CN104524690A - 一种电刺激抗菌敷料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电刺激抗菌敷料装置，该装置包括敷料膜(1)、相对设置的一对绝缘夹片(2)、分别设置在绝缘夹片(2)上的导电夹片(3)、扣式电池(4)、导线(5)、设置在绝缘夹片(2)之间且与其相连的衬板(6)、外壳(7)；敷料膜(1)由绝缘夹片(2)和导电夹片(3)固定，敷料膜(1)一面与衬板(6)接触，另一面与皮肤创面接触；位于衬板(6)两端的导电夹片(3)分别与敷料膜(1)的正反两面接触、固定；导电夹片(3)由导线(5)连接扣式电池(4)的正负极；扣式电池(4)固定于衬板(6)，并由外壳(7)覆盖。本发明装置设计简单，操作方便，对创伤表面进行接触治疗，能有效防止细菌生物膜形成，促进创伤愈合。
Description
技术领域
本发明涉及一种电刺激抗菌敷料装置，属于生物医用材料及相关领域。
背景技术
受到创伤后，皮肤作为人体抵御微生物入侵的天然屏障被破坏而易出现细菌感染，浮游细菌在较短时间内形成生物膜，而细菌生物膜间断释放浮游细菌，导致感染反复、加重或急性发作。
常规药物可杀灭浮游细菌和表层细菌，临床症状可控制，但一般不能穿透细菌生物膜。研究表明，同一种细菌在生物膜中抵抗抗生素和杀菌剂的能力比在浮游状态下高500-5000倍，由于这种抵御抗菌药物作用，致使细菌生物膜在宿主体内长期存在。在环境允许时，细菌生物膜再次释放浮游细菌，导致症状再次复发，成为急性感染发病的“细菌孵化所”。并且，细菌生物膜由于在宿主体内持续存在，其内细菌产生超抗原，影响宿主的免疫***，刺激周围粘膜，不时释放炎性介质，导致局部炎症反应：白介素-8升高，中性粒细胞和B细胞显著聚集，细胞粘膜肿胀，渗出增多，是造成临床上难治性疾病原因之一。
早在上世纪90年代，Blenkinsopp(布莱金奏普)等就报道了应用电刺激可以增强抗生素杀灭生物膜细菌的有效性，通过很低强度的电流及很低浓度的抗生素就可以达到理想的杀菌效果。电场帮助抗菌药物以电泳的形式渗透到生物膜中，从而增强其抗菌效果。虽然生物膜细菌的耐药性相当于浮游细菌的500～1000倍，但是利用生物电效应可以使杀灭生物膜细菌所需浓度仅为到杀灭同种浮游细菌浓度的1.5-4倍。Neoh(尼沃)等的最新研究结果表明，通过对壳聚糖/聚吡咯施加直流电刺激，可有效防止生物膜的形成，当用200微安电流刺激金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌生物膜时，细菌的死亡数呈剂量和时间依赖性。Houghton(霍顿)等研究发现，电刺激可以促进脊髓损伤患者压力性溃疡的愈合。Gardner(加德纳)等就电刺激对慢性伤口愈合的影响做分析，结果表明电刺激是促进组织愈合的一种有效方法。电刺激可能通过上调某些生长因子的表达促进组织重建。近期研究发现，电刺激可以直接诱导培养的视网膜细胞中碱性成纤维生长因子基因的表达，从而促进组织重建进程。
因此，利用电刺激促进抗菌剂/药物渗透将成为创伤修复治疗的重要方法之一。2010年市场研究公司(Market Research.com)Kalorama Information(卡洛拉马信息)研究报道称，全球用于慢性创面(慢性溃疡)治疗每年需106亿美元，RegeneRx(雷金纳克斯生物制药公司)预测全球慢性创伤愈合市场年增加率高达10％。开发具备抗菌、修复功能的创伤敷料装置将产生巨大的经济和社会效益。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种电刺激抗菌敷料装置。该装置通过电刺激促进抗菌剂/药物渗透，具有防止生物膜形成、低剂量高抗菌性能、良好的透气性和创伤修复效果。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：本发明提供了一种电刺激抗菌敷料装置，该装置包括敷料膜、相对设置的一对绝缘夹片、分别设置在绝缘夹片上的导电夹片、扣式电池、导线、设置在绝缘夹片之间且与其相连的衬板、外壳；
敷料膜由绝缘夹片和导电夹片固定，敷料膜一面与衬板接触，另一面与皮肤创面接触；
位于衬板两端的导电夹片分别与敷料膜的正反两面接触、固定；
导电夹片由导线连接扣式电池的正负极；
扣式电池固定于衬板，并由外壳覆盖；
敷料膜为导电细菌纤维素膜，扣式电池标称电压1-4V。
优选的，所述的导电细菌纤维素膜，由木醋杆菌、根瘤菌、葡萄糖杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、农杆菌、八叠球菌、假单胞菌、产碱菌或固氮菌中的一种或几种经过发酵、分离、碱化提纯、冷冻干燥后，充分浸润导电聚合物单体溶液，再由电化学聚合制得。
优选的，所述的导电细菌纤维素膜的电导率为0.02-0.1S/cm。
