專利名稱：處理慢性創(chuàng)傷的微生物纖維素創(chuàng)傷敷料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括微生物所衍生的纖維素的創(chuàng)傷敷料，其用于特種類型慢性創(chuàng)傷包括壓迫瘡，靜脈和糖尿病潰瘍的治療。
背景技術：
有各式各樣的原料用于制作創(chuàng)傷敷料，這些敷料用于處理大量的外科和非外科的損傷，例如燒傷和擦傷。敷料的范圍從簡單的紗布型敷料到動物所衍生的蛋白質(zhì)型敷料，例如膠原質(zhì)敷料，特殊敷料的組成取決于被處理的創(chuàng)傷的類型。這些敷料在某種類型的應用中各自具有優(yōu)勢。例如，紗布型的敷料足以處理簡單的擦傷和外科的切口，而且非常經(jīng)濟。
另一方面，就慢性創(chuàng)傷來說，發(fā)現(xiàn)基于聚合物的敷料更有效。根據(jù)定義，慢性創(chuàng)傷是未能進行正常的恢復過程和具有諸如糖尿病，靜脈疾病或削弱的循環(huán)系統(tǒng)等潛在問題的典型表現(xiàn)的創(chuàng)傷(Lazarus，G.S.等人Definitions andGuidelines for Assessment of Wounds and Evaluation of Healing，Arch.Dermatology，vol.130，489-493頁，1994)。因此，根據(jù)潛在問題，慢性創(chuàng)傷可以概括分類為壓迫瘡(褥瘡)，靜脈和糖尿病潰瘍。由于這種原因，各種不同類型的創(chuàng)傷治療處理方法和原料用于解決潛在的問題和促進創(chuàng)傷的愈合。具有維持潤濕的創(chuàng)傷環(huán)境能力的先進的聚合材料，在處理這些難以治愈的慢性創(chuàng)傷方面已經(jīng)顯示出比紗布更加有效。
在基于聚合物的敷料的文章中，各種類型的聚合的材料已經(jīng)用在皮膚病癥的治療中。通常，可以將它們劃分成兩大類，即合成的及衍生自天然的聚合材料。
合成材料包括聚氨基甲酸酯，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚環(huán)氧乙烷(PEO)，聚乙烯醇(PVA)，和聚丙烯腈(PAN)。這些材料可以與其他合成的或天然的聚合物結(jié)合使用，以制作具有特殊性能的創(chuàng)傷敷料，例如保持水分和高度的液體吸收作用。在紗布型的敷料中通常沒有這些性能，通過使慢性創(chuàng)傷免于感染并且在創(chuàng)傷中維持一定濕度以促進愈合。Huang在U.S.專利6,238,691中公開了三維交聯(lián)的聚氨基甲酸酯水凝膠創(chuàng)傷敷料，它是吸收性的，依照創(chuàng)傷大小的輪廓并且維持創(chuàng)傷處于潤濕的狀態(tài)以促進愈合。
Meyer-Ingold等人在U.S.專利6,156,334中公開了創(chuàng)傷覆蓋物，用其除去干擾因素，例如在慢性創(chuàng)傷的創(chuàng)傷流質(zhì)中的抗原，自由基，離子，蛋白質(zhì)，肽，類脂化合物和游離脂肪酸。這些創(chuàng)傷覆蓋物是用“捕捉分子”，例如抗體，螯合劑，酶抑制劑，酶，擬態(tài)酶，肽和其他蛋白質(zhì)進行化學改性的，是聚氨基甲酸酯或植物所衍生的纖維素。
同樣，衍生自天然的聚合物或生物聚合物，例如膠原質(zhì)和藻朊酸鹽，也已經(jīng)用作開發(fā)所需要的聚合物特性的創(chuàng)傷敷料，例如藻朊酸鹽的高吸收能力或膠原質(zhì)的生物相容性質(zhì)。依據(jù)創(chuàng)傷的類型和它所產(chǎn)生的分泌液的數(shù)量，每種敷料都具有相關的特殊優(yōu)點。然而，這些敷料也具有缺點，這些缺點包括更高的成本，創(chuàng)傷粘著，有限的分泌液吸收作用和在創(chuàng)傷處上的殘余沉積物。
水狀膠體敷料可以吸收創(chuàng)傷分泌液并且提供潤濕的創(chuàng)傷愈合環(huán)境，但是也在創(chuàng)傷處有所不需要的殘余沉積物。另外，與此處所描述的微生物所衍生的纖維素敷料不同，水狀膠體敷料缺乏為有限分泌液干燥慢性創(chuàng)傷所需要的潮濕環(huán)境。同樣，已經(jīng)知道水狀膠體粘附創(chuàng)傷層并且能導致在將其除去時的再一次損傷。水狀膠體在創(chuàng)傷層中有分解的趨勢可能防礙創(chuàng)傷愈合過程。
