医疗敷料包括嵌入壳聚糖水凝胶基质内的非织造聚合纳米纤维垫。该敷料可以通过静电纺丝聚合物纳米纤维，然后通过真空或正压辅助将壳聚糖水凝胶掺入到垫的间隙中来获得。所得医疗敷料可以是光学透明的(例如，至少约50％至高达约95％的透光率)、柔性的和机械坚固的。该敷料还可以掺入自粘附促进剂以允许自粘附于生物组织例如眼表面，和/或能够将疗法(例如干细胞、药物等)递送至组织表面的治疗剂。该敷料尤其可用作治疗和修复眼部伤口的眼部绷带。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米纤维增强的水凝胶医疗敷料相关申请的交叉引用本申请基于并要求于2019年4月9日提交的美国临时申请序列号62/654,651(Atty.Dkt.4271-0343)的优先权，该临时申请的全部内容通过引用明确地并入本文。政府权利本专利技术是在政府的支持下，在下列政府授予的合同下作出的：陆军W81XWH-14-C-0028，陆军W81XWH-16-C-0010，陆军W81XWH-15-C-0139，陆军W81XWH-17-C-0140，陆军W81XWH-15-C-0010，DHPW81XWH-16-C-0014。政府享有本专利技术的某些权利。
本文所公开的实施方案总体上涉及医疗敷料，例如适于组织伤口治疗和/或修复的外科敷料和绷带。根据某些实施方案，提供了包含纳米纤维增强的壳聚糖水凝胶的医疗敷料，其能够治疗眼外伤、角膜表面缺陷和损伤以及其它相关的眼并发症。
技术介绍
近年来，眼损伤，特别是那些可归因于军事人员的战斗损伤的眼损伤的频率显著增加。在严重眼外伤后维持视力对于恢复总体生活质量是至关重要的。目前用于治疗眼表损伤的护理标准包括将人羊膜应用到损伤部位。尽管在刺激修复方面非常有效，但在应用之前所需的处理是耗时和昂贵的，使得在军地医院和其它紧急情况下难以应用该膜。其中球体完整性已经受损的更严重的损伤需要应用保存的巩膜组织或绷带，其缺乏对这些眼应用有益的柔性和透明度。最后，需要向角膜表面持续递送治疗剂以治疗角膜溃疡、青光眼，或需要从标准的眼部手术过程中恢复。因此，肯定需要能够用作绷带的合成生物材料，所述绷带可用于治疗和/或修复例如循环吻合、擦伤、溃疡或眼损伤，诸如严重的开放性眼球损伤。本专利技术旨在提供本文所公开的实施例所针对的这种需求。
技术实现思路
一般而言，本文公开的实施方案涉及由非织造聚合纳米纤维垫和浸渍在垫的整个厚度上的壳聚糖水凝胶组成的医疗敷料或绷带。因此，纳米纤维垫被嵌入在壳聚糖水凝胶基质内。根据某些实施方案，壳聚糖水凝胶将以纳米纤维与壳聚糖水凝胶的质量比为0.01:1至10:1，优选0.1:1至1:1而存在。壳聚糖的重均分子量(Mw)可以为约50000g/mol至约370000g/mol。在某些实施方案中，例如，当用作眼部敷料时，该敷料将另外包括表面粘附功能和/或治疗剂。示例性的治疗剂可以是人干细胞或治疗药物，例如抗生素(诸如庆大霉素或氟喹诺酮化合物)，非甾体或甾体抗炎药(诸如泼尼松龙)及它们的混合物。具体的治疗药物包括，例如，(氧氟沙星)、(地塞米松)、ChloromycetinTM、和敷料可以包括表面粘附促进剂，以便赋予组织粘附功能。例如，表面粘附促进剂可以包括光化学粘合(PTB)剂，例如玫瑰红，其量为基于眼部敷料的总重量的0.001至约1wt.％，优选0.1％。根据某些实施方案，形成水凝胶的壳聚糖可以使用硫醇化试剂(例如巯基乙酸和/或半胱氨酸化合物)进行硫醇化，以用能够与角膜组织形成二硫键的硫醇基团来官能化壳聚糖。纳米纤维垫可以包括由选自胶原、聚乙烯醇(PVA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和尼龙(聚酰胺，诸如尼龙-6/12和尼龙-6)的聚合材料形成的纳米纤维。