評價含銀敷料中銀離子釋放的體外創(chuàng)面模型的建立

1 山東省醫(yī)療器械產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心 （山東 濟南 250101）

2 山東省藥學(xué)科學(xué)院 （山東 濟南 250101）

內(nèi)容提要： 本文建立的含銀敷料銀離子釋放體外創(chuàng)面模型，可模擬不同傷口創(chuàng)面類型。通過測量含銀敷料與模擬傷口滲出液接觸后，不同時間點內(nèi)定量測定的銀離子釋放量及釋放曲線的體外試驗，科學(xué)直觀地反映出敷料產(chǎn)品中釋放的銀離子有效成分、及累積離子量。通過動態(tài)測定含銀敷料模擬臨床使用狀態(tài)下銀離子的釋放量，銀離子的釋放量直接反映了敷料的抗菌性能，因此本模型可有效評價含銀敷料的安全性和有效性。

創(chuàng)面也稱為傷口或者創(chuàng)傷，是正常皮膚(組織)在外界致傷因素或人體內(nèi)在因素等作用下導(dǎo)致的損害，常伴有皮膚和人體組織損傷和連續(xù)性破壞完整性的破壞。根據(jù)愈合過程，可分為急性創(chuàng)面（切割傷、手術(shù)創(chuàng)面等）和慢性創(chuàng)面（如糖尿病潰瘍、靜脈性小腿潰瘍等）。傷口感染是造成傷口延遲不愈的一個重要原因。創(chuàng)面的正確處理是外科手術(shù)治療成敗的關(guān)鍵, 而創(chuàng)面良好的愈合是創(chuàng)傷后人體功能康復(fù)的前提。加快創(chuàng)面愈合的研究中，對創(chuàng)面敷料的開發(fā)研制尤其重要。

敷料是覆蓋于創(chuàng)面，為創(chuàng)面提供機械保護(hù)屏障，用于吸收或引流傷口分泌物的材料，其通過控制創(chuàng)面的微生物環(huán)境，直接或間接促進(jìn)傷口愈合。醫(yī)用敷料種類繁多，除傳統(tǒng)的紗布、棉墊敷料等，近年來隨著對“濕潤傷口愈合”理論的認(rèn)可，各類合成敷料、生物敷料等多種功能化、多樣化的新型敷料得到廣泛應(yīng)用，如各類泡沫敷料、藻酸鹽敷料。其中含銀敷料由于其釋放的銀離子產(chǎn)生抗菌作用，具有良好的抗感染、促進(jìn)傷口愈合功效，已在國內(nèi)得到廣泛臨床應(yīng)用。

1.含銀敷料銀離子釋放模型的構(gòu)建及應(yīng)用

含銀敷料以敷料為主，一般通過物理吸附或離子交換作用等方法,將含銀物質(zhì)負(fù)載于敷料基材。含銀敷料吸收傷口滲出液后，釋放銀離子殺滅細(xì)菌、真菌及其他病原體，而獲得抗菌性。理想的銀離子釋放應(yīng)該是勻速、持續(xù)的。敷料基材的材料、組成及結(jié)構(gòu)型式，含銀物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、含銀量及其在基材中分布的均勻性，決定銀離子釋放量、釋放速率及釋放曲線，這些因素將影響銀離子在體內(nèi)吸收及分布代謝，反映含銀敷料抗菌性能有效作用程度。因此怎樣科學(xué)有效設(shè)計以上影響因素，對評價含銀敷料抗菌性至關(guān)重要。

可通過體內(nèi)和體外試驗評價含銀敷料的抗菌機制和有效性。體內(nèi)試驗如臨床評價及動物試驗，這兩種方法成本高，周期長，且因試驗對象的個體原因及創(chuàng)面差異等因素，重復(fù)性差，不能進(jìn)行客觀有效的結(jié)論。

本文建立的含銀敷料銀離子釋放模型，目的是用來評價作為釋放銀離子的供體（即含銀敷料）持續(xù)向模擬創(chuàng)面的“接受介質(zhì)”釋放銀離子的情況。臨床創(chuàng)面類型的多種多樣，創(chuàng)面滲出液有少量、中量和大量，為充分模擬創(chuàng)面實際情況，本文建立了兩類模型，即：飽和狀態(tài)下評價模型（適用于大量滲出液的創(chuàng)面）和不飽和狀態(tài)下評價模型（適用于少量、中良滲出液的創(chuàng)面）。

1.1 飽和狀態(tài)下的評價模型（模型1）

模型1適用于有大量滲出液時傷口創(chuàng)面，是評價敷料吸收創(chuàng)面滲液后處在達(dá)到吸收飽和狀態(tài)（即濕態(tài)下）的銀離子釋放的模型，可最大程度模擬臨床創(chuàng)面實際狀態(tài)。模型基本結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1.1 敷料預(yù)濕

試驗前將供試含銀敷料裁剪成適宜大小的圓形（如圖1所示），放入試驗杯體前，用試驗液將敷料進(jìn)行預(yù)濕處理。預(yù)顯敷料一是使其處于模擬傷口環(huán)境，二是使試驗時不同敷料下的試驗液的量保持一致。

預(yù)濕時加液量的確定：取3片敷料，分別稱重，放入帶37°C水的燒杯中，37°C干燥箱中保持30min，使其吸收水至飽和，用鑷子夾住一角，懸垂30s,再稱重，兩次稱重之差是該敷料的最大液體吸收量。

預(yù)濕水平的確定：試驗前根據(jù)不同試驗?zāi)康?，及敷料適用傷口類型，用敷料的最大液體吸收量算出不同濕度程度（如75%, 50% 和 25%），向試樣上加預(yù)期量的試驗液。試驗結(jié)果表明，預(yù)濕程度越高，銀離子釋放量也越高。

