功能性生理湿性创面敷料的研究与开发

  创面愈合是指机体由于外伤或其他伤病造成皮肤等组织的部分或全层缺损后,局部组织通过再生和重建对缺损组织进行修补恢复的一系列复杂而有序的生物学过程,主要包括炎症反应、细胞增殖/结缔组织形成、创面收缩与重塑几个阶段。创面的形成和存在,对机体的局部乃至全身的功能将产生重大的影响。因此,如何加快创面的愈合,使缺损组织尽快恢复完整性,如何使愈合组织完全恢复或接近原来的组织结构,从而保证恢复它的功能,是创面愈合研究和治疗中必须解决的重大科学问题。

  创面愈合的根本是通过各种手段,创造一个符合创面愈合的物理的、化学的和生物的环境。

  传统医学对创面的处理主要是应用敷料覆盖创面。理论上讲创面敷料可以防止微生物污染,主要起一种屏障作用,其设计观念均是吸收、排除创面渗液和创面隔离的作用。因此,对敷料的研究也主要是从生物惰性、无毒性、和生物相容性等方面来考虑。然而这种结构的敷料造成创面更加干燥的环境,使创面脱水,导致结痂。而创面的结痂对创面的上皮化有明显的障碍。

  20世纪50年代,在基础和临床研究中发现,创面环境对创面愈合起着至关重要的作用,保持湿润环境能加速创面愈合。自此,相继研制出了许多敷料,包括:Op-side、DuoDERM、Hydrogel、Polyurethane Film等十余种材料,而这些材料的基本特性是能封闭创面,使创面保持湿润环境。但是,单纯的封闭式湿润敷料存在着三个重大的缺陷:一是湿润环境是静态的、物理的,是通过封闭来形成和保持的,不是生理的;二是由于环境的封闭性,不利于液化坏死组织的清除,容易导致细菌的繁殖和加重或继发感染;三是不具有营养功能,不利于创面基底层细胞的再生和迁移,延迟了创面的愈合。

  20世纪80年代,美宝国际集团创始人徐荣祥教授,历经10余年的医学研究和实践,创造性的提出了 “再生医学”理论,其基本思想是利用人体的潜能,创造一个再生生理环境条件和激活的因素,利用自身条件启动再生。在此基础上,建立了烧伤和创疡治疗的“湿性医疗技术”。“湿性医疗技术”的提出和建立,有效解决了烧伤和创疡治疗中的三个重大问题。一、创建了湿润的生理环境;二、通过三维的立体式生理湿润环境和“呼吸”功能,液化排除坏死组织,使创面达到无损伤的自我清创;三、通过营养物质,激活残存的潜能细胞再生,实现创面的生理性愈合。

  2004年1月,由徐荣祥教授撰写的《烧伤再生医学及治疗》(Burns Regenerative Medicine and Therapy)专著,由世界最著名的医学、生物学、生命科学域的瑞士KARGER出版社正式出版,在世界范围内发行。“湿性医疗”相关技术先后获得了中国、美国、日本和欧洲专利。“烧伤湿性医疗技术”及相关产品已经走出国门,进入了韩国、泰国、马来西亚、阿联酋、叙利亚、英国、澳大利亚等国市场。再生医学理论和烧伤湿性医疗技术,为烧伤和创疡的基础和临床研究开辟了一条崭新的途径。

  我公司采用徐荣祥教授的《药物基质及用法》、《一种治疗温血动物或人类热损伤的药物组合及其制法》等中国和国际专利技术,由网状结构的水刺无纺布,浸以具有框架剂型的麻油、蜂蜡混合物,配备自粘式敷料垫构成,成功开发了具有“网中网”结构的三维立体框架复合构型的功能性生理湿性创面敷料---美宝创疡贴。

  美宝“创面速愈贴”自2003年以来,先后在中国中医研究院广安门医院、太原第一人民医院等十余家医院对供皮区创面、擦伤创面、烧伤烫伤创面、各种溃疡创面、褥疮创面等近2000例病人的临床应用,在所有使用该产品的病人中,未发现排异、过敏等不良反应,创面愈合速度较传统的治疗方法平均提高30-50%,具有生物相容性好、临床效果显著、可预防和减少疤痕形成的特点,是促进创面修复和愈合的理想生物敷料。

