CN115645455B - 一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物及其应用。通过大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑菌率结果显示，本发明所述的免洗消毒组合物的抗菌抑菌作用远远高于其它免洗消毒凝胶，并且本发明所述的凝胶在乙醇挥发后，人体皮肤表面会形成一层生物相容性很好的壳聚糖衍生物凝胶抗菌膜，达到长久高效的抗菌消毒作用。与此同时壳聚糖衍生物与葛根提取物相互协同，能够起到显著的协同抗炎效果，利于减轻酒精对皮肤的刺激，长期使用更为安全。

Description

一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物及其 应用

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物及其应用

背景技术

随着医疗水平的提高，临床上不断介入先进的医疗手段，大量使用抗生素使得耐药菌群增加，导致发生感染的几率日益提高。近些年来，感染已成为全球关注的公共卫生问题，受到人们越来越多的重视。感染的发生主要是由于病原菌的接触传播，在传播过程中，手是最重要的传播媒介。手消毒剂是手部清洁和预防感染的最简单、方便并且有效的方法。市场上手消毒剂主要有溶液型、泡沫型和凝胶型三种，其中凝胶型消毒剂免水洗，方便快捷，安全有效，并且可添加保湿和护肤成分，大大提高手部卫生的依从性，因此消毒凝胶备受人们的青睐。目前的消毒凝胶多以卡波姆、纤维素、海藻酸钠为凝胶基质，低浓度的乙醇水溶液为溶剂，三氯羟基二苯醚、醋酸氯己定、苯扎溴铵为杀菌成分。实践表明，长时间使用这样的消毒剂，其中的化学杀菌成分不可避免地会带来不良的皮肤反应，危害人们的健康。

在众多的杀菌成分中，乙醇是公认的作用快速，杀菌谱广泛，效果最好，且毒副作用最小的杀菌剂，广泛应用在医疗行业和人们的生活生产中。乙醇只有在较高浓度时才有最好的杀菌效果，浓度较低的乙醇凝胶非常容易得到，也是目前消毒凝胶的主要配方，但这些凝胶在提高乙醇浓度时会发生分层、结块、产生沉淀等现象。因此本发明通过筛选凝胶基质材料与抗菌剂，得到了一种稳定的高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对市场上的现有产品的技术上的不足，提供一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶，其具有极强的杀菌作用，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等病原菌的灭杀率在99.8％以上，杀菌持续时间长，缓解乙醇迅速挥发后带来的皮肤干燥等症状，同时能够解决使用消毒剂带来的皮肤刺激等问题。

为实现以上目的，本发明通过一下技术方案予以实现：

一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，由以下质量配比为：壳聚糖衍生物2-4％、助溶剂2.3-5.0％、葛根提取物0.2-0.3％、润肤剂0.015-2.0％、pH调节剂0.02-0.15、乙醇60-80％、余量为水。

优选的，所述的壳聚糖衍生物为羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐、β-环糊精接枝壳聚糖、盐酸丁卡因壳聚糖中的一种或几种。

优选的，所述助溶剂为乳酸、吐温-20、PEG-40氢化蓖麻油、PEG-60氢化蓖麻油、烷基糖苷中的一种或几种。

优选的，所述的润肤剂为:乳酸钠、甘油、天然保湿因子、木糖醇、山梨糖醇、聚丙二醇中的一种或几种。

优选的，所述的pH值调节剂为三乙醇胺。

其中所述的高浓度乙醇/壳聚糖衍生物免洗消毒凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照比例称取壳聚糖衍生物于不锈钢反应锅内，加入助溶剂、水，加热搅拌至壳聚糖衍生物完全溶解后，向其中加入乙醇，制得A液，密封保存；

(2)按比例称取各组分，在不锈钢反应锅内加入葛根提取物、润肤剂，以90-120r/min的速度进行机械搅拌60-150分钟，分散至均匀浑浊分散体，静置过夜，制得B液；

(3)将B液倒入A液，加入余量乙醇，以60-80r/min的速速搅拌均匀，再用pH调节剂将pH调节至接近中性，搅拌静置3-5h，得到高浓度乙醇/壳聚糖衍生物免洗消毒凝胶。

本发明中高浓度的乙醇本身具有优异的杀菌能力，并且气沸点低，涂在皮肤上挥发较快，能够起到快速干燥的作用，并且乙醇挥发后无残留。此外乙醇价格低廉，能够很好的降低成本。

壳聚糖(CS)，是一种天然的阳离子抗菌聚合物，它有着良好的溶解度、反应活性，对各种常见细菌均具有抑菌活性，但其抗菌性能稍差。因此我们使用抗菌效果较好的壳聚糖衍生物作为抗菌剂，同时也作为凝胶基地材料。