作為替代的材料，微生物所衍生的纖維素具有有效促進創(chuàng)傷愈合的內(nèi)在的特性，而沒有那些目前通用的創(chuàng)傷敷料所具有的缺點。在這方面，微生物所衍生的纖維素具有下列將其與植物所衍生的纖維素相區(qū)別的物理性質(zhì)，例如極度的親水性和獨特的能提供其潮濕處理能力的多層三維薄片狀結(jié)構。正如在U.S專利4,942,128描述的，微生物的纖維素是非常吸水的，其持水含量范圍是它本身重量的60至700倍。微生物的纖維素同樣表明其優(yōu)良的濕潤強度和壓力下不破裂。最后，因為它的多層的薄片狀結(jié)構，可以將微生物的纖維素加工生產(chǎn)為具有新穎的液體處理能力的薄膜。根據(jù)與制造的薄膜相接觸的創(chuàng)傷的表面，通過調(diào)節(jié)纖維素與液體的比例，所加工的微生物纖維素具有提供液體或吸收液體的能力。
因為微生物纖維素的優(yōu)異特性，先前人們已經(jīng)研究了其在醫(yī)藥工業(yè)中的應用。例如，在U.S.專利Nos.4,588,400，4,655,758和4,788,146中Ring等人公開了在裝填液體的藥墊中使用微生物所衍生的纖維素的可能性。Ring等人的專利集中在靜態(tài)法生產(chǎn)的裝填各種液體和藥物的微生物纖維素墊。詳述了能包含在微生物纖維素墊中的各種類型的液體以及生產(chǎn)原始的纖維素材料的制造和清洗方法。在這些專利中也描述了制造各種墊的詳細方法的例子，其中的方法包括一系列擠壓和浸濕的步驟，以調(diào)節(jié)其物理性能，主要涉及液體與纖維素比例以生產(chǎn)所需要產(chǎn)品。作為一個例子，這些專利說明一個高度含水的墊(液體與纖維素的比率是80比1)，它能提供冷卻的能力，這對于灼傷的應用是理想的。特別地，‘146號專利描述了使用這種裝填液體的墊用作潰瘍的濕敷料，能長時期為創(chuàng)傷提供水分。同一份‘146號專利也提及在例子中所描述的濕敷料，當敷料處于小于飽和的條件下，還另外具有從創(chuàng)傷處吸收大量液體的能力。然而，Ring等人的創(chuàng)傷敷料未提及既能用于慢性創(chuàng)傷的水分來源，同時又有吸收液體的雙重能力的單一敷料。Ring等人的專利也未能描述有效的液體與纖維素的比例以及生產(chǎn)具有雙重的液體傳送能力的創(chuàng)傷敷料。
Farah等人的U.S.專利No.4,912,049公開了使用靜態(tài)生產(chǎn)的脫水微生物纖維素作為人造皮膚移植，分離隔膜或人造革?！?49號專利敘述Acetobacterxylinum，當它被拉伸時脫水形成的纖維薄膜的使用。盡管‘049專利描述了他們的發(fā)明作為治療創(chuàng)傷或傷害的人造皮膚的潛在用途，但是并沒有提出這些材料能被用于慢性創(chuàng)傷。此外，F(xiàn)arah的干燥的薄膜沒有提供水分的能力，并且其吸收能力很小。
最后，Wan等人的U.S.專利No.5,846,213公開了在攪拌的生物反應器中使用原材料生產(chǎn)微生物纖維素薄膜的方法，而不是靜態(tài)的方法?！?13號專利進一步描述了使用溶解在溶劑中的這種纖維素材料，以生產(chǎn)用作創(chuàng)傷敷料的膜。因為所制得薄膜的干燥本性，膜材料缺乏任何提供水分的能力和有限的液體吸收能力。另外，如此制得的纖維素膜不具有前面所描述的只在靜態(tài)培育的微生物纖維素中形成的三維多層結(jié)構。
盡管上述專利認識到微生物纖維素在醫(yī)學應用中的潛在用途，但是在先的技術沒能提供開發(fā)能夠證明有效的創(chuàng)傷愈合，水分的控制能力和足夠的生物適應性的創(chuàng)傷敷料的方法。因此，需要一種包含能治療慢性創(chuàng)傷的高度生物相容的微生物纖維素創(chuàng)傷敷料。再有，對于最佳的創(chuàng)傷愈合，也特別需要具有高度提供和吸收水分能力的創(chuàng)傷敷料。本發(fā)明敷料的這種雙向水分處理能力能夠維持為治愈慢性創(chuàng)傷所必需的潤濕的創(chuàng)傷環(huán)境。另外，高度水分提供能力對于處理干燥的壞死的組織和使任何創(chuàng)傷閉合成為可能所需要的促進自溶的清創(chuàng)術是特別有益的。最后，本發(fā)明的創(chuàng)傷敷料在通過促進肉芽形成，和允許上皮細胞移植的能力幫助自體愈合，顯示出在影響創(chuàng)傷閉合中創(chuàng)傷敷料的獨特能力。