甲壳素-壳聚糖系列产品的研究与开发

  甲壳素(Chitin)又名甲壳质,壳多糖,壳蛋白,是法国科学家布拉克诺(Braconno)1811年首先从蘑菇中提取到一种类似于植物纤维的六碳糖聚合体,把它命名为Fungine(蕈素)。1823年,法国科学家欧吉尔(Odier)在甲壳动物外壳中也提取了这种物质,并命名为chitoin(几丁质)。

  自然界中,甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳、贝类、软体动物(如鱿鱼、乌贼)的外壳和软骨,高等植物的细胞壁等,其每年生物合成的资源量高达100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在10亿吨以上,可以说是一种用之不竭的生物资源。由于水圈(海洋、湖泊、江河)、岩石圈(陆地和海底)、生物圈(动植物)和气圈中的甲壳素酶、溶菌酶、壳聚糖酶等将其完全生物降解,参与生态体系的碳和氮循环,对地球生态环境起着重要的调控协同作用。

  甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,属于直链氨基多糖,学名为[(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1→4)甙键连接。甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似,所不同的是,若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOH3),这样纤维素就变成了甲壳素,甲壳素是一种动物性纤维。若把甲壳素脱去乙酰氨基达55%以上,甲壳素就变成了壳聚糖。壳聚糖最终的水解产物是氨基葡萄糖。

  壳聚糖来源于生物体结构物质,与人体细胞有很强的亲和性,可被体内的酶分解而吸收,对人体无毒性和副作用。同时,由于壳聚糖具有抗菌抑菌、止血、促进伤口愈合、预防组织器官粘连等重要的生物学作用,因而被广泛地开发应用,成为优良的生物医学、药学材料。

(一)壳聚糖抑制微生物生长的作用

  壳聚糖与其他多糖一样,在其复杂的空间结构中含有高活性的功能基团,表现出类似抗菌素的特征,同时在体内具有免疫调节作用。

  菌株在不同浓度壳聚糖条件下生长的结果

菌株 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024 0*
表皮葡萄球菌 + + +
金黄色葡萄球菌 + + + +
大肠艾氏杆菌 + + + + + +
铜绿假单胞菌 + + + + + + +
白色念珠菌 + + + + + + + + + +

*1% 醋酸溶液(对照组);(—)培养液透明;( + )培养液浑浊;

  实验表明,壳聚糖的抑菌作用与其分子量之间存在一定的关系。研究证实壳聚糖的抗菌活性随分子量的下降而增强。在 500×10 的浓度下,分子量为 13000 的壳聚糖的抑菌效果为(+),分子量为 5000 的壳聚糖的抑菌效果为(++),分子量为 3000 的壳聚糖的抑菌效果为(+++)分子量为 1500 的壳聚糖的抑菌效果为(++++)。

  壳聚糖的抑菌作用经由两种生化过程:

  接触型抑菌——壳聚糖是带强烈正电荷的天然高分子,与微生物磷酯体的唾液酸结合,限制微生物的生命活动。

  扩张型抑菌——壳聚糖寡糖穿入微生物的细胞,抑制遗传信息的转录,从而阻止细胞分裂、繁殖。

  (二)壳聚糖促进创面愈合的作用

  Su 等在豚鼠背侧皮肤的全层伤口( 1.5cm × 1.5cm )覆盖壳聚糖膜,结果发现在第 10 天伤口比对照组(以纱布覆盖)小,表明新生细胞已明显形成,第 20 天已有毛囊分化,而对照组到第 15 天才见新生细胞形成。组织学检查发现,覆盖有壳聚糖膜的伤口出现大量的多形核白细胞浸润,而对照组仅有少量的单核细胞浸润。这提示壳聚糖对炎性细胞具有趋化作用,这种趋化作用可以加速伤口的愈合和增加愈合后的抗张强度。

  壳聚糖促进创面愈合的主要机理为: 1 、壳聚糖的重复单体亚单位 N- 乙酰葡糖胺和葡糖胺烯糖是粘膜上皮的主要成分,能够激活和活化伤口部位的巨噬细胞和粘膜上皮细胞,从而起到促进局部粘膜愈合的作用; 2 、促进上皮细胞和血管内皮细胞再生; 3 、促进成纤维细胞迁移; 4 、诱导有序的胶原沉积和纤维排列,促进胶原组织的构建和结构重塑。

