一種負(fù)載酶的具有釋氧功能的水凝膠組合物及其形成的水凝膠的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載酶的具有釋氧功能的水凝膠組合物及其形成的水凝膠，該水凝膠組合物含有A組分和B組分，其中組分A的活性成分為葡萄糖氧化酶、催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、親水膠體；B組分的活性成分為葡萄糖、交聯(lián)劑。本發(fā)明的水凝膠的制備方法為將上述A組分和B組混勻即可。本發(fā)明所采用的原料均屬于食品或醫(yī)用材料，生物安全性高，生物相容性好；兩組分使用前不接觸，性能穩(wěn)定。本發(fā)明的組合物混合后形成的水凝膠可持續(xù)供氧，可增加傷口處的氧分壓，提高創(chuàng)面組織供氧，改善局部組織有氧代謝，有利于愈合，這是讓氧氣通過(guò)身體外表面而不是血液循環(huán)到達(dá)傷口，是一種局部供氧技術(shù)，便于攜帶，具有廣泛推廣應(yīng)用的前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種負(fù)載酶的具有釋氧功能的水凝膠組合物及其形成的水 凝膠

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種負(fù)載酶的具有釋氧功能的水凝膠組合物及其形成的水凝膠。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著傷口愈合理論的發(fā)展，氧氣的傷口愈合的影響得到了越來(lái)越多的理解。如糖 尿病足等慢性傷口難以愈合的一個(gè)重要原因是，傷口部位血液供應(yīng)匱乏導(dǎo)致氧氣不能通過(guò) 血液傳遞到傷口處。又如當(dāng)傷口窄深、缺血、壞死組織多、引流不暢，并混有其他需氧菌感染 而造成傷口局部缺氧時(shí)，破傷風(fēng)便容易發(fā)生。氧氣在傷口愈合過(guò)程中發(fā)揮的作用是多方面 的，創(chuàng)面愈合是一個(gè)耗能的過(guò)程，氧氣能夠提供過(guò)程需要的能量支持；促進(jìn)組織再生過(guò)程中 膠原的合成和新生血管的生成；氧氣在傷口的抗菌方面也發(fā)揮很大的作用，氧氣的存在能 殺死一些產(chǎn)生致病性和惡臭的細(xì)菌。雖然一定程度低氧可啟動(dòng)機(jī)體的生理修復(fù)過(guò)程，但不 能忽視缺氧對(duì)傷口愈合的不良影響：低氧限制傷口愈合。傷口愈合需要受組織重組的血液 灌注和供氧。通過(guò)改善氧供以糾正存在的低氧狀態(tài)對(duì)傷口的愈合有明顯益處。
[0003] 空氣中的氧氣由于氧分壓不高，一些處理的傷口往往有覆蓋物，這些都影響了氧 氣的深入，故空氣氧對(duì)傷口作用不大。一個(gè)可行的供氧方法是高壓氧治療，具體方法是讓病 人進(jìn)入一個(gè)封閉的倉(cāng)內(nèi)，吸100%的氧，可使氧溶解在血漿中的量增加，使全身含氧量增高， 這是一種全身供氧技術(shù)。采用空氣隔絕后局部持續(xù)吹氧法也是一種有效的方式，其原理是 利用純氧抑制創(chuàng)面厭氧菌生長(zhǎng)，提高創(chuàng)面組織供氧，改善局部組織有氧代謝，有利于愈合。 這是讓氧氣通過(guò)身體外表面而不是血液循環(huán)到達(dá)傷口，是一種局部供氧技術(shù)。能避免全身 供氧的一些副作用，且對(duì)于病人而言，局部供氧感覺(jué)比較舒適，并且便于攜帶。通過(guò)一些氧 化還原反應(yīng)也能提供氧氣源。但是從生物安全的角度考慮，大多數(shù)反應(yīng)并不可采用。開(kāi)發(fā) 具有反應(yīng)型氧氣釋放功能、低成本、方便攜帶的供氧氣的材料或者體系是非常有意義的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明制備了一種組合物，該組合物混合后可以生成 具有持續(xù)供氧能力的水凝膠，本發(fā)明制備的組合物成本低、方便攜帶，且可持續(xù)供氧，以直 接和皮膚組織接觸，安全性高，非常有利于創(chuàng)面組織的供氧。