因此，本發(fā)明者開發(fā)出具有新穎的吸收和提供液體處理能力的創(chuàng)傷敷料。這種液體處理能力是處理微生物纖維素使其為預定的目的含有適量的纖維素的最終結(jié)果。如果創(chuàng)傷表面是干燥的，所制得的創(chuàng)傷敷料能提供液體，并且發(fā)現(xiàn)對于干燥的壞死的組織或焦痂覆蓋的干燥的慢性創(chuàng)傷特別有益。同樣的敷料也有吸收從創(chuàng)傷層滲出的液體的能力。另外，與水狀膠體敷料不同，本發(fā)明所描述的微生物纖維素創(chuàng)傷敷料不會降解并在創(chuàng)傷處留下殘余物。從創(chuàng)傷處除去微生物纖維素敷料不會損害組織，因為它不粘附于創(chuàng)傷表面。
本發(fā)明也重視實際上能直接合成的任何形狀或大小的微生物纖維素薄片。發(fā)酵工藝能生產(chǎn)非常薄和柔軟的形式的產(chǎn)品，它非常堅固，能透過氣體和液體。既使當經(jīng)歷極端的環(huán)境條件，例如高壓滅菌或γ-射線殺菌，其形狀仍然保持完整無缺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用微生物所衍生的纖維素敷料治療慢性創(chuàng)傷的方法，其中纖維素的重量為1.5％到9％。在優(yōu)選實施方案中，微生物所衍生的纖維素是生物相容的和非發(fā)熱的。
本發(fā)明的另一個目的是提供有效的創(chuàng)傷敷料，其包括為治療慢性創(chuàng)傷的對最佳的創(chuàng)傷愈合能提供和吸收水分的微生物纖維素。
由于下列詳細的描述，本發(fā)明的其他的目的、特色和優(yōu)勢將變得明顯。然而，應該理解，當表明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案時，僅僅是為了說明的目的才給出詳細的描述和特殊的實施例，因為從這些詳細的描述中，在本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍以內(nèi)的各種改變和改正對于本領域的普通技術人員將是很顯而易見的。
本發(fā)明提供用微生物所衍生的纖維素處理全部的或局部慢性創(chuàng)傷的方法。本發(fā)明還提供生物相容的、非發(fā)熱的微生物所衍生的創(chuàng)傷敷料，其具有適當?shù)睦w維素與液體的比例，也具有為最佳的創(chuàng)傷愈合提供和吸收液體的能力。不同于水狀膠體，水凝膠，藻朊酸鹽，膠原質(zhì)，或紗布敷料，此處描述的微生物所衍生的纖維素敷料，通過對干燥的表面提供液體或吸收從傷口分泌的過剩的液體能提供最佳的潤濕的康復環(huán)境。
在敷料中，微生物所衍生的纖維素含量可以依據(jù)制備方法和創(chuàng)傷敷料的最終用途而變動。在本發(fā)明中，創(chuàng)傷敷料中微生物所衍生的纖維素的數(shù)量按重量計算大約是從1.5％到大約9％，優(yōu)選的是從大約3％到大約7％，更優(yōu)選的是從大約4％到大約6％。
本發(fā)明的創(chuàng)傷敷料可以用于提供水分。典型地，敷料創(chuàng)傷可以為干燥的基質(zhì)提供其大約50％到大約90％重量的液體。這意味著通過使用含有液體的創(chuàng)傷敷料可以有效地治療表現(xiàn)出干燥壞死組織的創(chuàng)傷。由于潛在的問題例如靜脈的機能不全，大多數(shù)的慢性創(chuàng)傷在它們最初形成創(chuàng)傷表面時通常形成由死的(壞死的)組織組成的干燥表面。在特定的區(qū)域(通常在踝周圍)缺乏流進的新鮮的血液引起真皮和表皮在皮下死亡并且最后形成潰瘍表面。在創(chuàng)傷敷料墊中包含的液體可以用于干燥的，壞死的創(chuàng)傷以促進自溶的清創(chuàng)術，其是治愈慢性創(chuàng)傷的首要條件。可以被裝填進墊中的液體材料包括，但不僅限于水，等滲鹽水，丙三醇，合成聚合物，例如聚環(huán)氧乙烷和生物分子的水溶液，其包括蛋白質(zhì)，血小板衍生的生長因子(PDGF)，表皮的生長因子(EGF)和酶，例如膠原酶。