  (三)壳聚糖的止血作用

  Klokkevold 等通过实验直接观察到壳聚糖的止血活性。他们在兔舌两侧作切口,一侧以壳聚糖治疗,另一侧为对照组。结果发现接受壳聚糖治疗的兔舌切口的止血功能得到提高,出血时间比对照组缩短 32% ;用血小板功能拮抗剂 Epoprostenol 制成兔血小板功能障碍模型,作舌侧切口后应用壳聚糖治疗组,与对照组相比出血时间缩短 56% ,可见壳聚糖的止血活性是相当强的。

  壳聚糖止血作用的机制是通过促进红细胞的凝集作用而实现的。红细胞间的相互排斥作用是使其不能凝聚的重要原因之一。红细胞间的相互排斥力来源于其细胞膜上较多的净负电荷,这些负电荷主要是由细胞膜表面的神经氨酸残基而产生。壳聚糖介导红细胞凝集的机制,可能是通过壳聚糖表面的正电荷与红细胞表面含神经氨酸残基的受体(带负电荷)的相互作用而实现的。显然,这种凝集作用不依赖于正常的凝血路径,因此,壳聚糖介导的凝血作用,不受抗凝治疗和其他凝血功能障碍的影响。

  (四)壳聚糖的预防组织粘连作用

  在创伤或外科手术后的组织修复过程中,不可避免的会发生组织粘连。创伤越重,组织的炎症反应越重,粘连也就越重;创伤后组织出血、血肿机化,以及最终为瘢痕组织所代替,并促进了粘连形成;肢体在创伤或手术后长期固定限制了组织间的生理滑动,同样加重了组织粘连。

  组织粘连是由成纤维细胞增殖、胶原纤维分泌造成的,过去的研究把防止粘连的重点放在了如何处理胶原纤维上,但是产生粘连的根本原因在于成纤维细胞增殖。壳聚糖能选择性抑制成纤维细胞生长,从而减少了胶原纤维来源,达到预防和减轻粘连的目的。

  壳聚糖预防粘连的作用机制与其生物学特性有关:

  1. 促进组织的生理修复,抑制瘢痕的形成:壳聚糖选择性抑制成纤维细胞的生长,促进内皮细胞和上皮细胞的生长。研究表明,几丁聚糖有促进皮肤伤口肉芽组织生长、加速愈合、使其结痂最小的作用。

  2. 止血作用:壳聚糖作为止血剂,无论是溶液还是固体,都能有效的止血。在止血的同时,还显示了它作为止血剂的另一优点,即能够 减少了血肿机化和成纤维细胞侵入, 阻止血纤维蛋白束的形成。

  3. 生物屏障作用:硅胶被认为是一种具有良好组织相容形的合成材料,但其对组织有一定的炎性异物作用,不能用与早期粘连的预防,另外需再次手术取出。近年来有学者在探索一种可降解的、能在 组织间起间隔作用、对营养物质有通透性、能在局部停留足够长的时间、无局部或全身副作用的生物材料,如 HA 、 PVP 等,但由于他们的降解速度太快而不能达到满意效果。壳聚糖依其结构可视为聚氨基葡萄糖,存在于动植物的组织结构中作为形成细胞壁和骨骼的成分,是一种天然的高分子聚合物,可生物降解,无毒性,具有良好的生物相容性,这些特点都是其他合成高分子材料所不能比拟的。一项研究表明 2% 的壳聚糖溶液在腱鞘内可黏附于肌腱周围,并在肌腱和腱鞘之间形成一层液体膜。该层膜不同于机械假膜,它有吸水性,能通过营养物质,而且可停留足够长的时间后方被降解吸收,是一种良好的防粘连屏障生物材料。

  利用壳聚糖无可比拟的优越生物学特性,我公司研发部由富有丰富科研经验和专业知识的博士、硕士组成攻关小组,历经三年,采用先进的生物降解技术,使壳聚糖分子量达到了预定水平,成功解决了普通壳聚糖难以水溶而需酸溶的技术难题,达到了材料的可溶度和可膨胀度的自由调控,开发出不同溶解度的系列纯壳聚糖止血海绵,从而弥补了传统的异种动物蛋白材料——明胶和胶原蛋白,以及氧化再生纤维素等材料所存在的排异反应等缺陷。同时,针对鼻内窥镜手术的特点,结合临床需要,选用最佳溶解度的水溶性壳聚糖,开发出可以吸水膨胀、自行溶解吸收的鼻内窥镜手术专用止血材料,彻底改观了以往鼻内窥镜手术需要采用普通外科通用型止血材料的局面。可溶性止血材料(商品名:高膨溶壳聚糖海绵)经国家食品和药品监督管理局指定的临床药品试验基地 — 上海第二医科大学附属仁济医院和山东大学齐鲁医院,对 138 例鼻腔和口腔手术病人进行临床验证,在所有使用该产品的病人中,未发现排异、炎症、过敏等不良反应,具有生物相容性好、安全可靠、止血效果显著、使用方便的特点,可有效替代传统的异种蛋白材料和氧化再生纤维素材料,是鼻腔和口腔手术病人和其它原因导致的鼻腔和口腔出血病人理想的止血材料。

