活性炭纤维抗菌敷料的制备及其性能研究

张艳琦 周新钦 曹晶晶 刘尧 朱天钢

（南阳市汇博生物技术有限公司 河南南阳 473000）

活性炭纤维抗菌敷料的制备及其性能研究

张艳琦 周新钦 曹晶晶 刘尧 朱天钢

（南阳市汇博生物技术有限公司 河南南阳 473000）

以自制的活性炭纤维抗菌敷料、含银活性炭纤维抗菌敷料、活性炭纤维敷料和普通无菌敷贴为原料，分别测定其吸液量、抑菌率和体外细胞毒性并进行对比研究。结果表明：与另外三种敷料对比，以氧化锌为抗菌剂制备的活性炭抗菌敷料具有较强的吸液能力和抗菌效果，而且具有较高的生物安全性，符合医疗卫生要求，是较为理想的新型功能性创面护理敷料。

活性炭纤维 氧化锌 吸液能力 抑菌性；体外细胞毒

前 言

活性炭纤维敷料是一种经特殊工艺加工而成的新型医用敷料,可广泛用于Ⅰ度、Ⅱ度烧烫伤创面［1-2］。然而,普通的活性炭纤维敷料不具有抗菌性,伤口创面易感染。加强抗菌性,控制创面感染,是新型创面敷料研究的重点［3］。银系抗菌剂是一种优秀的广谱抗菌剂,载银活性炭纤维敷料将两者有效地结合,克服了普通活性炭纤维敷料无法杀死细菌的弊端［4-5］。但是,目前有研究表明银离子经伤口进入人体血液循环系统,会产生一定毒性。因此,研究新型活性炭纤维抗菌敷料具有重要的理论现实意义,为创面护理敷料的选择提供一种有利的参考。

1 材料和方法：

1.1 实验材料

样品：自制活性炭抗菌敷料；含银活性炭纤维敷料；活性炭纤维敷料；无菌敷贴。

实验菌种：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌

实验细胞：L-929 小鼠成纤维细胞

实验试剂：营养琼脂培养基,北京奥博星生物科技有限责任公司；DMEM培养基,以色列BI公司；胎牛血清,以色列BI公司；

实验仪器： DH-420型电热恒温培养箱,北京科伟永兴仪器有限公司；CO2培养箱,上海一恒科学仪器有限公司；倒置相差显微镜,厦门麦克奥迪实业有限公司；全自动酶标仪,Thermo FC。

1.2 实验方法

1.2.1 活性炭纤维抗菌敷料的制备方法

以普通粘胶基炭纤维为基材,经过预处理过程,提高纤维的力学性能和稳定性,然后经高温炭化处理,提高其孔隙率,再经CO2进行活化,得到具有理想微孔结构和强大比表面积的活性炭纤维。然后将得到的活性炭纤维浸渍于Zn（NO3）2溶液中,经过高温反应处理,得到负载氧化锌的活性炭纤维,然后与防粘PE膜、背衬和离型纸进行复合、裁剪,即可制得新型活性炭纤维抗菌敷料［6-7］。

表1 细胞毒性级别Table 1 The level of vitro cytotoxicity

表2 几种敷料的吸液量比较Table2 Moisture absorption capacity of these dressings

表3 几种敷料的抑菌率Table3 The inhibition rate of these dressings

表4 几种敷料的体外细胞毒比较Table5 The vitro cytotoxicity of these dressings

1.2.2 吸液量实验［8］

按照YY/T 0471-2004进行吸液量测定实验,称取氯化钠8. 298g和二水氯化钙0.368g置于容量瓶中,先用少量去离子水溶解,然后定容至1L,配制成试验液A。将各敷料分别裁成5 cm×5 cm大小,分别称量其质量,记为m1。将敷料分别置于已标号的直径为（90 ±5）mm的培养皿中,称取预热至（37±1）℃、质量为被测敷料样品40倍的实验液A分别置于对应的培养皿中,在（37±1）℃下维持30min后,用镊子夹住敷料样品的一端或一角在空中悬垂30 s,分别称量敷料样品的质量,记为m2。计算单位面积敷料的吸液量,见公式1。重复上述实验3次,求其平均值。

1.2.3 抑菌率实验［9］

Z将各敷料样品分别剪成1.0cm×1.0cm 大小,称取0.75g 分装包好。称取磷酸氢二钠2.83g、磷酸二氢钾1.36g,加入烧瓶中,添加蒸馏水定容至1000 mL,制成PBS 缓冲液1000 mL。将裁剪好的敷料样品放入250mL三角烧瓶中,分别加入已灭菌的70 mL PBS缓冲液和5 mL菌悬液,使菌悬液的最终浓度为1×104cfu/mL～9 ×104cfu/mL。然后用硬皮纸将三角烧瓶封口,固定于振荡摇床上,以300 r/min振荡1h。取0.5 mL振摇后的样液,或用PBS做适当稀释后的样液,以琼脂倾注法接种平皿,放入培养箱培养16～24 小时,进行菌落计数。同时设阴性对照组和阳性对照组,阴性对照组的样品与样品组同样大小但不含抗菌成分,其他操作程序均与样品组相同,阳性对照组分别取5mL菌悬液和70mL PBS加人250mL三角烧瓶中,混匀,分别于0时间和振荡1h后,各取0.5mL菌悬液与PBS的混合液做适当稀释,然后培养16～24 小时,进行菌落计数。