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種混合后生成具有釋氧功能水凝膠的組合物。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有釋氧功能的水凝膠。
[0007] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種具有釋氧功能的水凝膠組合物，該組合物含有A組分和B組分，其中組分A的活性 成分為葡萄糖氧化酶、催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、親水膠體；B組分的活性成分為葡 萄糖、交聯(lián)劑。
[0008] 進(jìn)一步的，上述組合物含有A組分和B組分，其中組分A含有10?2000 Pg/mL葡 萄糖氧化酶、10?2000Pg/mL催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、10?300g/L親水膠體，余 量為水；B組分含有1?400g/L葡萄糖、1?80g/L交聯(lián)劑，0?lOg/L過(guò)氧化氫源，余量為 水。
[0009] 進(jìn)一步的，上述組合物含有A組分和B組分，其中組分A含有500?1000 Pg/mL 葡萄糖氧化酶、500?lOOOPg/mL催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、30?100g/L親水膠體， 余量為水；B組分含有50?150g/L葡萄糖、10?40g/L交聯(lián)劑，0?2g/L過(guò)氧化氫源，余 量為水。
[0010] 進(jìn)一步的，上述親水膠體選自聚乙烯醇、瓜爾膠及其衍生物、明膠、葡甘聚糖、海藻 酸鈉、氧化淀粉、羧甲基纖維素中至少一種。
[0011] 進(jìn)一步的，上述交聯(lián)劑選自硼砂或者硼酸。
[0012] 進(jìn)一步的，上述過(guò)氧化氫源選自過(guò)氧化脲、過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉中的一種。
[0013] 一種具有釋氧功能的水凝膠，其制備方法為將上述組合物中的A組分和B組混勻 即可，其中親水膠體和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（2?20) :1。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是： 1)本發(fā)明方法制備的水凝膠具有生物安全性，生物相容性好。兩組分使用前不接觸，性 會(huì)急
[0015] 2)本發(fā)明采用的高分子膠體類(lèi)型均屬于食品膠，硼砂或者硼酸也是常見(jiàn)的醫(yī)用材 料。故該凝膠性能安全，可以直接和皮膚組織接觸，非常適用于為創(chuàng)面組織供氧。
[0016] 3)本發(fā)明的組合物混合后形成的水凝膠可持續(xù)供氧，可增加傷口處的氧分壓，提 高創(chuàng)面組織供氧，改善局部組織有氧代謝，有利于愈合。這是讓氧氣通過(guò)身體外表面而不是 血液循環(huán)到達(dá)傷口，是一種局部供氧技術(shù)，便于攜帶。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明組合混合后生成的水凝膠的釋放氧氣的檢測(cè)結(jié)果； 圖2為本發(fā)明組合物形成的水凝膠在皮膚表面創(chuàng)傷處應(yīng)用的示意圖（圖中1代表皮膚， 2代表凝膠，3代表覆蓋膜)。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 一種具有釋氧功能的水凝膠組合物，該組合物含有A組分和B組分，其中組分A的 活性成分為葡萄糖氧化酶、催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、親水膠體；B組分的活性成分 為葡萄糖、交聯(lián)劑。
