瑞香狼毒花多糖液體創可貼的制備與性能研究

李榕,丁宇儒,程天,陳雨婷,祁鵬,張學通,馬巖婷

(甘肅民族師范學院 化學與生命科學系,甘肅 合作 747000)

瑞香狼毒(StellerachamaejasmeL.)廣泛分布于高山和草原上,為瑞香科狼毒屬植物,又名斷腸草、火柴花、山蘿卜等,《常用藏藥志》中記載具有毒性,對生態環境和草原牲畜帶來了很大的危害[1],但是研究發現其根主要含有黃酮類、多糖類、香豆素類、萜類以及木脂素類等化學成分,可入藥,藏藥名為熱甲巴[2],始載于《神農本草經》,具有清熱解毒、抗氧化、抑菌抗病毒、祛腐生肌等功效[3-4]。目前,以瑞香狼毒花成分為原料研制多功能創可貼試驗尚屬空白。多糖是一類高分子碳水化合物,具有多種生物學功能,可以提高機體的免疫力,具有抗腫瘤、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗潰瘍及降血脂等功效,且提取多糖的方法有很多[5]。海藻酸鈉是一種高分子化合物,無毒無臭,具有較高穩定性、粘結性和安全性,符合藥物制劑輔料的制備要求,廣泛應用于止血材料中[6]。

創可貼是日常生活中最常見的一類必備創傷敷料[7-8]。皮膚淺表的損傷,一般采用創傷敷料護理,優良的創傷敷料應該具有良好的抗菌消炎性、止血性、透氣性、機械性能性和致敏性,能夠預防感染、保護創面、促進組織再生。目前市面上的創傷敷料有紗布、繃帶、傳統創可貼和合成高分子敷料等,傳統創可貼透氣性差、防水性差,在撕拉過程中容易造成二次損傷、二次感染的風險[9],并且因其材料復雜,導致其有刺激性氣味。液體創可貼因其具有較好的透氣性、舒適度和防水性,并且不受活動關節和受傷面積的影響,被廣泛利用[10-11]。天然高分子材料具有成膜性好、廉價易得、無毒無害、可降解等優勢,因此研究者充分利用殼聚糖、羧甲基纖維素等天然高分子材料制備出性能較好的液體創可貼[12-14],廣泛應用于生活和臨床。

本研究在前期研究的基礎上,進一步優化瑞香狼毒花中多糖的提取工藝,以瑞香狼毒花中提取的多糖為核心成膜材料,海藻酸鈉為輔助材料,通過試驗選擇合適的增塑劑、助溶劑、抗氧化劑、殺菌劑以及促進機體恢復的有效物質等功能性輔料,研制一種防水抑菌止血性能優良、鎮痛效果較好、機械性能較高的液體創可貼,解決了傳統創可貼不能貼牢、活動關節處使用不便、覆蓋面積有限、撕除過程中導致的二次損傷等缺陷,使其變廢為寶。并對創可貼的藥效和質量進行深入研究,為液體創可貼在臨床及日常生活中的應用提供實踐依據。

1 實驗過程

1.1 試驗材料與試劑

瑞香狼毒花采摘自甘肅省甘南藏族自治州合作市當周草原。

海藻酸鈉、乙醇、苯扎氯銨采購于山東天順和實驗器材有限公司;利多卡因、葡萄糖、尿素、醋酸采購于北京海天試劑器材有限公司;苯酚采購于天津富宇生化有限公司;石油采購于廣州華芳生物有限公司。

大腸桿菌、白念珠菌和金黃色葡萄球菌,由甘肅民族師范學院生物化學和分子生物學實驗室提供。

1.2 儀器與設備

恒溫磁力攪拌器(SHT型,北京科偉永興儀器有限公司),電子分析天平(FA2004B型,北京海天友誠科技有限公司),恒溫振蕩儀(ZHWY-200D型,北京海天友誠科技有限公司),紫外可見分光光度計(UV-4802型,尤尼柯上海儀器有限公司),Centrifuge 5810 R臺式高速冷凍離心機(Centrifuge 5810 R,Eppendorf 艾本德生命科學公司),冷凍干燥機(FDD-1B-40,北京科偉永興儀器有限公司)。