葛根提取物中含有大量的异黄酮、葛根素等物质，使得葛根能够有显著的抗菌作用，并且预临床实验证明，葛根提取物能够杀死引起胃溃疡、痤疮的幽门螺旋杆菌、痤疮丙酸杆菌。

有益效果:

(1)本发明制备的免洗消毒凝胶中乙醇浓度很高，相比于市场上的低浓度的免洗消毒凝胶抗菌效果更好。

(2)本发明制备的免洗消毒凝胶在乙醇挥发后，会在皮肤表层形成一层生物安全性极好的葛根提取物/壳聚糖衍生物凝胶抗菌膜，使得制备的消毒凝胶的抗菌作用更加持久，毒副作用更小。

(3)本发明在制备过程中发现，壳聚糖季铵盐能够与葛根提取物发挥协同作用，使得本发明制备的凝胶能够治疗皮肤表层的炎症，对痤疮有很好的治疗效果。

(4)由于本发明制备的免洗消毒凝胶具有抗炎症的效果，因此本发明制备的免洗消毒凝胶的应用范围更广。

(5)本发明制备的免洗消毒凝胶更加稳定，涂抹在手背上流动速度适中，手感舒适，并且将本发明制备的免洗消毒凝胶经过长时间的存放后，并没有结块现象。

附图说明

图1为本发明制备的实施例1的样品的干凝胶的扫描图。

图2为本发明制备的实施例2的样品的干凝胶的扫描图。

图3为本发明制备的实施例3的样品的干凝胶的扫描图。

图4为本发明制备的对比例1的样品的干凝胶的扫描图。

图5为实施例2的三维原子力显微镜照片。

图6为实施例1-3以及对比例1-3制备的样品放置30天后的结果图。

图7为空白对照组、样品组的抑菌环。

具体实施方式

免洗消毒凝胶的制备及表征

实施例1

一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物免洗消毒凝胶，由以下质量配比为：壳聚糖季铵盐2.0％、助溶剂2.5％、葛根提取物0.2％、天然保湿因子0.015％、三乙醇胺0.02％、乙醇60％、余量为水。

葛根提取物的制备：称取100g的葛根，加质量分数为70％的乙醇2L进行加热回流，加热回流提取5次，冷却2h，将其定容到5L后，进行过滤，最终获得葛根提取物。

(1)按照比例称取壳聚糖衍生物于不锈钢反应锅内，加入乳酸、水，加热搅拌至壳聚糖季铵盐完全溶解后，向其中加入乙醇，制得A液，密封保存；

(2)按比例称取各组分，在不锈钢反应锅内加入葛根提取物、天然保湿因子，以90r/min的速度进行机械搅拌150分钟，分散至均匀浑浊分散体，静置过夜，制得B液；

(3)将B液倒入A液，加入余量乙醇，以80r/min的速速搅拌均匀，再用三乙醇胺将pH调节至6.7，搅拌静置5h，得到高浓度乙醇/壳聚糖衍生物免洗消毒凝胶。

实施例2

实施例2的步骤与实施例1基本相同，所不同的是：各组分的质量比为壳聚糖季铵盐2.5％、乳酸2.8％、葛根提取物0.25％、天然保湿因子0.015％、三乙醇胺％、乙醇75％、余量为水。

实施例3

实施例3的步骤与实施例1基本相同，所不同的是：壳聚糖衍生物4％、乳酸2.5％、葛根提取物0.3％、润肤剂0.2％、三乙醇胺0.15％、乙醇73％、余量为水。

对比例1

对比例1的步骤与实施例2的步骤大致相同，所不同的是：将实施例2中的凝胶基底材料壳聚糖季铵盐替换为纤维素；各组分的质量比为：纤维素0.8％、助溶剂2.8％、葛根提取物0.25％、润肤剂0.015％、pH调节剂0.02％、乙醇75％、余量为水。

对比例2

对比例2的步骤实施例2的步骤大致相同，所不同的是：将实施例2中的抗菌剂壳聚糖季铵盐替换为β-环糊精接枝壳聚糖；各组分的质量比为：β-环糊精接枝壳聚糖、助溶剂2.8％、葛根提取物0.25％、润肤剂0.015％、pH调节剂0.02％、乙醇75％、余量为水。

对比例3

对比例2的步骤实施例2的步骤大致相同，所不同的是：对比例2中不加入葛根提取物；各组分的质量比为各组分的质量比为壳聚糖季铵盐2.5％、乳酸2.8％、天然保湿因子0.015％、三乙醇胺％、乙醇75％、余量为水。