优选的，所述的导电聚合物单体为吡咯及其衍生物的一种或几种。
优选的，所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为丁胺卡那、庆大霉素、卡那霉素、红霉素、琥乙红霉素、吉他霉素、乙酰吉他霉素、罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶、环丙沙星、氧氟沙星或左氧氟沙星中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
优选的，所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为凝血药物、抗过敏药物、止痛剂、细胞生长因子或维生素中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
有益效果：相比于现有技术，本发明装置具有如下有益效果：
(1)置于创伤部位的表面，进行非埋入式治疗，通过恒定直流电刺激，仅产生100-200微安电流，易为患者所接受。
(2)以改性细菌纤维素膜为敷料膜，对外界环境微生物具有阻隔作用，凝胶状细菌纤维素膜具有较强的吸湿保湿性能，覆盖在创伤表面形成湿性环境，保留渗出液中的活性因子并促进活性因子释放，愈合速度比干性环境高一倍以上(创伤湿性愈合理论)。同时，避免了创面渗出物的过度蒸发形成干痂，更换敷料时不易产生再次机械性损伤。
(3)采用电刺激能有效防止细菌生物膜形成，促进创伤愈合，联合抗菌剂/药物使用，低剂量即可以产生高抗菌性。
(4)设计简单，操作方便。本发明装置适于产业化生产。
附图说明
图1为一种电刺激抗菌敷料装置构造示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
本发明提供的电刺激抗菌敷料装置，该装置包括敷料膜1、相对设置的一对绝缘夹片2、分别设置在绝缘夹片2上的导电夹片3、扣式电池4、导线5、设置在绝缘夹片2之间且与其相连的衬板6、外壳7；
敷料膜1由绝缘夹片2和导电夹片3固定，敷料膜1一面与衬板6接触，另一面与皮肤创面接触；
位于衬板6两端的导电夹片3分别与敷料膜1的正反两面接触、固定；
导电夹片3由导线5连接扣式电池4的正负极；
扣式电池4固定于衬板6，并由外壳7覆盖；
敷料膜1为导电细菌纤维素膜，扣式电池4标称电压1-4V。
所述的导电细菌纤维素膜，由木醋杆菌、根瘤菌、葡萄糖杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、农杆菌、八叠球菌、假单胞菌、产碱菌或固氮菌中的一种或几种经过发酵、分离、碱化提纯、冷冻干燥后，充分浸润导电聚合物单体溶液，再由电化学聚合制得。
所述的导电细菌纤维素膜的电导率为0.02-0.1S/cm。
所述的导电聚合物单体为吡咯及其衍生物的一种或几种。
所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为丁胺卡那、庆大霉素、卡那霉素、红霉素、琥乙红霉素、吉他霉素、乙酰吉他霉素、罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶、环丙沙星、氧氟沙星或左氧氟沙星中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为凝血药物、抗过敏药物、止痛剂、细胞生长因子或维生素中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
经木醋杆菌发酵得细菌纤维素膜，碱化提纯、冷冻干燥后，将膜充分浸于浓度为5g/L的吡咯单体溶液，其中含10μg/mL庆大霉素。24小时后将膜置于玻璃片上，对膜两端加直流电，调节电流为0.25mA，聚合反应30分钟。反应完毕，用去离子水洗净表面残余的单体溶液。导电细菌纤维素膜的电导率为0.05S/cm。将制得的导电细菌纤维素敷料膜1由绝缘夹片2和导电夹片3固定，敷料膜1一面与衬板6接触，另一面暴露在空气中。位于衬板6两端的导电夹片3分别与敷料膜1的正反两面接触、固定。导电夹片3由导线5连接扣式电池4的正负极。扣式电池4固定于衬板6，并由外壳7覆盖。将装置敷于皮肤创伤表面，施加恒定电刺激，能有效防止细菌感染，促进创伤修复。
实施例2