1.3 瑞香狼毒花中多糖的提取及抗菌性能的研究

1.3.1 瑞香狼毒花多糖的提取工藝

將處理后的瑞香狼毒花冷凍干燥后研磨成粉,準確稱取過篩的瑞香狼毒花干粉末5.0 g,選擇控制料液比為1∶35(g∶mL),控制浸提時間為10 min,浸提溫度為75 ℃,將上述溶液減壓、抽濾、濃縮后,繼續離心10 min(4 000 r/min),取上清液,加無水乙醇醇沉,繼續離心10 min(4 000 r/min),減壓過濾,冷凍干燥后得到瑞香狼毒花多糖。

1.3.2 標準曲線的繪制

采用葡萄糖配制不同濃度的葡萄糖標準溶液,分別在最大吸收波長處測定其吸光度值,根據吸光度值與濃度之間的線性關系繪制標準曲線,以濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標繪制出了標準曲線。解析得出,線性回歸方程為y=0.006x+0.048,R2=0.999 6,在適當的范圍內葡萄糖體積和相應的吸光度之間有較好的線性關系。

1.3.3 瑞香狼毒花多糖的計算公式

瑞香狼毒花多糖的得率采用公式(1)進行計算:

(1)

式中:W為瑞香狼毒花多糖得率,m為瑞香狼毒花多糖的質量,C1是標準曲線中不同吸光度對應的葡萄糖溶液的濃度,V1為瑞香狼毒花粗多糖溶于去離子水的體積,f為稀釋倍數。

1.3.4 瑞香狼毒花多糖抑菌性能測定

為了測試瑞香狼毒花多糖的抑菌性能,選擇甘肅民族師范學院生物化學和分子生物學實驗室提供的大腸桿菌、白念珠菌和金黃色葡萄球菌,來試驗瑞香狼毒花多糖的抑菌性能,用不加瑞香狼毒花多糖為空白對照組,實驗結果如表1所示,瑞香狼毒花多糖對這三種菌均有抑制作用。

1.4 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)創可貼的制備

1.4.1 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)創可貼的合成路線

瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)創可貼的合成路線如圖1:以瑞香狼毒花中提取的多糖為核心成膜材料,海藻酸鈉為輔助材料,研制一種防水抑菌、止血性能優良、鎮痛效果較好、機械性能較高的液體創可貼,解決了傳統創可貼不能貼牢、活動關節處使用不便、覆蓋面積有限、撕除過程中導致的二次損傷等缺陷,使其變廢為寶。最好,對創可貼的藥效和質量進行深入研究,為液體創可貼在臨床及日常生活中的應用提供實踐依據。

圖1 PSC/ALG的合成路線

1.4.2 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)膜液的制備

準確稱取制備好的瑞香狼毒花多糖5.0 g,溶解到10.0 mL醋酸中,再將溶解的溶液用去離子水稀釋,邊滴加邊攪拌至250 mL,再稱取10.0 g海藻酸鈉溶于250 mL的水中,混合均勻備用。

為了考察瑞香狼毒花多糖和海藻酸鈉的最佳比例,準備六組實驗,PSC和ALG的質量比例分別為:1∶0,1∶1,1∶2,1∶3和2∶1,試驗結果如圖2所示,當選擇mPSC∶mALG=1∶0時,試驗結果無法成膜,呈液體狀;當選擇mPSC∶mALG=1∶1時,膜質不均勻、延展性差,易破裂;當選擇mPSC∶mALG=1∶2時,薄膜光滑、延展性透光性好,結構緊密,膜韌性高,成膜效果最好,所成的膜光滑;當選擇mPSC∶mALG=1∶3時,易破裂,韌性較差,成膜性差,厚度較大;當選擇mPSC∶mALG=2∶1時,粗糙易破、延展性差,結構較松散;當選擇mPSC∶mALG=0∶1時,半固半液,無法成膜。因此,瑞香狼毒花多糖和海藻酸鈉的最佳質量比為1∶2。