形貌研究

将实施例1-3与对比例1-3制备的凝胶通过冷冻干燥72h得到干凝胶，并在真空条件下喷金，得到入图1-4所示的扫描图。从图中我们可以看到，本发明制备的凝胶膜表面均呈现均匀的、多孔的并且相互连通的三维网络结构。此外由扫描图可以看出实施例2中的孔径尺寸最小，这可能与实施例2中的乙醇浓度高有关系，随着乙醇浓度的增高，孔径逐渐变小，这使得本发明制备的凝胶的吸水性更差，能够很好的保住皮肤表层的水分。

粗糙度

通过原子力显微镜可以进一步的提供表面形貌结构信息，还能反映样品的表面粗糙度，而粗糙度会直接影响消毒凝胶的手感，粗糙度越小的消毒凝胶涂抹起来越舒适。图5为实施例2的三维原子力显微镜照片，从图中，我们可以看出凝胶表面高度不均匀，这可能与高乙醇浓度有关。在壳聚糖凝胶体系中，壳聚糖分子链可以包裹大量的良溶剂水分子，经冷冻干燥后的干凝胶形成较大的孔洞。当加入不良溶剂乙醇时，壳聚糖包裹的水分子减少，并且乙醇含量增加时，包裹的水分子越来越少，这也导致了壳聚糖季铵盐的溶解性变差，凝胶膜表面变得粗糙。

表1干凝胶的粗糙度(Rq)

稳定性

将本发明制备的凝胶在室温同一环境下放置30天，观察各样品的状况。

图6为本发明制备的样品放置30天后的图片。从图6中的图片我们可以看出，本发明制备的高浓度的乙醇/壳聚糖季铵盐凝胶并未出现分层、结块儿、絮状物等现象，反而对比例1、2中出现了分层，絮状物等现象，这说明本发明制备的壳聚糖季铵盐凝胶稳定性能更好。原因可能是高浓度的乙醇/壳聚糖季铵盐凝胶的网状结构更加的稳定，使得制备的凝胶能够长时间的保存，从而不变质。

抗菌实验

大肠杆菌种子液的制备：先在超净台点燃酒精灯，将接种针在酒精灯上烧两个来回，达到灭菌的效果。静置20秒，待接种针冷却后，用接种针轻刮冷藏的细菌菌株，然后将接种针拿出，放入提前配置好并灭菌好的50ml营养肉汤中，搅动几下后拿出。将营养肉汤用封口膜密封好后，放在37℃气浴恒温振荡器中，在160r/min的转速下摇12小时后取出，至此细菌种子液制备结束，放入冰箱冷藏备用。

菌悬液的制备：用移液枪取1ml冰箱中冷藏的细菌种子液放入50ml营养肉汤中，用封口膜封好后放入37℃、160r/min的气浴恒温振荡器中振荡，直到细菌液的OD600值在0.4-0.5之间。

将细菌悬浮液均匀的涂在琼脂培养基上，再把涂有实施例1-3和对比例1-3的凝胶的直径为5mm的圆形滤纸片贴在平板上，涂有蒸馏水的滤纸片作为阴性对照，在37℃恒温培养箱中培养16h。培养之后，测量生长细菌菌落的抑菌环的直径。

图6为空白对照组、样品组的抑菌环，从图中可以看出，实施例1-3的抑菌圈要大于对比例1和2的样品。这说明以壳聚糖季铵盐为凝胶基底材料制备的免洗消毒凝胶的消毒作用要好于以纤维素和β-环糊精接枝壳聚糖为凝胶基底材料的凝胶，原因可能是壳聚糖季铵盐能够与葛根提取物发生协同作用，使得二者的抗菌性能更好，因此抑菌圈更大，而这是纤维素和β-环糊精接枝壳聚糖所不具有的。同时实施例2的抑菌圈更大，这与实施例2中的高乙醇浓度是有关系的，说明本发明制备的高浓度乙醇凝胶是成功的。

抗炎症实验

观察细胞生长状态，待细胞长到浓度约为每毫升4×10⁵个细胞时，点板到24孔板上，每孔500μl,过夜培养。实验分组进行，即空白对照组，脂多糖组，样品组。样品组加入本发明制备的凝胶，用DMEM补齐到250μL，使得终浓度为2μg/ml。其它组加入等量的DMEM，同时各个实验组做三个平行孔。给药一小时后，空白组加入DMEM、脂多糖组和样品组均加入1μg/ml的脂多糖250μl，培养12小时后，取上清分装，存于-80℃，留做各细胞因子的测定，各组之间无统计学差异。