纳米纤维可以具有无区别的长度，并且平均直径为100nm至约1800nm，例如175nm至约1275nm。本文公开的敷料可以通过静电纺丝聚合纳米纤维以形成非织造纳米纤维垫并将壳聚糖水凝胶掺入到纤维垫中来制备。根据某些实施方案，眼部敷料可以通过静电纺丝非织造纳米纤维垫使得水凝胶可以沉积在其表面上然后使用真空辅助或正压辅助技术浸渍在垫的间隙内来制备。本专利技术的这些和其它方面在仔细考虑下面对其当前优选的示例性实施方案的详细描述之后将变得更加清楚。附图说明将参考附图，其中：图1A和1B是通过将壳聚糖水凝胶掺入到尼龙-6纳米纤维垫中以产生分别通过真空辅助和正压辅助制备的纳米纤维增强的水凝胶绷带而制备的纳米纤维增强水凝胶绷带的图像；图2是通过正压辅助获得的纳米纤维增强的水凝胶绷带的图像；图3A和3B分别是通过真空辅助获得的纳米纤维增强的水凝胶绷带的平面图像和横截面图像；和图4A和4B是通过真空辅助产生的原型纳米纤维增强的壳聚糖水凝胶绷带的代表性图像。具体实施方式下面将更详细地进一步描述本专利技术的实施方案。A.壳聚糖水凝胶纳米纤维增强的水凝胶基质的水凝胶组分必然包括生物聚合物壳聚糖。壳聚糖是衍生自甲壳质的线性多糖，甲壳质是一种在虾和蟹的外骨骼中发现的生物聚合物，并且还由某些真菌来源产生。壳聚糖由甲壳质通过N-乙酰基转化成氨基而产生，并且可溶于稀酸溶液中。质子化的胺基(aminegroup)使壳聚糖具有聚阳离子性质，其可促进对组织的粘膜粘附并允许与带负电荷的离子的受控相互作用。本文公开的可以用于实施阻隔材料的壳聚糖可以从许多粉末形式的来源商购获得。商业获得的壳聚糖也可以经受受控的加工条件以获得水溶性的或酸溶性的壳聚糖，这取决于脱乙酰度(DD)。因此，壳聚糖可以具有对于水溶性壳聚糖约40％至约100％，例如，约40％至60％的脱乙酰度，或者对于酸溶性壳聚糖约80％至约100％，通常为约95％的脱乙酰度。为了获得酸溶性壳聚糖，例如，将壳聚糖悬浮在100％v/v氢氧化钠溶液中，该溶液已经用氮气吹扫并加热至120℃达2.5小时。然后将壳聚糖过滤并漂洗至中性，得到95％脱乙酰壳聚糖。在该脱乙酰化处理之后，壳聚糖可以容易地以2％w/v溶解在稀乙酸(0.1摩尔)中以掺入到纳米纤维垫中。如果需要水溶性，则将壳聚糖以2％w/v溶解在0.1M乙酸中，然后以0.75％v/v(基于总溶液体积)滴加乙酸酐，并搅拌1小时以诱导壳聚糖再乙酰化至40％至60％脱乙酰化。在加入3至4倍体积的丙酮沉淀后，将壳聚糖从溶液中离心以去除，并将沉淀的处理过的壳聚糖产品冻干以产生水溶性粉末。可以使用高分子量(Mw＝310至375kDa)、中等分子量(Mw＝190至310kDa)和低分子量(Mw＝50至190kDa)的壳聚糖来完成脱乙酰化和再乙酰化处理。一阶导数UV-Vis表征可以用于量化整个壳聚糖处理过程中的乙酰化程度。已经确定，尽管乙酰化的起始程度不同，但第一次脱乙酰化处理基本上使所有壳聚糖样品达到95％脱乙酰化水平，之后0.75％v/v乙酸酐再乙酰化处理一致地产生脱乙酰化水平为40％至60％的壳聚糖样品。低Mw壳聚糖在再乙酰化处理后可能难以沉淀和收集。中等Mw和高Mw壳聚糖通常更易于收集。优选地，使中等Mw的壳聚糖进行脱乙酰化-再乙酰化处理，因为已经表明当以0.5％w/v至1.5％w/v溶解在去离子水中时形成具有最理想性质的水凝胶。壳聚糖水凝胶应具有50000g/mol至375000g/mol的分子量(Mw)。壳聚糖溶剂可以在加工过程中蒸发，从而导致最终敷料的脆性增加。然而，当样品被水合时，在应用于伤口部位之前所得绷带的水合将减少或消除这种脆性。为了消除对应用前水合的需要，可以将甘油掺入到壳聚糖组分中以在水凝胶溶剂蒸发后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种医疗敷料，所述医疗敷料包含壳聚糖水凝胶基质和嵌入所述基质中的非织造聚合纳米纤维垫。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180409 US 62/654,6511.一种医疗敷料，所述医疗敷料包含壳聚糖水凝胶基质和嵌入所述基质中的非织造聚合纳米纤维垫。
