瑞香狼毒花多糖液体创可贴的制备与性能研究

李榕,丁宇儒,程天,陈雨婷,祁鹏,张学通,马岩婷

(甘肃民族师范学院 化学与生命科学系,甘肃 合作 747000)

瑞香狼毒(StellerachamaejasmeL.)广泛分布于高山和草原上,为瑞香科狼毒属植物,又名断肠草、火柴花、山萝卜等,《常用藏药志》中记载具有毒性,对生态环境和草原牲畜带来了很大的危害[1],但是研究发现其根主要含有黄酮类、多糖类、香豆素类、萜类以及木脂素类等化学成分,可入药,藏药名为热甲巴[2],始载于《神农本草经》,具有清热解毒、抗氧化、抑菌抗病毒、祛腐生肌等功效[3-4]。目前,以瑞香狼毒花成分为原料研制多功能创可贴试验尚属空白。多糖是一类高分子碳水化合物,具有多种生物学功能,可以提高机体的免疫力,具有抗肿瘤、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗溃疡及降血脂等功效,且提取多糖的方法有很多[5]。海藻酸钠是一种高分子化合物,无毒无臭,具有较高稳定性、粘结性和安全性,符合药物制剂辅料的制备要求,广泛应用于止血材料中[6]。

创可贴是日常生活中最常见的一类必备创伤敷料[7-8]。皮肤浅表的损伤,一般采用创伤敷料护理,优良的创伤敷料应该具有良好的抗菌消炎性、止血性、透气性、机械性能性和致敏性,能够预防感染、保护创面、促进组织再生。目前市面上的创伤敷料有纱布、绷带、传统创可贴和合成高分子敷料等,传统创可贴透气性差、防水性差,在撕拉过程中容易造成二次损伤、二次感染的风险[9],并且因其材料复杂,导致其有刺激性气味。液体创可贴因其具有较好的透气性、舒适度和防水性,并且不受活动关节和受伤面积的影响,被广泛利用[10-11]。天然高分子材料具有成膜性好、廉价易得、无毒无害、可降解等优势,因此研究者充分利用壳聚糖、羧甲基纤维素等天然高分子材料制备出性能较好的液体创可贴[12-14],广泛应用于生活和临床。

本研究在前期研究的基础上,进一步优化瑞香狼毒花中多糖的提取工艺,以瑞香狼毒花中提取的多糖为核心成膜材料,海藻酸钠为辅助材料,通过试验选择合适的增塑剂、助溶剂、抗氧化剂、杀菌剂以及促进机体恢复的有效物质等功能性辅料,研制一种防水抑菌止血性能优良、镇痛效果较好、机械性能较高的液体创可贴,解决了传统创可贴不能贴牢、活动关节处使用不便、覆盖面积有限、撕除过程中导致的二次损伤等缺陷,使其变废为宝。并对创可贴的药效和质量进行深入研究,为液体创可贴在临床及日常生活中的应用提供实践依据。

1 实验过程

1.1 试验材料与试剂

瑞香狼毒花采摘自甘肃省甘南藏族自治州合作市当周草原。

海藻酸钠、乙醇、苯扎氯铵采购于山东天顺和实验器材有限公司;利多卡因、葡萄糖、尿素、醋酸采购于北京海天试剂器材有限公司;苯酚采购于天津富宇生化有限公司;石油采购于广州华芳生物有限公司。

大肠杆菌、白念珠菌和金黄色葡萄球菌,由甘肃民族师范学院生物化学和分子生物学实验室提供。

1.2 仪器与设备

恒温磁力搅拌器(SHT型,北京科伟永兴仪器有限公司),电子分析天平(FA2004B型,北京海天友诚科技有限公司),恒温振荡仪(ZHWY-200D型,北京海天友诚科技有限公司),紫外可见分光光度计(UV-4802型,尤尼柯上海仪器有限公司),Centrifuge 5810 R台式高速冷冻离心机(Centrifuge 5810 R,Eppendorf 艾本德生命科学公司),冷冻干燥机(FDD-1B-40,北京科伟永兴仪器有限公司)。