[0019] 優(yōu)選的，上述組合物含有A組分和B組分，其中組分A含有10?2000 Pg/mL葡萄 糖氧化酶、10?2000Pg/mL催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、10?300g/L親水膠體，余量 為水；B組分含有1?400g/L葡萄糖、1?80g/L交聯(lián)劑，0?10g/L過(guò)氧化氫源，余量為水。
[0020] 更優(yōu)選的，上述組合物含有A組分和B組分，其中組分A含有500?1000 Pg/mL 葡萄糖氧化酶、500?lOOOPg/mL催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、30?100g/L親水膠體， 余量為水；B組分含有50?150g/L葡萄糖、10?40g/L交聯(lián)劑，0?2g/L過(guò)氧化氫源，余 量為水。
[0021] 優(yōu)選的，上述葡萄糖為非特異性的D-葡萄糖 優(yōu)選的，上述親水膠體選自聚乙烯醇、瓜爾膠及其衍生物、明膠、葡甘聚糖、海藻酸鈉、 氧化淀粉、羧甲基纖維素中至少一種。
[0022] 優(yōu)選的，上述交聯(lián)劑選自硼砂或者硼酸。
[0023] 優(yōu)選的，上述過(guò)氧化氫源選自過(guò)氧化脲、過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉中的一種。
[0024] 優(yōu)選的，上述催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑選自過(guò)氧化氫酶、Fe3+和二氧化錳中 一種。
[0025] -種具有釋氧功能的水凝膠，其制備方法為將上述組合物中的A組分和B組混勻 即可，其中親水膠體和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（2?20) :1。
[0026] 本發(fā)明的組合物和水凝膠釋放氧氣的機(jī)制： 本發(fā)明中葡萄糖氧化酶、過(guò)氧化氫酶與親水膠體體系一起形成水凝膠的A組分，葡萄 糖與交聯(lián)劑一起形成水凝膠的B組分。A組分和B組分在混合在一起，混合后即刻形成凝膠 材料，B組分中的葡萄糖組分?jǐn)U散，與A組分中的葡萄糖氧化酶作用產(chǎn)生H 202，產(chǎn)生的H202 擴(kuò)散水合后與A組分中的過(guò)氧化氫酶（Fe3+或者二氧化錳）作用，持續(xù)釋放氧氣。在本發(fā)明 還可以在B組分引入其它過(guò)氧化氫源(過(guò)氧化脲、過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉)，其它過(guò)氧化氫源與 過(guò)氧化氫酶作用產(chǎn)生前期的氧氣，更有利于迅速提高局部的氧氣分壓，同時(shí)產(chǎn)生的氧氣有 利于葡萄糖在葡萄糖氧化酶催化下產(chǎn)生H 202。本發(fā)明可以往皮膚組織輸送高壓氧，作用時(shí) 凝膠用透氧的自粘性的薄膜覆蓋，首先過(guò)氧化脲等其它的過(guò)氧化氫源能迅速產(chǎn)生氧氣，在 覆蓋空間里形成較高的局部氧分壓，同時(shí)外部的氧氣能不斷透過(guò)透氧膜進(jìn)入凝膠，參與葡 萄糖的酶催化氧化還原反應(yīng)，形成一個(gè)持續(xù)的氧氣釋放過(guò)程，并保持一定的氧分壓。
[0027] 本發(fā)明方法制備水凝膠組合物為雙組份，使用前雙組份分開(kāi)保存，隔絕空氣。使用 時(shí)將雙組份的體系噴到體表上，立刻在皮膚形成一層水凝膠，凝膠用透氧的自粘薄膜覆蓋。 產(chǎn)生的氧氣一部分溶解在水凝膠中，成為溶解氧，大部分氣態(tài)氧在膜覆蓋的空間形成高的 氧氣分壓。產(chǎn)生的溶解氧和氣態(tài)氧通過(guò)凝膠傳導(dǎo)到皮膚上，能有效的提高局部皮膚的氧分 壓。凝膠負(fù)載的物質(zhì)產(chǎn)生的過(guò)氧化氫大部分迅速轉(zhuǎn)化為氧氣，還有少部分過(guò)氧化氫能傳導(dǎo) 到皮膚組織，能起到消毒殺菌的作用，因?yàn)槲崔D(zhuǎn)化過(guò)氧化氫量不大，不會(huì)損害皮膚。