1.2.4 细胞毒实验［10］

供试液制备：无菌状态下的敷料供试样品,按0.2 g/mL的浸提比例加入含10%胎牛血清的DMEM培养液,密封瓶口,置37℃ 温度条件下浸提24 h。细胞悬液制备：取对数生长期的细胞消化并加入细胞培养液,调节细胞密度1 ×104个/mL。将配制好的细胞悬液接种96孔培养板,设阴性对照、阳性对照和供试品组,每组各设6孔,每孔接种100 L细胞悬液。置5%CO2培养箱37℃培养24h后,弃去原培养液。阴性对照组加入新鲜细胞培养液,阳性对照组加入5%DMSO溶液,供试品组加入试验样品浸提液,每孔100 L,继续培养48 h。然后每孔加入20 L质量浓度为5 g/L的MTT溶液,继续培养4 h后弃去孔内液体,加入150 L DMSO溶液,置振荡器上振荡10 min,在酶标仪450 nm波长下测定吸光度,按公式（2）计算相对增殖率（RGR）：

式中：RGR—相对增殖率,%；A—供试品组吸光度；A0—阴性对照组吸光度

根据表1分级标准判定细胞毒性级别（阳性对照组至少为3级反应）

2 实验结果

2.2.1 吸液量

按照1.2.2的方法对几种敷料进行吸液量测试,结果见表2。

由表2可以看出,经过特殊处理工艺制备的活性炭纤维抗菌敷料,比另外三种敷料具有更强的吸液能力,能用于渗出液较多的伤口,创造有利于伤口愈合的微湿润环境,促进伤口快速愈合［11］。

2.2.2 抑菌率

按照1.2.3的方法对几种敷料进行抑菌率测试,结果见表3。

由表3可以看出,含银活性炭纤维敷料的抗菌性最强,自制的活性炭纤维抗菌敷料的抗菌性次之,原因可能是由于,银离子的穿透能力比锌离子强,更易与微生物接触,进而抑制其生长。

2.2.3 细胞毒

按照1.2.4的方法对几种敷料进行细胞毒测试,结果见表4。

由表4可以看出,自制活性炭纤维抗菌敷料具有较高的生物安全性,与含银活性炭纤维敷料相比,虽然其具有较强的抗菌性,但是体外细胞毒性较大,使用过程中存在一定的风险性。

3 讨论

银离子具有较强的抗菌能力,具有广谱的抗菌活性,目前市场上很多银离子抗菌敷料。但是银离子具有强的渗透性,能渗透到皮下组织,流入人体血液系统,会产生一定的毒性。与其相比,自制的活性炭纤维抗菌敷料,以锌离子作为抗菌活性物质,不仅具有较强的抗菌性,而且具有较好的生物安全性,并且能吸收伤口渗出液,维持伤口湿润愈合环境,促进伤口快速愈合。

4 结论

自制的活性炭纤维抗菌敷料,具有较强的吸液能力,同时有效地解决了传统敷料抗感染能力差、粘连伤口造成二次损伤、屏蔽效果差等缺陷,是取代目前市场上常用敷料的最佳新型敷料产品。另外,本产品具有良好的组织相容性和生物安全性、保护创面使其免受微生物的感染,符合医疗卫生要求,具有较高的创新性和较好的应用价值。

［1］刘向荣. 碳纤维敷料在烧伤供皮区的临床应用［J］. 中华医学会烧伤外科学分会2012年学术年会论文汇编.

［2］李利根，柴家科，郭振荣等. 碳纤维敷料在烧伤创面中的临床应用［J］.中华外科杂志， 2006，44（15）：1047-1049.

［3］卫牧娟，李铁军，许育，吴莉莉，宋建星. 纳米银-活性炭纤维敷料的体外抗菌实验研究［J］.现代生物医学进展，2013：57-59.

［6］冯飞月，陈水挟. 负载纳米氧化锌多孔碳吸附剂的制备及其结构研究［J］.功能材料，2006，9（37）：1481-1484.

［7］张宗见.ZnO/活性炭纤维复合材料的研究［M］.2011.

［8］YY 0471.1-2004 接触性创面敷料试验方法 第1部分：液体吸收性.

［9］GB 15979-2002 一次性使用卫生用品标准.

［10］GB/T 16886.5-2003 医疗器械生物学评价 第5部分：体外细胞毒性试验.

［11］林晓华，黎志超，俞金龙等. 新型复合生物抗菌敷料的抗菌强度、吸湿能力及细胞毒性［J］.中国组织工程研究，2013，17（16）：2905-2912.

Preparation and Properties of Antimicrobial Activated-carbon Fiber Dressings

ZhANG Yan-qi，ZhOU Xin-qin，CAO Jing-jing，LIU Yao，ZHU Tian-gang
（ Nanyang Huibo biological technology co.， LTD， Nanyang Henan， 473000， China ）

Antibacterial activated-carbon fiber with homemade dressings， sliver-loaded activated-carbon fiber dressings， activated-carbon fiber dressings and ordinary sterile dressings applicator as raw materials， which were measured liquid absorption， inhibition rate and vitro cytotoxicity. The results show that compared with the other three dressings， antibacterial activated-carbon fiber with homemade dressing has strong liquid absorption capacity and antibacterial effects， but also has high biological safety， compliance with health requirements， is an ideal new functional wounds dressing.

Actived-carbon fiber；Zinc oxide； iquid absorption； antibacterial effects； vitro cytotoxicity

R19

A

1674-2060（2016）03-0209-02