2.根据权利要求1所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶包括脱乙酰壳聚糖。
3.根据权利要求2所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶的脱乙酰度(DD)为约40％至约100％。
4.根据权利要求3所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶是水溶性的并且脱乙酰度(DD)为约40％至约60％。
5.根据权利要求3所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶是酸溶性的并且脱乙酰度(DD)为约85％至约100％。
6.根据权利要求1所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶的分子量(Mw)为50000g/mol至375000g/mol。
7.根据权利要求6所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶包含至多5％v/v的量的作为增塑剂的甘油。
8.根据权利要求1所述的医疗敷料，其还包含表面粘附促进剂和/或治疗剂。
9.根据权利要求8所述的医疗敷料，其中所述治疗剂包括人干细胞或治疗药物。
10.根据权利要求9所述的医疗敷料，其中所述治疗药物选自抗生素、非甾体抗炎药、甾体抗炎药及其混合物。
11.根据权利要求8所述的医疗敷料，其中所述表面粘附促进剂包括光化学粘合(PTB)剂。
12.根据权利要求11所述的医疗敷料，其中所述PTB试剂是玫瑰红，基于所述敷料的总重量，量为0.001wt.％至约1.0wt.％。
13.根据权利要求1所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶包含用能够与生物组织形成二硫键的硫醇基官能化的壳聚糖。
14.根据权利要求13所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶用选自巯基乙酸、谷胱甘肽和半胱氨酸化合物的硫醇化试剂硫醇化。
15.根据权利要求13所述的医疗敷料，其中所述壳聚糖水凝胶用N-乙酰基半胱氨酸硫醇化。
16.根据权利要求1所述的医疗敷料，其中所述纳米纤维垫包括由选自胶原、聚乙烯醇(PVA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和尼龙的聚合材料形成的纳米纤维。
17.根据权利要求16所述的医疗敷料，其中所述聚合材料是尼龙-6/12或尼龙-6。
18.根据权利要求1所述的医疗敷料，其中所述纳米纤维垫包含平均直径为100nm至约1800nm的纳米纤维。
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【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦·安妮·科斯特拉，克里斯托弗·K·蒂森，马修·帕特森，凯丽·布罗德里克，琳赛·伍达德，马洛里·加斯巴雷，
申请(专利权)人：月神创新公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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