1.3 瑞香狼毒花中多糖的提取及抗菌性能的研究

1.3.1 瑞香狼毒花多糖的提取工艺

将处理后的瑞香狼毒花冷冻干燥后研磨成粉,准确称取过筛的瑞香狼毒花干粉末5.0 g,选择控制料液比为1∶35(g∶mL),控制浸提时间为10 min,浸提温度为75 ℃,将上述溶液减压、抽滤、浓缩后,继续离心10 min(4 000 r/min),取上清液,加无水乙醇醇沉,继续离心10 min(4 000 r/min),减压过滤,冷冻干燥后得到瑞香狼毒花多糖。

1.3.2 标准曲线的绘制

采用葡萄糖配制不同浓度的葡萄糖标准溶液,分别在最大吸收波长处测定其吸光度值,根据吸光度值与浓度之间的线性关系绘制标准曲线,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制出了标准曲线。解析得出,线性回归方程为y=0.006x+0.048,R2=0.999 6,在适当的范围内葡萄糖体积和相应的吸光度之间有较好的线性关系。

1.3.3 瑞香狼毒花多糖的计算公式

瑞香狼毒花多糖的得率采用公式(1)进行计算:

(1)

式中:W为瑞香狼毒花多糖得率,m为瑞香狼毒花多糖的质量,C1是标准曲线中不同吸光度对应的葡萄糖溶液的浓度,V1为瑞香狼毒花粗多糖溶于去离子水的体积,f为稀释倍数。

1.3.4 瑞香狼毒花多糖抑菌性能测定

为了测试瑞香狼毒花多糖的抑菌性能,选择甘肃民族师范学院生物化学和分子生物学实验室提供的大肠杆菌、白念珠菌和金黄色葡萄球菌,来试验瑞香狼毒花多糖的抑菌性能,用不加瑞香狼毒花多糖为空白对照组,实验结果如表1所示,瑞香狼毒花多糖对这三种菌均有抑制作用。

1.4 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)创可贴的制备

1.4.1 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)创可贴的合成路线

瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)创可贴的合成路线如图1:以瑞香狼毒花中提取的多糖为核心成膜材料,海藻酸钠为辅助材料,研制一种防水抑菌、止血性能优良、镇痛效果较好、机械性能较高的液体创可贴,解决了传统创可贴不能贴牢、活动关节处使用不便、覆盖面积有限、撕除过程中导致的二次损伤等缺陷,使其变废为宝。最好,对创可贴的药效和质量进行深入研究,为液体创可贴在临床及日常生活中的应用提供实践依据。

图1 PSC/ALG的合成路线

1.4.2 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)膜液的制备

准确称取制备好的瑞香狼毒花多糖5.0 g,溶解到10.0 mL醋酸中,再将溶解的溶液用去离子水稀释,边滴加边搅拌至250 mL,再称取10.0 g海藻酸钠溶于250 mL的水中,混合均匀备用。

为了考察瑞香狼毒花多糖和海藻酸钠的最佳比例,准备六组实验,PSC和ALG的质量比例分别为:1∶0,1∶1,1∶2,1∶3和2∶1,试验结果如图2所示,当选择mPSC∶mALG=1∶0时,试验结果无法成膜,呈液体状;当选择mPSC∶mALG=1∶1时,膜质不均匀、延展性差,易破裂;当选择mPSC∶mALG=1∶2时,薄膜光滑、延展性透光性好,结构紧密,膜韧性高,成膜效果最好,所成的膜光滑;当选择mPSC∶mALG=1∶3时,易破裂,韧性较差,成膜性差,厚度较大;当选择mPSC∶mALG=2∶1时,粗糙易破、延展性差,结构较松散;当选择mPSC∶mALG=0∶1时,半固半液,无法成膜。因此,瑞香狼毒花多糖和海藻酸钠的最佳质量比为1∶2。