相关参考文献

1、 Muzzarelli R. Baldassarre V, Conti F et al. Biological activity of chitosan : ultrastructural study. Biomaterials, 1988,9(3):247

2、 Olsen R, Schwartzmiller D, Weppner W et al. Biomedical Application of chitin and its derivative. In: Skjak Break G, Anthonsen T, Sandford P eds. Chitin and Chitosan . London: Elsevier Applied Science, 1989:813 ~ 818

3、 Rao SB, Sharma CP. Use of chitosan as a biomaterial: studies on its safety and hemostatic potential. J Biomed Mater Res , 1997,34(1):21

4、 Klokkevold PR , Fulayama H, Sung EC et al. The effect of chitosan ( poly-N-acetyl glucosamine ) on ligual hemostasia in heparinized rabbits. J Oral Maxillofac Surg , 1999,57(1):49

5、 Klokkevold PR , Lew DS, Ellis DG et al. Effect of chitosan on lingual hemostasis in rabbits. J Oral Maxillofac Surg , 1991,49(8):858

6、 Van Oss CJ, Mohn JF. Scanning electron microscopy of red blood cell agglutination. Vox Sang, 1970, 19:432

7、 Su CH, Sun CS, Juan SW et al. Development of fungal mycelia as skin substitutes: effects on wound healing and fibroblast. Biomaterials, 1999,20(1):61

8、 Mori T, Okumura M, Matsuura M et al. Effects of chitin and its derivatives on the proliferation and cytokine production of fibroblasts in vivo. Biomaterials, 1997,18(13):947

9、 Koyano T, Minoura N, Nagura M et al. Attachment and growth of cultured fibroblast cells on PVA/ chitosan -blended hydrogels . J Biomed Mater Res , 1998,39(3):486

10、 Biagini G ,Bertani A, Muzzarelli R et al. Wound management with N- carboxybutyl chitosan . Biomaterials, 1991,12(3):281

11、 Biagini G, Muzzarelli RAA, Giardino R et al. Biological materials for wound healing . In: Brine CJ, Sandford PA, Zikakis JP eds . Advances in chitin and chitosan . London: Elsevier Applied Science, 1992:16 ~ 23

12、 Bartone FF, Adickes ED. Chitosan : effects on wound healing in ruogenital tissue: preliminary report. J Urol , 1988,140( 5pt 2):1134

13、 内窥镜鼻窦手术术腔填塞方法及填塞物的选择

(附 769 例临床分析)—《临床耳鼻咽喉科杂志》 1998 年第 12 卷 第 11 期

14 、藻酸钙敷料在鼻内镜术后术腔填塞效果的临床观察

——《耳鼻咽喉-头颈外科》 2003 年 8 月第 10 卷 4 期

15 、侯春林,陈爱民,张伟 . 几丁聚糖预防肘关节粘连的临床研究 . 中国修复重建外科杂志, 2000 , 14 ( 2 ): 65 ~ 67

巴布剂系列产品的研究与开发

  透皮给药系统是当前药学领域研究的前沿方向,药物经皮肤吸收有多方面的优越性。日本于80年代推出了新一代透皮给药系统———“辣椒丁”,经过多年的研究与开发,该剂型已列入“日本药局方”名为“巴布剂”。在日本及西方有大量的该类产品。该项技术作为一种外用经皮给药制剂的研发平台,有着十分广阔的应用前景,据资料显示,全世界透皮吸收制剂销售额由93年的16亿元,上升到2003年91亿元,其中透皮制剂的预计增长率达17.8%,位居榜首,而口服,注射剂等年增长不足2%。

