，1.0和1.2 g，將載入不同量的柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球的柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠制樣，使用萬(wàn)能力學(xué)測(cè)試機(jī)檢測(cè)不同柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠的壓縮力，當(dāng)壓縮應(yīng)力數(shù)值達(dá)到屈服點(diǎn)后，水凝膠內(nèi)部出現(xiàn)裂痕，完成相應(yīng)測(cè)試，每組測(cè)試10次，求平均值。

2.3 溶脹性能

稱取一定質(zhì)量(Md)的載柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠，水凝膠中載入微球的量分別為0，0.8，1.0和1.2 g，將不同微球載入量的柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠分別浸泡在4個(gè)EP管中，做好標(biāo)記，置于37℃恒溫?fù)u床中進(jìn)行溶脹測(cè)試，并分別在第0、2、4、6、8、10、12、14、16、18 h取樣，用濾紙吸去柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠表面水分后稱量得到水凝膠濕重(Mw)，柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球復(fù)合水凝膠溶脹率按公式計(jì)算:SW%=(Mw-Md)/Md×100，式中Mw為濕態(tài)水凝膠質(zhì)量，Md為干態(tài)水凝膠質(zhì)量，SW(%)表示吸水率。

3 結(jié)果與討論

3.1 表面形貌觀察

復(fù)合水凝膠凍干前后如圖1所示，柚皮素微球如圖2所示。

圖1 復(fù)合水凝膠

圖2 水凝掃描電鏡

3.2 力學(xué)性能

添加柚皮素微球后水凝膠的力學(xué)性能見(jiàn)表4。

表4 微球的量對(duì)水凝膠力學(xué)性能的影響

從表4可以看出，隨著柚皮素微球量的增加，復(fù)合水凝膠的最大應(yīng)變值呈減小的趨勢(shì)，微球吸水率越強(qiáng)，復(fù)合水凝膠體系中的含水量就越高，韌性越大，壓縮變形量就越大；但是加入微球的量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致水凝膠結(jié)構(gòu)松散，影響水凝膠的形成。

3.3 溶脹性能

不同載柚皮素微球的量對(duì)復(fù)合水凝膠的溶脹性能的影響，試驗(yàn)中設(shè)定載入柚皮素微球的量分別為0，0.8，1.0，1.2 g，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得從無(wú)添加微球時(shí)的溶脹度最大為260%，載入微球的量為0.8時(shí)水凝膠的溶脹度最高溶脹度為250%，載入微球的量為1.0時(shí)水凝膠的最高溶脹度為270%，當(dāng)載入微球的量為1.2 g時(shí)水凝膠的溶脹度最高達(dá)到了620%，如圖3所示。這是因?yàn)樗z中載入的微球有極強(qiáng)的吸水性引起的，從而能夠大大提高水凝膠的吸水性能。對(duì)比可直觀地得到隨著微球載入量的增加，水凝凝膠的溶脹性能明顯提高，即水凝膠的吸水性能大大提高。

4 結(jié)論

(1)水凝膠敷料通常有一定的冷卻能力，能夠幫助冷卻創(chuàng)面皮膚，減輕患者受損皮膚的燒灼感，并且其材料中的部分原料能夠持續(xù)吸收傷口滲出物，對(duì)機(jī)體的刺激性小，觸感溫和舒緩，因此無(wú)需頻繁更換，減少了換藥的麻煩和可能造成的二次傷害。

(2)不同載柚皮素/海藻酸鈉/殼聚糖微球的量對(duì)PVA/ODex水凝膠的溶脹性能的影響，隨著微球載入量的增加，水凝凝膠的溶脹性能明顯提高，即水凝膠的吸水性能大大提高。

(3)隨著柚皮素微球量的增加，復(fù)合水凝膠的最大應(yīng)變值呈減小的趨勢(shì)，微球吸水率越強(qiáng)，復(fù)合水凝膠體系中的含水量就越高，韌性越大，壓縮變形量就越大。

圖3 水凝膠溶脹性能