本發(fā)明的創(chuàng)傷敷料也可以用于水分的吸收。典型地，創(chuàng)傷敷料能吸收自身重量的大約20％到大約200％，優(yōu)選的從大約35％到140％。這意味，通過應用本發(fā)明的能從傷口吸收過剩液體的創(chuàng)傷敷料，可以有效地治療有分泌液的創(chuàng)傷。典型地，這種靜脈潰瘍的慢性創(chuàng)傷在愈合過程中會滲出大量液體。當創(chuàng)傷開始形成肉芽組織添補死亡真皮組織占據(jù)的空間時，通常會出現(xiàn)滲出階段。在這一階段本發(fā)明的敷料能吸收分泌液而為上皮細胞的遷移保持潤濕的表面。上皮遷移是最終傷口閉合的基本條件。因此，本發(fā)明的創(chuàng)傷敷料，由于它的雙重的吸收和提供水分的能力而能為創(chuàng)傷的愈合提供最適宜的條件。
1.用于試驗工藝在靜態(tài)條件下生產(chǎn)微生物纖維素在本發(fā)明微生物纖維素的制備中，微生物，例如Acetobacter xylinum，是在30℃，初始pH值為3-6的條件下，在含有營養(yǎng)液介質(zhì)的生物反應器中培養(yǎng)的。介質(zhì)以蔗糖或其他的碳水化合物為基礎。優(yōu)選地，有效的薄膜的生產(chǎn)是利用蔗糖作為碳來源，銨鹽作為氮的來源，玉米漿作為營養(yǎng)源，與有專利權的附加微量元素配合來實現(xiàn)的，這些與普通技術人員所采用的原始的Schramm和Hestrin介質(zhì)(1954)不同。該專利權的附加微量元素的量如下表所示每升微量元素溶液的組成EDTA Tetrasodium Salt 570毫克FeSO4·7H2O 200毫克ZnSO4·7H2O 10毫克MnSO4·H2O 26毫克H3BO330毫克CoCl3·6H2O 20毫克NiCl2·6H2O 3.2毫克(NH4)6Mo7O14·4H2O2.4毫克每升介質(zhì)中添加2毫升這種溶液。
選擇適當?shù)纳锓磻鳎蛊渚哂凶钚〉恼舭l(fā)作用和提供適當?shù)南扪鯒l件。依據(jù)所需要的水含量和纖維素薄膜的厚度，可以變化限氧的條件。通常，在限氧條件下，氧氣的量是全部處于氣液界面的氣體數(shù)量的5％-21％。生物反應器由配有密封蓋或有限透氣蓋子的塑料盒組成。依賴于所生產(chǎn)的纖維素薄膜的形狀和大小，生物反應器的外形(立方或圓筒)尺寸可以變化。例如在先有技術的申請中，6英寸直徑圓筒會生產(chǎn)6英寸直徑的創(chuàng)傷敷料，其可以直接使用或按照需處理的創(chuàng)傷大小進行切割。通過限制發(fā)酵培養(yǎng)基中氧氣的量，假定Acetobacter利用介質(zhì)中的碳以生產(chǎn)更多的纖維素而不是使用它去繁殖，從而增加纖維素的總產(chǎn)量。
在靜態(tài)的條件下，允許超過大約7-30天的周期進行發(fā)酵過程，在這一期間內(nèi)在培養(yǎng)基內(nèi)的細菌生產(chǎn)含有微生物的完整無缺的纖維素薄膜。根據(jù)所需要的厚度，即每單位面積對應于確定的纖維素含量，停止發(fā)酵并且將薄膜從生物反應器取出。然后，采用標準的分離技術，例如壓縮或離心，在進行化學清洗和薄膜的后續(xù)加工之前除去薄膜里包含的過量介質(zhì)，以生產(chǎn)具有纖維素與液體比率大約1∶10到大約1∶65的創(chuàng)傷敷料。與文獻值10％相比，未加工的纖維素薄膜具有增加的糖纖維素產(chǎn)量大約35％。與按照原始的Schramm & Hestrin介質(zhì)[1954，J.Gen.Micro，11123-129]所生產(chǎn)纖維素薄膜相比，這些增加的產(chǎn)量與廉價的氮的來源配合導致未加工的纖維素薄膜生產(chǎn)成本減少40倍。
2.加工和去除熱原法工藝在生產(chǎn)纖維素薄膜以后，必須從纖維素薄膜中除去細胞以達到純化目的。Fontana等人(1990，Appl.Biochem，Biotech，24253-264)已經(jīng)描述這些細胞是不致熱的，然而，使用Limulus Amebocyte Lysate(LAL)測試工具箱，未凈化的纖維素薄膜經(jīng)測試對熱原質(zhì)是陽性的。這一結(jié)果表明此處討論的去除細胞的化學加工是必要的，以便能夠通過標準的致熱性測試和作為非發(fā)熱的合格的微生物的纖維素創(chuàng)傷敷料。