经农杆菌发酵得细菌纤维素膜，碱化提纯、冷冻干燥后，将膜充分浸于浓度为10g/L的吡咯单体溶液，其中含10μg/mL丁胺卡那。48小时后将膜置于玻璃片上，对膜两端加直流电，调节电流为0.35mA，聚合反应15分钟。反应完毕，用去离子水洗净表面残余的单体溶液。将制得的导电细菌纤维素敷料膜1由绝缘夹片2和导电夹片3固定，敷料膜1一面与衬板6接触，另一面暴露在空气中。位于衬板6两端的导电夹片3分别与敷料膜1的正反两面接触、固定。导电夹片3由导线5连接扣式电池4的正负极。扣式电池4固定于衬板6，并由外壳7覆盖。将自行设计的两端开口式细菌培养管放置在该装置上，培养管中细菌悬浮液与敷料膜1充分接触30分钟，采用平板涂布法评价电刺激抗菌敷料装置对***金黄色葡萄球菌(S.aureus)和革兰氏阴性细菌大肠杆菌(E.coli)的抗菌效果，结果显示，该装置对这两种细菌杀菌率均大于99.9999％，具有优异的抗菌效果。
实施例3
经木醋杆菌发酵得细菌纤维素膜，碱化提纯、冷冻干燥后，将膜充分浸于浓度为5g/L的吡咯单体溶液，其中含5μg/mL吉他霉素。10小时后将膜置于玻璃片上，对膜两端加直流电，调节电流为0.20mA，聚合反应30分钟。反应完毕，用去离子水洗净表面残余的单体溶液。将制得的导电细菌纤维素敷料膜1由绝缘夹片2和导电夹片3固定，敷料膜1一面与衬板6接触，另一面暴露在空气中。位于衬板6两端的导电夹片3分别与敷料膜1的正反两面接触、固定。导电夹片3由导线5连接扣式电池4的正负极。扣式电池4固定于衬板6，并由外壳7覆盖。
实施例4
经木醋杆菌发酵得细菌纤维素膜，碱化提纯、冷冻干燥后，将膜充分浸于浓度为5g/L的吡咯单体溶液，其中含1μg/mL血管内皮生长因子和5μg/mL左氧氟沙星。24小时后将膜置于玻璃片上，对膜两端加直流电，调节电流为0.25mA，聚合反应15分钟。反应完毕，用去离子水洗净表面残余的单体溶液。将制得的导电细菌纤维素敷料膜1由绝缘夹片2和导电夹片3固定，敷料膜1一面与衬板6接触，另一面暴露在空气中。位于衬板6两端的导电夹片3分别与敷料膜1的正反两面接触、固定。导电夹片3由导线5连接扣式电池4的正负极。扣式电池4固定于衬板6，并由外壳7覆盖。将装置敷于皮肤创伤表面，施加恒定电刺激，能有效防止细菌感染，促进创伤修复。
本发明设计简单，操作方便，对创伤表面进行接触治疗，通过恒定直流电刺激，仅产生100-200微安电流，能有效防止细菌生物膜形成，促进创伤愈合，联合抗菌剂/药物使用，低剂量即可以产生高抗菌性。
Claims (6)
1.一种电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：该装置包括敷料膜(1)、相对设置的一对绝缘夹片(2)、分别设置在绝缘夹片(2)上的导电夹片(3)、扣式电池(4)、导线(5)、设置在绝缘夹片(2)之间且与其相连的衬板(6)、外壳(7)；
敷料膜(1)由绝缘夹片(2)和导电夹片(3)固定，敷料膜(1)一面与衬板(6)接触，另一面与皮肤创面接触；
位于衬板(6)两端的导电夹片(3)分别与敷料膜(1)的正反两面接触、固定；
导电夹片(3)由导线(5)连接扣式电池(4)的正负极；
扣式电池(4)固定于衬板(6)，并由外壳(7)覆盖；
敷料膜(1)为导电细菌纤维素膜，扣式电池(4)标称电压1-4V。
2.根据权利要求1所述的电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：所述的导电细菌纤维素膜，由木醋杆菌、根瘤菌、葡萄糖杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、农杆菌、八叠球菌、假单胞菌、产碱菌或固氮菌中的一种或几种经过发酵、分离、碱化提纯、冷冻干燥后，充分浸润导电聚合物单体溶液，再由电化学聚合制得。
3.根据权利要求1所述的电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：所述的导电细菌纤维素膜的电导率为0.02-0.1S/cm。
4.根据权利要求2所述的电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：所述的导电聚合物单体为吡咯及其衍生物的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为丁胺卡那、庆大霉素、卡那霉素、红霉素、琥乙红霉素、吉他霉素、乙酰吉他霉素、罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶、环丙沙星、氧氟沙星或左氧氟沙星中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
6.根据权利要求2所述的电刺激抗菌敷料装置，其特征在于：所述的导电聚合物单体溶液中包含添加剂，添加剂为凝血药物、抗过敏药物、止痛剂、细胞生长因子或维生素中的一种或几种，添加剂含量为：每cm2敷料膜中添加剂含量为0-10μg。
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2014
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