[0028] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此。
[0029] 實(shí)施例1 在50mL去離子水中加入8g瓜爾膠，加熱溶解，冷卻至室溫后加入1. 5g海藻酸鈉溶解， 在攪拌條件下再加入〇. 〇4g葡萄糖氧化酶和0. 04g過(guò)氧化氫酶，混合均勻，形成粘稠水溶 液，即A組分(含有80(^g/mL葡萄糖氧化酶、80(^g/mL過(guò)氧化氫酶、190g/L親水膠體）； 在50mL去離子水中加入0. 8克硼砂，溶解，在攪拌條件下再加入6g葡萄糖，混合均勻 形成水溶液，即為B組分(含有120g/L葡萄糖、16g/L交聯(lián)劑）； 將A組分和B組分混勻，即得水凝膠，用氧電極儀測(cè)定其有氧氣持續(xù)釋放效果。A組分 和B組分在密閉的燒瓶中混合后，通過(guò)氧氣濃度測(cè)定儀器測(cè)定其中的氧氣濃度變化，測(cè)定 結(jié)果如圖1所不。
[0030] 實(shí)施例2 在50mL去離子水中加入0. 3 g聚乙烯醇，加熱溶解，冷卻至室溫后加入0. 2g海藻酸鈉 溶解，在攪拌條件下再加入0. lg葡萄糖氧化酶和0. lg過(guò)氧化氫酶，混合均勻，形成粘稠水 溶液，即A組分(含有200(^g/mL葡萄糖氧化酶、200(^g/mL過(guò)氧化氫酶、10g/L親水膠體）； 在50mL去離子水中加入0. 1 g硼砂，溶解，在攪拌條件下再加入0. 5g葡萄糖，0. 5克過(guò) 氧化脲，混合均勻形成水溶液，即為B組分(含有l(wèi)Og/L葡萄糖、2g/L交聯(lián)劑）； 將A組分和B組分混勻，即得水凝膠，用氧電極儀測(cè)定其有氧氣持續(xù)釋放效果。
[0031] 實(shí)施例3 在500mL去離子水中加入150g明膠，加熱溶解，冷卻至室溫后加入50g氧化淀粉溶解， 在攪拌條件下再加入〇. 〇〇5g葡萄糖氧化酶和0. 005g過(guò)氧化氫酶，混合均勻，形成粘稠水溶 液，即A組分(含有l(wèi)(^g/mL葡萄糖氧化酶、l(^g/mL過(guò)氧化氫酶、300g/L親水膠體）； 在500mL去離子水中加入40 g硼砂，溶解，在攪拌條件下再加入200g葡萄糖，混合均 勻形成水溶液，即為B組分(含有400g/L葡萄糖、80g/L交聯(lián)劑）； 將A組分和B組分混勻，即得水凝膠，用氧電極儀測(cè)定其有氧氣持續(xù)釋放效果。
[0032] 實(shí)施例4 在50mL去離子水中加入1. 3g瓜爾膠，加熱溶解，冷卻至室溫后加入0. 2g海藻酸鈉溶 解，在攪拌條件下再加入〇. 〇25g葡萄糖氧化酶和0. 025g二氧化錳，混合均勻，形成粘稠水 溶液，即A組分(含有50(^g/mL葡萄糖氧化酶、50(^g/mL過(guò)氧化氫酶、30g/L親水膠體）； 在50mL去離子水中加入0. 5克硼砂，溶解，在攪拌條件下再加入2. 5g葡萄糖和0. lg 過(guò)氧化脲，混合均勻形成水溶液，即為B組分(含有50g/L葡萄糖、10g/L交聯(lián)劑、2g/L過(guò)氧 化氫源）； 將A組分和B組分混勻，即得水凝膠，用氧電極儀測(cè)定其有氧氣持續(xù)釋放效果。
[0033] 實(shí)施例5 在50mL去離子水中加入4g聚乙烯醇，加熱溶解，冷卻至室溫后加入lg羧甲基纖維素 溶解，在攪拌條件下再加入0. 05g葡萄糖氧化酶和0. 05g二氧化錳，混合均勻，形成粘稠水 溶液，即A組分(含有l(wèi)OOOPg/mL葡萄糖氧化酶、lOOOPg/mL過(guò)氧化氫酶、100g/L親水膠體)； 在50mL去離子水中加入2克硼酸，溶解，在攪拌條件下再加入7. 5g葡萄糖和0. 5g過(guò) 碳酸鈉，混合均勻形成水溶液，即為B組分(含有150g/L葡萄糖、40g/L交聯(lián)劑、10g/L過(guò)氧 化氫源)。
[0034] 將A組分和B組分混勻，即得水凝膠，用氧電極儀測(cè)定其有氧氣持續(xù)釋放效果。