纖維素薄膜經(jīng)歷一系列化學洗滌步驟，將未加工的纖維素薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)檫_到藥用等級和非發(fā)熱創(chuàng)傷敷料的原料。典型加工是使用重量濃度為1-20％的氫氧化物溶液。優(yōu)選使用濃度不低于3％的氫氧化鈉，和更優(yōu)選的為大約3％到大約5％以便溶解細胞。另外，本發(fā)明使用能漂白和對無熱原質(zhì)薄膜消毒的過氧化氫洗滌。大約0.05％到大約10％重量濃度的過氧化物可實現(xiàn)對薄膜的漂白作用。優(yōu)選使用的過氧化物的量為大約0.1％到大約0.5％。也可以使用其他的漂白劑例如次氯酸鹽，次溴酸鹽，和過硼酸鹽。
對未加工的發(fā)酵產(chǎn)品實施各種不同的暴露時間，濃度和溫度等純化加工。研究了與30-100攝氏度的溫度變化相關聯(lián)的1-4小時的處理時間以得到最優(yōu)化的工藝過程。對從每種不同操作條件所得到的薄膜測試各自的熱原質(zhì)含量和物理特性。為了經(jīng)濟的原因，選擇最短的時間和最低的化學濃度生產(chǎn)非發(fā)熱的產(chǎn)品的工藝條件。在這一工藝中所涉及的時間可以是在大約90℃時可以是大約4小時，優(yōu)選在大約60℃到大約80℃時，工藝所涉及的時間大約為1-2小時。
在處理以后遺留在纖維素墊里的細胞殘骸的數(shù)量可以按照LimulusAmebocyte Lysate (LAL)試驗，U.S.Food and Drug Administration(EDA)in 21CFR10.90.規(guī)定的方法測量。上面略述的直接清洗過程提供了非發(fā)熱的纖維素墊(＜0.05EU/毫升)。在Class I醫(yī)藥裝置中容許的熱原質(zhì)含量是0.5EU/毫升(FDALAL測試指南)。LAL測試的步驟是由測試工具箱制造商定義的并且能很容易被重復以獲得纖維素薄膜中熱原質(zhì)的含量。
3.微生物的纖維素敷料的物理改性創(chuàng)傷敷料的原料所需要的特性包括提供潤濕環(huán)境的能力，同時還具有吸收從創(chuàng)傷分泌的過量液體或向創(chuàng)傷提供水分的能力。通常市售的水凝膠創(chuàng)傷敷料產(chǎn)品近似的組成為90-95％的水和5-10％聚合物材料。然而，這些產(chǎn)品未能為創(chuàng)傷提供足夠的水分并且強度不夠。另外，這些敷料趨于粘附到創(chuàng)傷處。這種創(chuàng)傷粘附，在除去敷料時會導致創(chuàng)傷再受傷害。然而，本發(fā)明的敷料由于其具有在任何其他創(chuàng)傷敷料中沒發(fā)現(xiàn)的薄片狀多層的三維結(jié)構而顯示出優(yōu)異的潤濕性和吸收性。根據(jù)創(chuàng)傷處的情況，通過吸收過量液體或提供水分，纖維素敷料也顯示出控制敷料與創(chuàng)傷界面濕度含量的能力。這種水分處理能力有助于促進慢性創(chuàng)傷愈合，并且是纖維素創(chuàng)傷敷料的新穎特性。
典型地纖維素薄膜初始組成為具有＞90％的水和0.2-1％的纖維素，或纖維素對水的比率近似為1∶100-1∶500。這種原料經(jīng)歷一系列的物理處理以得到最終的創(chuàng)傷敷料。飽和的微生物纖維素墊的水含量可以減少到98.5％-0％之間以得到纖維素對水的比率近似地為1∶65到1∶0的薄膜，即完全干燥的材料。這可以采用不同的干燥技術完成，包括機械擠壓，離心瀝干，空氣干燥，真空干燥和冷凍干燥。
然后將所制得的脫水墊完全浸入水中進行其吸收能力測試。結(jié)果表明與從未干燥材料相比，完全干燥的材料重新吸收水的能力減少了。完全脫水的墊24小時吸收的最大量僅僅每100cm2墊30克水，而在相同的時間里非脫水墊吸收了60克/100cm2。在這點上，本發(fā)明的創(chuàng)傷敷料包含纖維素與水的比率大約為1∶65到1∶10，更優(yōu)選的為大約1∶24到大約1∶16。這些創(chuàng)傷敷料顯示出提供潤濕的環(huán)境的能力，以及為最佳的創(chuàng)傷愈合提供水分或吸收分泌液體的雙重能力。