1.1.2 應(yīng)用試驗

試驗溫度：35°C，模擬人體傷口創(chuàng)面溫度。

試驗時，敷料創(chuàng)面接觸面向下放入試驗杯內(nèi)開孔處，蓋上壓塊，使敷料不會漂浮，并使敷料與培養(yǎng)基之間無氣隔。從加液孔加入適量試驗液，試驗液離子含量相當(dāng)于人體血清或創(chuàng)面滲出液（氯化鈉和氯化鈣的溶液，含142mmoL鈉離子和2.5mmoL鈣離子）。

根據(jù)不同試驗?zāi)康?，制備試樣，設(shè)置不同的試驗時間，如1h、2h、3h、4h、8h、12h、24h、48h等。在不同時間點取出試驗液，消解處理后，用原子吸收法（AAS）測定試驗液中釋放出的銀離子濃度。

1.2 不飽和狀態(tài)下的評價模型（模型2）

模型2適用于有少量、中量滲出液的傷口創(chuàng)面，是評價敷料吸收創(chuàng)面滲液后處在未飽和狀態(tài)下（即干態(tài)或半干態(tài)）的銀離子釋放的模型。通過建立一個創(chuàng)面模型，即一種模擬創(chuàng)面的纖維蛋白凝塊，用于評價敷料與創(chuàng)面的接觸，可最大程度模擬臨床創(chuàng)面的實際狀態(tài)。模型基本結(jié)構(gòu)見圖2。應(yīng)用試驗如下。

圖1. 飽和狀態(tài)下的評價模型1示意圖（注：1.試驗杯，可多次使用，用前在70%酒精振搖清洗，干燥至少1h；2.加液孔，帶蓋板，可取下添加試驗液，試驗時密閉防止液體揮發(fā)；3.壓塊，50mm×50mm×5mm的不銹鋼塊，重量約為98g；4.含銀敷料；5.試驗液。）

圖2. 不飽和狀態(tài)下的評價模型2示意圖（注：1.壓塊，50mm×50mm×5mm的不銹鋼塊，重量約為98g；2.含銀敷料；3.培養(yǎng)盤：直徑為40mm，材質(zhì)為聚甲醛或聚苯乙烯，內(nèi)部開孔（孔徑20mm，深度3mm），形成腔體積約為1mL的有底的盤形物；4.模擬創(chuàng)面。）

模擬創(chuàng)面：取纖維蛋白原3g，加入到牛血清白蛋白（BSA）磷酸鹽緩沖液中，使纖維蛋白原濃度為30mg/mL，再取該溶液10mL，分別加入到培養(yǎng)盤中，然后各加入凝血酶1mL，迅速混勻。將混合物置（37±2）°C下1h，然后室溫冷卻 1h，使纖維蛋白凝塊形成并凝固，即形成模擬創(chuàng)面。

如圖2所示，將敷料放在培養(yǎng)盤內(nèi)形成的模擬創(chuàng)面上，加壓塊，放入一個封閉容器中。

如需要，將敷料預(yù)濕（同1.1.1）。根據(jù)不同的試驗?zāi)康?，待敷料與模擬創(chuàng)面接觸一定時間后，如1h、2h、3h、4h、8h、12h、24h、48h等，更換新的模擬創(chuàng)面，消解被更換下的模擬創(chuàng)面，用原子吸收法（AAS）測定試驗液中釋放出的銀離子濃度。

1.3 結(jié)果表述

以不同時間點內(nèi)定量測定的銀離子釋放量為橫坐標(biāo)，時間為縱坐標(biāo)，可以得出含銀敷料銀離子體外試驗釋放曲線（見圖3）。

2.模型的作用及意義

本文建立的兩個不同狀態(tài)下的體外試驗?zāi)Ｐ?，可分別模擬臨床中不同類型的創(chuàng)面類型，最大程度模擬傷口滲出液量少量及大量的不同狀態(tài)，最接近臨床上含銀敷料中銀離子的實際釋放情況。

通過該模型試驗得出含銀敷料銀離子體外試驗釋放曲線，能科學(xué)直觀反映出敷料產(chǎn)品中釋放的銀離子有效成分、累積離子量，可動態(tài)評價敷料模擬臨床不同使用時期銀離子的釋放量，從而反映出含銀敷料的抗菌性能，并由此可有效評價含銀敷料的安全性和有效性。通過模型應(yīng)用試驗可以得出對含銀敷料的抗菌功能的客觀評價結(jié)論：①敷料產(chǎn)品聲稱的銀離子含量與釋放量沒有相關(guān)性，即與抗菌性能的高低沒有相關(guān)性；②不同敷料中銀離子的釋放量與抗菌性能有相關(guān)性，釋放量越高，表明抗菌性能越好。

圖3. 銀離子體外試驗釋放曲線示例

評價含銀敷料中銀離子釋放的體外模型，尤其適用于敷料開發(fā)研制階段，在敷料基材的選擇，含銀物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、添加量，與基材作用方式及其分布的均勻性等方面，都可使用本模型進(jìn)行比較試驗，根據(jù)預(yù)期值合理調(diào)整工藝及產(chǎn)品組份配方。同時也適用于不同含銀敷料產(chǎn)品間的抗菌性能進(jìn)行橫向比較。

與動物體內(nèi)試驗或臨床患者試驗相比較，銀離子釋放體外模型克服了動物體內(nèi)試驗客觀影響因素多，重復(fù)性差，成本高且不能定量評價等諸多不利因素。評價成本低、試驗周期短、重復(fù)性好、數(shù)據(jù)結(jié)果直觀、清晰，具有較好的經(jīng)濟性和適用性。