  巴布剂是以水溶性高分子化合物或亲水性物质为基质,与中药提取物或其它有效成分经炼合而成的外用贴膏剂。与口服剂型相比,无肝脏首过效应,不受胃肠道降解的影响,生物利用度高,无胃肠道刺激反应;与注射剂相比,使用方便,无疼痛;与软膏剂相比,给药剂量准确,吸收面积固定,血液浓度稳定;与黑膏药和橡皮膏相比,具有载药量大(是传统中药贴膏的8~14倍)、透皮率高(是传统中药贴膏的7~20倍),药量成分可控、透气保湿性好、不污染衣物、可反复揭贴、对皮肤无刺激的特点,是理想的经皮贴剂给药系统(transdermal patch delivery system)。

  保护层:贴剂表面一层聚酯保护膜,使用前揭去。

  凝胶层:含药物或其它有效成分的高分子水凝胶。

  支持层: 起背衬支撑作用,并具有透气的特点。

  我公司自2002年开始,与上海中药研究所合作,对巴布剂的配方和工艺进行研究与开发,成功的完成了巴布剂配方的研究,并确定了自己独特的工艺流程,建立了完善的巴布剂生产线。应用这一技术,我公司相继开发出和正在研究一系列巴布剂产品。如已经成功地向市场推出的公司产品 “清凉贴”(商品名:降温贴);已经开始进行临床试验的“疤痕平”和“镇痛贴”等。同时,为加拿大Rapid Aid Co., Ltd 出品的巴布剂贴剂Hot Relief Patch和Cold Relief Patch 产品进行贴牌生产,充分显示了先进的巴布剂生产工艺和技术。

相关参考文献

 1. 徐莲英,蔡贞贞, 张彤.中药透皮特性研究的思路与方法

  [J]. 中医外治杂志; 1006-978X; vol.14; no.1;

 2. 郭建文, 杨艳平.中药巴布剂成型工艺的研究

  [J].西北药学杂志;2005 (3); vol.20;1004-2407

 3. 陶建武; 薛大权; 余敏.中药巴布剂的研究概况[J].

  [J]时珍国医国药; 2005 (16); no.5; 1008-0805

 4. 张尚斌,刘纪青. 香黄巴布剂的质量标准研究

  [J]. 中国中医药信息杂志; 2004,vol.11; no.6; 1005-5304

 5. 潘卫三, 李华; 李嘉煜.中药巴布剂研究的技术难点及解决方案[J].

  [J]中医外治杂志; 2004,vol.13; no.3; 1006-978x;

 6. 杜倩,潘金火.巴布剂的研究进展 [J].时珍国医国药; 2004 ,vol.15; no.11; 1008-0805;

 7. 朱建明,张明红. 中药巴布剂的实验研究进展

  [J].中国中医药信息杂志; 2002,Vol.9; No.12;1005-5304;

 8. 刘淑芝,汤亚池, 费虹. 中药巴布剂研究概况

  [J].国外医学·中医中药分册; 1997,19(5); 1001-1145

 9. 楼步青,何伟棠. 中药巴布剂研究思路探讨

  [J].时珍国医国药; 2001,012(007); 1008-0805

 10. 均匀设计法优选中药巴布剂基质配方

  [J].刘淑芝,张蔚君. 中国实验方剂学杂志; 2001,007(001); 1005-9903

 11. 刘淑芝,张蔚君. 中药巴布剂制备工艺的实验研究

  [J].中国实验方剂学杂志; 2001,007(003); 1005-9903

 12. 吴华振.中药巴布剂的研究进展 [J].中药材; 1999,022(002); 1001-4454;

 13. 易军,邵思华.巴布剂--一个即新双古老的剂型

  [J].江西中医学院学报; 1998,010(001); 1005-9431

 14. 杨莉娅,丁训诚. 巴布剂及橡胶剂蟾酥膏对家兔完整皮肤刺激试验的比较

  [J]. 中国药业; 2000, vol.9; no.5; 1006-4931

 15. 刘淑芝.中药巴布剂研究现状分析及展望[J].中医外治杂志,2005,(5).

 16. 沈静,郭立玮,潘林梅.中药巴布剂的研究进展[J].时珍国医国药,2005,(1).

 17. 李刚,于永洲综述.国内巴布剂研究进展[J].医学信息,2004,(2).

 18. 贾伟,高文远,王涛,刘云斌,薛京,肖培根.中药巴布剂的研究现状[J].

 中国中药杂志,2003,(1).

 19. 刘淑芝,费虹,郭春燕,汤亚池, 张蔚君. 均匀设计法优选中药巴布剂基质配方[J].

 中国实验方剂学杂志,2001,(1).

Baidu
map