4.產(chǎn)品的包裝和殺菌包裝材料應該是不能透水的以防止?jié)櫇竦睦w維素創(chuàng)傷敷料干燥，并且能經(jīng)受滅菌處理過程。例如，能熱封的涂布鋁塑膠的人字紋袋能提供足夠的不滲透性和保持水分的能力。
研究了兩種最普通的醫(yī)藥創(chuàng)傷敷料所使用的殺菌工藝—γ線照射和電子束殺菌。將包裝的纖維素創(chuàng)傷敷料暴露在5-50 KGy范圍進行不同水平的輻射。而后使用USP無菌測試標準評估每種敷料的無菌狀態(tài)。對敷料的總的外觀和機械的完整性及包裝材料也進行檢驗。無菌測試的結(jié)果顯示出纖維素創(chuàng)傷敷料在5-40的KGy輻射劑量下是穩(wěn)定的，并且為保證產(chǎn)品無菌所需的最小劑量為15KGray。然后，用于生物適應性，動物和人類測試的纖維素創(chuàng)傷敷料產(chǎn)品在30KGy(安全系數(shù)的兩倍)下進行完全滅菌以保證產(chǎn)品的無菌狀態(tài)。


圖1表示相對于在材料中包含的纖維素百分數(shù)，微生物纖維素創(chuàng)傷敷料的吸收和提供能力。所有材料具有同樣的面積和相似的厚度。兩條曲線相交的區(qū)域表明對于兩種性能最佳化所具有的理想的纖維素含量。
圖2表示XCell微生物纖維素創(chuàng)傷敷料和水凝膠創(chuàng)傷敷料提供到干燥表面的液體數(shù)量。提供的數(shù)量以原始樣品重量的百分比表示。XCell創(chuàng)傷敷料提供液體的能力明顯地優(yōu)于水凝膠。
圖3XCell微生物纖維素創(chuàng)傷敷料的吸收和提供能力與Clearsite(NDM)水凝膠創(chuàng)傷敷料相比較。兩者的吸收能力是幾乎相同的，但是XCell創(chuàng)傷敷料提供液體的能力比水凝膠大6倍。
具體實施例方式
生物實施例實施例1吸收/提供研究生產(chǎn)各種不同厚度的纖維素薄膜并進行處理以除去細胞殘骸。將薄膜壓縮到1.9毫米的均勻厚度，生產(chǎn)出一系列具有纖維素含量范圍從1.5％到10％的薄膜。對這些薄膜進行從飽和的表面吸收鹽水和向干燥的表面提供水分的能力測試。
將稱重的相同面積的樣品放置在飽和的海綿體表面。在海綿體周圍灌注鹽水使其維持飽和狀態(tài)。24小時以后，將樣品再稱重以確定吸收性能，然后作為初始樣品重量的百分比作圖。為測定所提供的水分，將稱重的相同面積樣品放置在平坦，干燥的皮革表面上。在放置樣品前將皮革稱重。2小時以后，除去樣品并且將皮革再一次稱重以測定所提供的水分數(shù)量，再對初始樣品重量的百分比作圖。
在一張圖上畫出吸收和提供兩種數(shù)據(jù)圖，以確定兩種性能的最佳水含量。這個數(shù)據(jù)如圖1所示。從這張圖中可以看出為了具有吸收和提供的能力，敷料中纖維素百分比最好在3％到6％的范圍之內(nèi)。這張圖還顯示出以損失另一種性能為代價，可以生產(chǎn)具有增強吸收或是增強提供能力的敷料。
為了顯示出微生物纖維素創(chuàng)傷敷料(Xcell)的優(yōu)越的提供能力，對市售的傳統(tǒng)水凝膠進行測試。測試的產(chǎn)品是Clearsite(NDM)，Nugel(Johnson&Johnson)和Flexigel(Smith&Nephew)。采用上述相同程序?qū)@些產(chǎn)品進行測試，圖2為所得數(shù)據(jù)。所用XCell的數(shù)據(jù)是對于包含4.3％纖維素的材料。顯然，XCell敷料提供了超過它的初始重量的75％，勝過提供能力在9％至31％之間的所有的競爭產(chǎn)品。
盡管提供能力對創(chuàng)傷愈合是很重要的，如果創(chuàng)傷敷料具有提供和吸收的能力將是理想的。將先前描述的吸收工藝用于Clearsite水凝膠創(chuàng)傷敷料的測試。這組數(shù)據(jù)，同提供數(shù)據(jù)和XCell數(shù)據(jù)一起在圖3中表示。可以看到，兩個樣品的吸收幾乎是相同的，但是Xcell材料提供的水分超過水凝膠的6倍。
