山東省醫(yī)療器械研究所,山東省醫(yī)用高分子材料重點實驗室(濟(jì)南 250100)
隨著人們生活節(jié)奏的加快以及工作壓力的加大,功能性醫(yī)用敷料將是未來技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。傳統(tǒng)的棉花、紗布以及毛巾等敷料存在很大的缺陷,尤其在療效方面,難以與功能性醫(yī)用敷料相比。有利的的愈合環(huán)境因素包括如最佳氧含量、pH 值和濕度等,特別是能夠使傷口保持潤濕的環(huán)境[1]。現(xiàn)今凡士林油紗布在臨床上使用廣泛,但有其缺陷性:油膩感、不易清洗;易粘傷口,造成二次創(chuàng)傷、患者難以接受;沒有吸液能力,難以創(chuàng)造傷口的濕性愈合環(huán)境等。潤濕性凡士林紗布因為添加了吸水性凝膠顆粒和增強了凡士林的凝聚性,克服了以上缺陷:不黏傷口、不殘留、不浸潤傷口、提供適宜的濕性愈合環(huán)境[2~3]。
本文所研究的潤濕性凡士林紗布由凡士林添加水凝膠顆粒、醫(yī)用高分子材料凝固劑,涂布于聚酯纖維網(wǎng)上復(fù)合而成。制備的潤濕性凡士林紗布不粘傷口、無油膩感、提供濕性愈合環(huán)境,無皮膚刺激性、致敏反應(yīng)及細(xì)胞毒性。用于燒傷、創(chuàng)傷、手術(shù)等傷口的覆蓋和引流,促進(jìn)傷口的愈合。
1.1 潤濕性凡士林紗布的配方工藝研究
試驗材料為聚苯乙烯彈性體、聚乙烯-丁烯共聚體、聚乙烯-丙烯共聚體、醫(yī)用凡士林、羧甲基纖維素鈉、聚酯紗布、自制雙輥涂布機(jī)。
1.1.1 醫(yī)用高分子材料凝固劑的定性選擇。
通過醫(yī)用高分子彈性體填充凡士林,解決了凡士林凝聚力差的問題;通過添加醫(yī)用水凝膠顆粒解決了凡士林紗布不能吸液的問題。
以醫(yī)用高分子彈性體:聚苯乙烯彈性體、聚乙烯-丁烯共聚體、聚乙烯-丙烯共聚體三種彈性體分別填充凡士林,填充量為5%,以斷裂伸長率、回縮率為考察指標(biāo)進(jìn)行選擇。
1.1.2 醫(yī)用高分子材料凝固劑填充量的研究。
確定了聚苯乙烯彈性體,考察其填充量:3%、5%、7%,以斷裂伸長率、回縮率為考察指標(biāo)進(jìn)行選擇。
1.1.3 水凝膠粒徑的選擇
現(xiàn)有凡士林沒有吸液能力,不能提供濕性愈合環(huán)境,加入少量的水凝膠就能提高親水性,從而保持足夠的潤濕環(huán)境,利于傷口愈合,但又不能使凝膠吸收大量的水,會導(dǎo)致凝膠溶脹逐漸堵塞紗布上的網(wǎng)眼而成為封閉狀態(tài),滲出液無法排出而易被浸軟,不利于傷口愈合。目前市面上水凝膠顆粒有果膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉等。從成本、符合醫(yī)用要求方面考慮,選擇羧甲基纖維素鈉粉末作為潤濕性凡士林紗布的水凝膠顆粒。
以10%的加入量為基礎(chǔ),選擇粒徑為20μm、75μm、150μm 的羧甲基纖維素鈉粉末,分別和填充了5%的聚苯乙烯彈性體的凡士林混合,制備標(biāo)準(zhǔn)樣品,以斷裂伸長率、回縮率為技術(shù)指標(biāo)考察。
1.1.4 水凝膠顆粒添充量的選擇
選擇粒徑為75μm 的羧甲基纖維素鈉粉末,分別和填充了5%的聚苯乙烯彈性體的凡士林混合,制備標(biāo)準(zhǔn)樣品,考察5%、10%、15%的添充量對油膠性能的影響,以斷裂伸長率、吸水率、硬度為技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行考察。