圖2 PSC與ALG比對混合膜的影響

1.5 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼的制備

根據上述試驗,選擇成膜性最好的一組組分,加入小燒杯中,加入1.2 g甘油作為增塑劑[15],邊加邊攪拌,再加入1.0 g玫瑰精油調味。再將0.3 g苯扎氯胺和0.1 g利多卡因混合均勻加入取得的溶液中,攪拌1 h,靜置脫氣,裝入瓶中。

1.6 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼性能測試和安全性評價指標建立

參照《中國藥典》中的相關規定以及中華人民共和國醫藥行業標準YY/T 0471.3—2004接觸性創面敷料試驗方法,對PSC/ALG液體創可貼的防水性、止血性、成膜速度、氣味性狀和舒適度等方面進行評價。

2 結果與討論

2.1 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼防水性

為了考察瑞香狼毒花多糖液體創可貼的防水性,將膜放在37 ℃的水中攪拌5 min,如圖3所示,瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉膜沒有溶解,這說明瑞香狼毒花多糖液體創可貼成膜后具有較好的防水性能,能夠防止水進入傷口引起感染。

圖3 瑞香狼毒花多糖液體創可貼的防水性能

2.2 瑞香狼毒花多糖液體/海藻酸鈉(PSC/ALG)創可貼止血性

為了測試瑞香狼毒花多糖液體創可貼的止血性,在兔子的左耳進行試驗,試驗結果如圖4所示,A1、A2、A3是苯扎氯銨和利多卡因的止血照片,從A3中可以看到,將苯扎氯銨和利多卡因涂敷受傷的兔子耳朵后,依然有血流出(圖A3);B1、B2、B3是涂敷瑞香狼毒花多糖液體創可貼的止血照片,從圖B3中可以看到,將瑞香狼毒花多糖液體創可貼涂敷受傷的兔子耳朵后,兔子耳朵傷口處,創可貼逐漸成膜,流血停止。這說明瑞香狼毒花多糖液體創可貼止血效果較好,能對傷口產生較好的愈合效果。

圖4 瑞香狼毒花多糖液體創可貼止血性

2.3 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼成膜速度

為了考察瑞香狼毒花多糖液體創可貼成膜性及成膜速度,找了一些志愿者進行了進一步的測試,將制備的液體創可貼滴到志愿者的手背上,如圖5所示,40～60 s成膜,膜也能完整地撕下來,成膜性較好。制備出的瑞香狼毒花多糖液體創可貼成膜速度快在40～60 s內就可以成膜。

圖5 瑞香狼毒花多糖液體創可貼成膜速度

2.4 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼氣味

因為在制備液體創可貼的時候加入了玫瑰精油所以呈現出淡淡的玫瑰花香,氣味這方面可以根據不同消費人群的喜好制作出不同的氣味。找10名志愿者同學聞創可貼,呈現出淡淡的玫瑰花香,連續涂抹一周,無不良反應和過敏現象。說明瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉液體創可貼安全可靠,具有淡淡的玫瑰花香。

2.5 瑞香狼毒花多糖/海藻酸鈉(PSC/ALG)液體創可貼舒適度

相比于傳統的創可貼,參與實驗的志愿者反饋給出的評價都是很高的,涂抹到關節處,舒適度良好。

3 結論

利用甘南當周草原上漫山遍野盛開的瑞香狼毒花為原材料制備液體創可貼,對瑞香狼毒花中多糖提取工藝進行了優化,并驗證了其具有較好的抑菌性能;其次,以瑞香狼毒花中提取的多糖為核心成膜材料,海藻酸鈉為輔助材料,甘油為增塑劑,玫瑰精油為調味劑,負載苯扎氯銨和利多卡因,研制了一種瑞香狼毒花多糖液體創可貼;然后考察了此液體創可貼的防水性、止血性、成膜速度、氣味和舒適度,實驗表明,其具有較好的防水抑菌止血性能、鎮痛效果和較高的機械性能,解決了傳統創可貼不能貼牢、活動關節處使用不便、覆蓋面積有限、撕除過程中導致的二次損傷等缺陷。同時,減少對草原生態和牲畜帶來的災難,使其變廢為寶,本產品的研發給拓寬了當地藏藥材的應用,為液體創可貼在臨床及日常生活中的應用提供實踐依據。