實施例2生物適應性測試對無菌纖維素創(chuàng)傷敷料進行下列生物適應性測試1)豚鼠促進感受性，2)在野兔上的原發(fā)刺激和，3)細胞的毒性。在促進感受性測試中，給6只豚鼠注射產(chǎn)品的提取物。在8-10周的研究期間，監(jiān)控對于任何促進感受性反應豚鼠的體溫。結(jié)果表明在豚鼠中沒有延時的皮膚接觸的促進感受性證據(jù)。利用野兔進行兩周原發(fā)刺激測試研究。在這一測試中，將纖維素敷料的提取物注入皮下并且觀察皮膚是否有刺激反應。結(jié)果表明，對于野兔皮下注入提取物后沒有明顯刺激或毒性的證據(jù)。纖維素敷料提取物的原發(fā)刺激指數(shù)被認為可以忽略。最后，使用鼠科的L929細胞培養(yǎng)物測試了敷料對哺乳動物細胞的毒性。結(jié)果表明，纖維素敷料提取物無毒并不抑制細胞生長。依照本發(fā)明制備的纖維素創(chuàng)傷敷料成功地通過了所有的這些測試，因此確信產(chǎn)品是生物適合的，安全的而且不會抑制創(chuàng)傷的愈合。
實施例3在動物模型(Models)中的創(chuàng)傷愈合臨床前動物研究的目的是在豬的動物模型中比較微生物所衍生的纖維素創(chuàng)傷敷料與現(xiàn)有的創(chuàng)傷敷料產(chǎn)品的創(chuàng)傷愈合性能，現(xiàn)有的產(chǎn)品例如水狀膠體和水凝膠。
采用依照Association for Accreditation of Laboratory Animal Care(AAALAC)的The Department of Dermatology of the University of Miami School of Medicine的豬模型協(xié)議進行測試。
簡要地說，在2只無病原體的豬上進行周期超過七天的測試。用帶有7毫米刀片的專門電鍍角膜刀在每頭豬的脊柱旁和胸部的區(qū)域做成大約140個矩形的傷口(10×7×0.3毫米)。傷口之間由15毫米未受傷的皮膚分開。將大約35個傷口隨機的分配給每種選自纖維素，水狀膠體，水凝膠的創(chuàng)傷敷料，以及無敷料/暴露于空氣中的狀態(tài)。2天以后開始表皮移植的評價。
總之，結(jié)果表明纖維素創(chuàng)傷敷料及水狀膠體敷料治愈了局部稠密的創(chuàng)傷，并且優(yōu)于水凝膠敷料。值得注意地，在傷害以后的第四天，纖維素創(chuàng)傷敷料治愈了70％的創(chuàng)傷，相比之下，水狀膠體，水凝膠和暴露在空氣中治愈的比例分別為，50％，20％和0％。到第5天，纖維素和水狀膠體兩種敷料均治愈了100％抽樣的創(chuàng)傷，而水凝膠和空氣暴露的樣品僅分別治愈了70％和50％。
實施例4在治療慢性創(chuàng)傷中人的臨床效果測試人的臨床測試的目的是評定纖維素創(chuàng)傷敷料對于治療不同類型的慢性創(chuàng)傷的效果。對帶有31種不同類型的慢性創(chuàng)傷的共29位患者進行研究。通過設施內(nèi)倫理委員會(IRB)批準的研究協(xié)議所略述的內(nèi)含物標準用纖維素創(chuàng)傷敷料治療患者。纖維素創(chuàng)傷敷料的治療進行8周或直到創(chuàng)傷愈合為止。每周觀察一次傷口。在記錄觀察以后換敷料。在每周一次的就診時同時記錄傷口的狀況和大小，研究在創(chuàng)傷愈合以后或治療八周時結(jié)束。
根據(jù)纖維素創(chuàng)傷敷料的性能，人的研究的結(jié)果可以劃分成三種顯著的指征。纖維素創(chuàng)傷敷料顯示出去除在深位壓力潰瘍中壞死腐肉的實力。在兩個出現(xiàn)這樣問題的創(chuàng)傷中，纖維素創(chuàng)傷敷料的應用將高多肉芽的組織減少至其周圍上皮細胞的水平。第三，也是最有意義的在于纖維素創(chuàng)傷敷料反應是在治療腿部的靜脈潰瘍期間，尤其是那些全部稠密組織的潰瘍期間觀察到的。結(jié)果表明在十三例(13)腿靜脈潰瘍里面(兩例局部稠密的和十一例全部稠密的創(chuàng)傷)中，七例(54％)完全愈合，剩余的(46％)在八周的研究過程中顯示出好轉(zhuǎn)。
在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)或范圍，本領域普通技術人員可以對本發(fā)明方法和組成上進行各種改性和變化是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍覆蓋在附加的權利要求和它們的等效范圍內(nèi)的本發(fā)明的改性和變化。