1.2 涂布工藝的研究
根據(jù)臨床使用要求,油膠應(yīng)均勻包覆到紗布上,同時又不能把紗布的網(wǎng)眼全部封閉,以利于臨床引流、透氣。
直接浸漬紗布的缺陷是上膠量太大,為了去掉紗布上面多余的油膠,設(shè)計了一種涂布設(shè)備:雙棍涂布機(jī)。操作過程為:在恒溫膠槽中加入油膠混合體,加熱攪拌至熔融,聚酯紗布連續(xù)通過第一個均勻布滿一層(通過刮刀控制厚度)油膠的涂布輥,聚酯紗布上就預(yù)先涂覆了一層熔融的油膠,再經(jīng)過第二個輥去掉紗布網(wǎng)孔內(nèi)多余的油膠,然后讓紗布自然冷卻。通過調(diào)節(jié)棍子的間距調(diào)節(jié)紗布的上膠量,以達(dá)到合適的要求。
1.3 潤濕性凡士林紗布生物性能的研究[3~5]參照GB/T16886.1-2001 醫(yī)療器械生物學(xué)評價第1 部分:評價與試驗、GB/T16886.10-2005 醫(yī)療器械生物學(xué)評價第10 部分:刺激與遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗、GB/T16886.5-2003 醫(yī)療器械生物學(xué)評價 第5 部分:體外細(xì)胞毒性試驗等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對潤濕性凡士林紗布樣品進(jìn)行了生物學(xué)方面的研究。
1.3.1 皮膚刺激性測試
1.3.1.1 試驗材料
測試樣品制成2.5cm×2.5cm。同法制備相應(yīng)的陰性對照樣品,陰性對照為吸收性紗布。
動物應(yīng)使用皮膚健康無損傷的、初成年的白化兔3 只,雌雄不限,同一品系,體重不低于2kg,應(yīng)使動物適應(yīng)環(huán)境,并按GB/T 16886.2 的規(guī)定飼養(yǎng)。試驗前4-24h 將動物背部脊柱兩側(cè)被毛除去(約10cm×15cm 區(qū)域),作為試驗和觀察部位。
1.3.1.2 試驗過程
將試驗材料樣品直接接觸兔脊柱兩側(cè)的皮膚,對照樣品同法應(yīng)用,然后用繃帶封閉性固定敷貼片72h。接觸期結(jié)束后取下敷貼片,用持久性墨水對接觸部位進(jìn)行標(biāo)記。
推薦在自然光線或全光譜燈光下觀察皮膚反應(yīng)。按標(biāo)準(zhǔn)給出的記分系統(tǒng)描述每一接觸部位在每一規(guī)定時間內(nèi)皮膚紅斑和水腫反應(yīng)情況并評分,記錄結(jié)果。試驗時,在除去敷貼片后1h、24h、48h 和72h 記錄各接觸部位情況。
1.3.1.3 結(jié)果評價
單次接觸試驗按下列規(guī)定確定原發(fā)性刺激指數(shù)(PII),使用24h、48h 和72h 的觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。將每只動物在每一規(guī)定時間試驗材料引起的紅斑與水腫的原發(fā)性刺激記分相加后再除以觀察總數(shù)之和(每一試驗部位的1 個觀察數(shù)據(jù)包括紅斑和水腫兩個記分)。當(dāng)采用空白溶液或陰性對照時,計算出對照原發(fā)性刺激記分,將試驗材料原發(fā)性刺激記分減去該記分,即得出原發(fā)性刺激記分。
1.3.2 遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗
1.3.2.1 試驗材料
取4~8cm2的潤濕性凡士林紗布樣品作為測試品。
使用健康、初成年的白化豚鼠10 只,雌雄不限試,同一遠(yuǎn)交品系,試驗開始時體重為3008-500g 。雌鼠應(yīng)未產(chǎn)并未孕。應(yīng)使動物適應(yīng)環(huán)境,并按GB/T 16886.2 的規(guī)定飼養(yǎng)。試驗開始之前徹底剪除或脫除動物試驗部位被毛。將適當(dāng)尺寸的測試樣品局部貼敷于動物的除毛部位,再用封閉性包扎帶固定6h。
1.3.2.2 試驗方法與過程
方法為封閉式貼敷試驗(Buehler 試驗)。目的是對材料在試驗條件下產(chǎn)生豚鼠皮膚致敏反應(yīng)的潛在性做出評價。
將合適的測試片局部貼敷于每只動物的左上背部位。6h 后除去封閉包扎帶和測試片。1 周中連續(xù)3d 重復(fù)該步驟,同法操作3 周。最后一次誘導(dǎo)貼敷后14d,用試驗樣品對全部試驗動物進(jìn)行激發(fā)。將合適的測試片浸透試驗樣品局部貼敷于每只動物去毛的未試部位。6h 后除去封閉包扎帶和測試片。激發(fā)接觸后24h 士2h,剃去激發(fā)部位及其周圍部位的動物被毛。用溫水徹底清洗脫毛區(qū),并用毛巾擦干動物后放回籠中。
1.3.2.3 結(jié)果評價
脫毛后至少2h,按標(biāo)準(zhǔn)給出的分級標(biāo)準(zhǔn)對試驗部位評分,并在除去激發(fā)測試片后48 h 士2h再進(jìn)行評分。脫毛后2h、48 h 分級標(biāo)準(zhǔn)對試驗部位評分。
1.3.3 體外細(xì)胞毒性
1.3.3.1 試驗材料
取4~8cm2的潤濕性凡士林紗布樣品作為測試品;高密度聚乙烯為陰性對照品、有機(jī)錫作穩(wěn)定劑的聚氯乙烯為陽性對照品。試驗材料均經(jīng)輻照滅菌。培養(yǎng)基為含血清培養(yǎng)基。
1.3.3.2 試驗方法與過程
方法按GB/T 16886.5-2003 中細(xì)胞毒性試驗8.3 直接接觸試驗方法進(jìn)行。
從持續(xù)攪拌的細(xì)胞懸浮液中吸取等量的懸浮液,注人與試驗樣品直接接觸的每只器皿內(nèi)。輕輕水平轉(zhuǎn)動器皿,使細(xì)胞均勻地分散在每只器皿的表面。以含5%(體積分?jǐn)?shù))二氧化碳的空氣作為緩沖系統(tǒng),在37 士2℃溫度下進(jìn)行培養(yǎng),直至培養(yǎng)細(xì)胞生長至近匯合。試驗前用顯微鏡檢查培養(yǎng)細(xì)胞的近匯合和形態(tài)情況。棄去培養(yǎng)器皿中的培養(yǎng)基,加新鮮培養(yǎng)基至各器皿內(nèi)。在每只器皿中央部位的細(xì)胞層上各輕輕放置一個試驗樣品,應(yīng)確保樣品覆蓋細(xì)胞層表面約十分之一。操作時應(yīng)注意防止樣品不必要的移動,否則可能會導(dǎo)致細(xì)胞的物理性損傷。同法制備陰性和陽性對照材料平行器皿,同樣條件進(jìn)行培養(yǎng)。經(jīng)過至少24 h 的培養(yǎng)后,去除上層培養(yǎng)基,確定細(xì)胞毒性反應(yīng)。
2.1 凝固劑-彈性體的定性選擇結(jié)果
通過樣品的斷裂伸長率和回縮率的測試,選擇聚苯乙烯彈性體作為凡士林的醫(yī)用高分子材料凝固劑。結(jié)果如表1。
表1.填充不同彈性體的凡士林的斷裂伸長率和回縮率
表2.填充不同聚苯乙烯彈性體含量的凡士林的斷裂伸長率和回縮率
表3.粒徑選擇的測試結(jié)果
表4.水凝膠顆粒添充量的測試結(jié)果