在密封袋中取出反应板条，用包被液将20倍稀释的一抗加入相应孔内，每孔100μl，用封板膜将板子密封，4℃过夜。甩去板内液体，用洗液洗板四次。加入200μL的样品稀释液，封板，置于常温下，震摇1小时。甩去板内液体，用洗液洗板四次。分别加入稀释好的IL-1β的标准品和待测样品100μl，室温下震摇两小时。甩去板内液体，用洗液洗板四次。分别加入200倍稀释的IL-1β的二抗，每孔100μl，室温下震摇一小时。甩去板内液体，用洗液洗板四次。加入100μl的辣根过氧化物酶，常温下震摇30min甩去板内液体，用洗液洗板五次。加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺底物显色液，每孔100ml，避光显色15分钟。加入100μL的终止液。用酶标仪测定各反应孔的OD值(450nm)。依据各浓度的标准品和其对应的OD值做标准曲线。并依据该标准曲线计算各待测样品中细胞因子的浓度。

表2 IL-1β分泌量

样品	IL-1β分泌量((μg/ml))
		空白对照组	3.12±0.23
脂多糖	13.22±1.52
		实施例1	8.35±1.51
实施例2	7.61±1.32
		实施例3	7.95±0.84
对比例1	12.56±1.08
		对比例2	13.25±0.98
对比例3	13.56±1.25

TNF-α，IL-6，IL-1β为促炎症因子，这些细胞因子又可诱导大量炎症介质的分泌，如***素，一氧化氮，白三烯等。而脂多糖可以进入机体，引发机体的炎症信号传导通路中的相关蛋白基因的表达。表2为本发明制备的样品与空白对照、脂多糖对照组对IL-1β促炎症因子的分泌量。当脂多糖进入机体，经识别及信号传导，可以引起细胞因子、前炎症因子等众多活性物质的释放，如IL-1β、TNF-α、IL-6。IL-1β的高浓度会导致上皮细胞的损伤并有导致肺纤维化的潜力，还可以增加血管通透性，引起肺泡表面活性物质异常，加重肺水肿。

从表2可以看出，脂多糖组中IL-1β的含量达到了13.22μg/ml，但实施例1-3中的IL-1β的含量大大下降，这说明实施例组的抗炎症效果显著。原因可能是实施例中的壳聚糖季铵盐与葛根提取物发生协同作用，能够抑制一些蛋白的表达，从而抑制了IL-1β促炎症因子的分泌。而对比例中的纤维素和β-环糊精接枝壳聚糖与葛根提取物并没有这种协同效果。

Claims (7)

1.一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，其特征在于，由下述质量配比的原料制成：壳聚糖季铵盐2-4%、助溶剂2.3-5.0%、葛根提取物0.2-0.3%、润肤剂0.015-2.0%、pH调节剂0.02-0.15%、乙醇60-80%、余量为水；

所述葛根提取物采用乙醇提取，具体步骤为：称取100g的葛根，加质量分数为70%的乙醇2L进行加热回流，加热回流提取5次，冷却2h，将其定容到5L后，进行过滤，最终获得葛根提取物。

2.根据权利要求1所述的一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，其特征在于：所述的助溶剂为乳酸、吐温-20、PEG-40氢化蓖麻油、PEG-60氢化蓖麻油、烷基糖苷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，其特征在于：所述的润肤剂为:乳酸钠、甘油、天然保湿因子、木糖醇、山梨糖醇、聚丙二醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，其特征在于：所述的pH值调节剂为三乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物，其特征在于：所述质量配比为：壳聚糖季铵盐2.0%、助溶剂2.5%、葛根提取物0.2%、天然保湿因子0.015%、三乙醇胺0.02%、乙醇60%、余量为水。

6.权利要求1所述的一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物的制备方法，包括以下步骤：（1）按照比例称取壳聚糖季铵盐于不锈钢反应锅内，加入助溶剂、水，加热搅拌至壳聚糖季铵盐完全溶解后，向其中加入乙醇，制得A液，密封保存；（2）按比例称取各组分，在不锈钢反应锅内加入葛根提取物、润肤剂，以90-120r/min的速度进行机械搅拌60-150分钟，分散至均匀浑浊分散体，静置过夜，制得B液；（3）将B液倒入A液，加入余量乙醇，以60-80r/min的速度搅拌均匀，再用pH调节剂将pH调节至接近中性，搅拌静置3-5h，得到高浓度乙醇/壳聚糖衍生物免洗消毒凝胶。

7.权利要求6所述的制备方法制备得到一种高浓度乙醇/壳聚糖衍生物的免洗消毒凝胶组合物。