[0035] 下面取實(shí)施例1制備的組合物在表面創(chuàng)傷中的應(yīng)用。
[0036] 取實(shí)施例1制備的組合物的A組分和B組分按體積比10 :1噴涂在同一皮膚表面 創(chuàng)傷處（1)形成水凝膠（2)，用一層自粘性的膜（3)覆蓋，如圖2所示的示意圖，凝膠負(fù)載的 氧化還原體系發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氧氣，在膜覆蓋的皮膚組織1上產(chǎn)生局部高壓氧和溶解氧，并 往皮膚組織滲透。
[0037] 本發(fā)明的組合物混合后形成的水凝膠可持續(xù)供氧，可增加傷口處的氧分壓，提高 創(chuàng)面組織供氧，改善局部組織有氧代謝，有利于愈合。這是讓氧氣通過(guò)身體外表面而不是血 液循環(huán)到達(dá)傷口，是一種局部供氧技術(shù)，便于攜帶。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有釋氧功能的水凝膠組合物，其特征在于：該組合物含有A組分和B組分，其 中組分A的活性成分為葡萄糖氧化酶、催化過(guò)氧化氫生成氧氣的催化劑、親水膠體；B組分 的活性成分為葡萄糖、交聯(lián)劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠組合物，其特征在于：該組合物含有A組分和B組分， 其中組分A含有10?2000 Pg/mL葡萄糖氧化酶、10?200(^g/mL催化過(guò)氧化氫生成氧氣 的催化劑、10?300g/L親水膠體，余量為水；Β組分含有1?400g/L葡萄糖、1?80g/L交 聯(lián)劑，0?l〇g/L過(guò)氧化氫源，余量為水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水凝膠組合物，其特征在于：該組合物含有A組分和B組分， 其中組分A含有500?1000 Pg/mL葡萄糖氧化酶、500?1000Pg/mL催化過(guò)氧化氫生成氧 氣的催化劑、30?100g/L親水膠體，余量為水；B組分含有50?150g/L葡萄糖、10?40g/ L交聯(lián)劑,0?2g/L過(guò)氧化氫源，余量為水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的水凝膠組合物，其特征在于：所述的親水膠體選自 聚乙烯醇、瓜爾膠及其衍生物、明膠、葡甘聚糖、海藻酸鈉、氧化淀粉、羧甲基纖維素中至少 一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的水凝膠組合物，其特征在于：所述的交聯(lián)劑選自硼 砂或者硼酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的水凝膠組合物，其特征在于：所述的過(guò)氧化氫源選 自過(guò)氧化脲、過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉中的一種。
7. -種具有釋氧功能的水凝膠，其特征在于：其制備方法為將權(quán)利要求1?6任一 所述水凝膠組合物中的A組分和B組混勻即可，其中親水膠體和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（2? 20) :1。
8. 權(quán)利要求1?6任一所述的水凝膠組合物在制備皮膚護(hù)理藥物中的應(yīng)用。
9. 權(quán)利要求1?6任一所述的水凝膠組合物在制備給皮膚輸送氧氣的藥物中的應(yīng)用。
10. 權(quán)利要求7所述水凝膠在制備給皮膚輸送氧氣的藥物中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61K33/00GK104117057SQ201410326198
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】劉群峰, 陳軍, 張佳泳, 許少波, 張澤榮, 張錦, 耿志杰 申請(qǐng)人:廣東省醫(yī)療器械研究所