表5.刺激反應(yīng)類型及結(jié)果
表6.超敏反應(yīng)結(jié)果
表7.體外細(xì)胞毒性計分及結(jié)果
2.2 彈性體填充量的選擇結(jié)果
聚苯乙烯彈性體填充量為7%時斷裂伸長率增大但回縮率降低,強度高,感覺發(fā)硬,舒適度降低;3%的斷裂伸長率、回縮率都低,強度不夠,選擇5%的填充量。結(jié)果如表2。
2.3 水凝膠粒徑的選擇結(jié)果
粒徑為150μm 的羧甲基纖維素鈉粉末結(jié)果與前兩個差別較大, 75μm 樣品結(jié)果接近粒徑為20μm;選擇粒徑為75μm 的羧甲基纖維素鈉粉末作為潤濕性凡士林紗布的親水性顆粒較經(jīng)濟(jì)可行。結(jié)果表3。
2.4 水凝膠顆粒添充量的選擇結(jié)果
添加10%、粒徑為75μm 的羧甲基纖維素鈉粉末作為潤濕性凡士林紗布的親水性顆粒,既不明顯溶脹、也不發(fā)硬、彈性合適,吸水率太大不利于引流和透氣。結(jié)果表4。
2.5 涂布工藝的研究結(jié)果
雙輥的間距為2mm 時潤濕性凡士林紗布涂布成半封閉狀且上油(膠)均勻,測試該紗布的含油膠量為122g/m2。
2.6 皮膚刺激性試驗結(jié)果
潤濕性凡士林紗布的兔皮膚原發(fā)性刺激指數(shù)(PII)為0,無刺激。結(jié)果見表5。
2.7 遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗結(jié)果
潤濕性凡士林紗布的致敏反應(yīng)平均評分為0,無致敏。結(jié)果見表6。
2.8 體外細(xì)胞毒性試驗結(jié)果
潤濕性凡士林紗布的細(xì)胞毒性反應(yīng)平均計分為0,無細(xì)胞毒性。結(jié)果見表7。
3.1 潤濕性凡士林紗布由凡士林添加水凝膠顆粒、醫(yī)用高分子材料凝固劑,涂布于聚酯纖維網(wǎng)上復(fù)合而成。制備的潤濕性凡士林紗布不粘傷口、不殘留、無油膩感、提供濕性愈合環(huán)境。
3.2 選擇聚苯乙烯彈性體(5%)的填充量作為凡士林的醫(yī)用高分子材料凝固劑;選擇粒徑為75μm 的羧甲基纖維素鈉粉末作為潤濕性凡士林紗布的親水性顆粒,添加量為10%。性能更好地彈性體和水凝膠顆粒有待進(jìn)一步研究。
3.3 當(dāng)雙輥間距為2mm 時,潤濕性凡士林紗布涂布成半封閉狀且上油(膠)均勻,測試該紗布的含油膠量為122g/m2。試驗發(fā)現(xiàn)油膠和聚酯紗布結(jié)合的不是特別牢固,涂布工藝和設(shè)備 有待進(jìn)一步的實驗摸索和設(shè)計。
3.4 潤濕性凡士林紗布無刺激、無致敏、無細(xì)胞毒性,為產(chǎn)品應(yīng)用于臨床提供了依據(jù)。其它生物安全性評價有待進(jìn)一步研究。
致謝:生物學(xué)性能的研究由濟(jì)南醫(yī)療器械檢測中心的黃經(jīng)春老師幫助完成。
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[4]GB/T16886.1-2001 醫(yī)療器械生物學(xué)評價 第1 部分:評價與試驗
[5]GB/T16886.10-2005 醫(yī)療器械生物學(xué)評價 第10 部分:刺激與遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗
[6]GB/T16886.5-2003 醫(yī)療器械生物學(xué)評價 第5 部分:體外細(xì)胞毒性試驗