權利要求
1.一種用于治療慢性創(chuàng)傷的方法，包括在創(chuàng)傷處應用非發(fā)熱的，生物相容的微生物所衍生的纖維素敷料；并且從每日兩次到每周一次換敷料，其中所述微生物所衍生的纖維素敷料按重量計算包括大約1.5％到大約9％的纖維素。
2.權利要求1的方法，其中微生物所衍生的纖維素敷料按重量計算包括大約3％到大約7％的纖維素。
3.權利要求1的方法，其中微生物所衍生的纖維素敷料按重量計算包括大約4％到大約6％的纖維素。
4.權利要求1的方法，其中所述慢性創(chuàng)傷是全部或局部稠密的慢性創(chuàng)傷。
5.權利要求1的方法，其中慢性創(chuàng)傷是靜脈潰瘍。
6.權利要求1的方法，其中慢性創(chuàng)傷是壓迫瘡。
7.權利要求1的方法，其中慢性創(chuàng)傷是糖尿病潰瘍。
8.權利要求1的方法，其中微生物所衍生的纖維素敷料在LimulusAmebocyte Lysate(LAL)測試(＜0.5EU/毫升)中顯示陰性，因此是非發(fā)熱的。
9.權利要求1的方法，其中微生物所衍生的纖維素在野兔的原發(fā)刺激測試中顯示陰性，使用鼠科的L929細胞的細胞毒性測試也是陰性，通過了豚鼠促進感受性的測試，因此是生物相容的。
10.權利要求1的方法，其中微生物所衍生的纖維素敷料提供其液體重量的大約50％到大約90％，吸收其重量的大約20％到大約200％。
11.微生物所衍生的纖維素敷料，包括大約1.5％到大約9％重量的纖維素。
12.權利要求11的微生物所衍生的纖維素敷料，包括大約3％到大約7％重量的纖維素。
13權利要求12的微生物所衍生的纖維素敷料，包括大約4％到大約6％重量的纖維素。
14.權利要求11的微生物所衍生的纖維素敷料，將其定型為創(chuàng)傷的形狀。
15.權利要求11的微生物所衍生的纖維素敷料，其在Limulus AmebocyteLysate(LAL)測試(＜0.5EU/毫升)中顯示陰性，因此是非發(fā)熱的。
16.權利要求11的微生物所衍生的纖維素敷料，其在野兔的原發(fā)刺激測試中顯示陰性，使用鼠科的L929細胞的細胞毒性測試也是陰性，通過了豚鼠促進感受性的測試，因此是生物相容的。
17.權利要求11的微生物所衍生的纖維素敷料，它能提供其液體重量的大約50％到大約90％的水分到干燥的基質(zhì)上，并能吸收其重量的大約20％到大約200％。
18.一種制備微生物所衍生的纖維素敷料方法，包括使用Acetobacterxylinum靜態(tài)生產(chǎn)微生物纖維素薄膜；用纖維素與水的比率在大約1∶100到大約1∶500的范圍分離薄膜；干燥分離的薄膜以達到纖維素重量為1.5到9％。
19.工具包，包括a)微生物所衍生的纖維素，包括大約1.5到大約9％重量的纖維素；b)防水的包裝，包括上述微生物所衍生的纖維素；和c)將微生物所衍生的纖維素施用于慢性創(chuàng)傷的說明書。
20.權利要求19的工具包，其中微生物所衍生的纖維素包括大約3％到大約7％的纖維素。
21.權利要求20的工具包，其中微生物所衍生的纖維素包括大約4％到大約6％的纖維素。
22.權利要求19的工具包，其經(jīng)γ輻射滅菌。
23.權利要求19的工具包，其經(jīng)電子束殺菌法滅菌。
24.權利要求19的工具包，其中含微生物所衍生的纖維素的防水包裝包括能熱封的涂布鋁塑膠的人字紋小袋。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括微生物所衍生的纖維素創(chuàng)傷敷料，其用于治療特殊類型的慢性創(chuàng)傷，包括壓迫瘡，靜脈和糖尿病潰瘍。這種創(chuàng)傷敷料有提供液體到干燥的基質(zhì)的能力，同樣有吸收創(chuàng)傷的分泌液的能力。
文檔編號A61P3/10GK1453043SQ0215181
公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權日2002年4月26日
發(fā)明者G·C·賽拉菲卡, R·莫爾米諾, G·A·奧斯特, K·E·倫茨, K·P·克勒 申請人:齊洛斯公司