图2 PSC与ALG比对混合膜的影响

1.5 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴的制备

根据上述试验,选择成膜性最好的一组组分,加入小烧杯中,加入1.2 g甘油作为增塑剂[15],边加边搅拌,再加入1.0 g玫瑰精油调味。再将0.3 g苯扎氯胺和0.1 g利多卡因混合均匀加入取得的溶液中,搅拌1 h,静置脱气,装入瓶中。

1.6 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴性能测试和安全性评价指标建立

参照《中国药典》中的相关规定以及中华人民共和国医药行业标准YY/T 0471.3—2004接触性创面敷料试验方法,对PSC/ALG液体创可贴的防水性、止血性、成膜速度、气味性状和舒适度等方面进行评价。

2 结果与讨论

2.1 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴防水性

为了考察瑞香狼毒花多糖液体创可贴的防水性,将膜放在37 ℃的水中搅拌5 min,如图3所示,瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠膜没有溶解,这说明瑞香狼毒花多糖液体创可贴成膜后具有较好的防水性能,能够防止水进入伤口引起感染。

图3 瑞香狼毒花多糖液体创可贴的防水性能

2.2 瑞香狼毒花多糖液体/海藻酸钠(PSC/ALG)创可贴止血性

为了测试瑞香狼毒花多糖液体创可贴的止血性,在兔子的左耳进行试验,试验结果如图4所示,A1、A2、A3是苯扎氯铵和利多卡因的止血照片,从A3中可以看到,将苯扎氯铵和利多卡因涂敷受伤的兔子耳朵后,依然有血流出(图A3);B1、B2、B3是涂敷瑞香狼毒花多糖液体创可贴的止血照片,从图B3中可以看到,将瑞香狼毒花多糖液体创可贴涂敷受伤的兔子耳朵后,兔子耳朵伤口处,创可贴逐渐成膜,流血停止。这说明瑞香狼毒花多糖液体创可贴止血效果较好,能对伤口产生较好的愈合效果。

图4 瑞香狼毒花多糖液体创可贴止血性

2.3 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴成膜速度

为了考察瑞香狼毒花多糖液体创可贴成膜性及成膜速度,找了一些志愿者进行了进一步的测试,将制备的液体创可贴滴到志愿者的手背上,如图5所示,40～60 s成膜,膜也能完整地撕下来,成膜性较好。制备出的瑞香狼毒花多糖液体创可贴成膜速度快在40～60 s内就可以成膜。

图5 瑞香狼毒花多糖液体创可贴成膜速度

2.4 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴气味

因为在制备液体创可贴的时候加入了玫瑰精油所以呈现出淡淡的玫瑰花香,气味这方面可以根据不同消费人群的喜好制作出不同的气味。找10名志愿者同学闻创可贴,呈现出淡淡的玫瑰花香,连续涂抹一周,无不良反应和过敏现象。说明瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠液体创可贴安全可靠,具有淡淡的玫瑰花香。

2.5 瑞香狼毒花多糖/海藻酸钠(PSC/ALG)液体创可贴舒适度

相比于传统的创可贴,参与实验的志愿者反馈给出的评价都是很高的,涂抹到关节处,舒适度良好。

3 结论

利用甘南当周草原上漫山遍野盛开的瑞香狼毒花为原材料制备液体创可贴,对瑞香狼毒花中多糖提取工艺进行了优化,并验证了其具有较好的抑菌性能;其次,以瑞香狼毒花中提取的多糖为核心成膜材料,海藻酸钠为辅助材料,甘油为增塑剂,玫瑰精油为调味剂,负载苯扎氯铵和利多卡因,研制了一种瑞香狼毒花多糖液体创可贴;然后考察了此液体创可贴的防水性、止血性、成膜速度、气味和舒适度,实验表明,其具有较好的防水抑菌止血性能、镇痛效果和较高的机械性能,解决了传统创可贴不能贴牢、活动关节处使用不便、覆盖面积有限、撕除过程中导致的二次损伤等缺陷。同时,减少对草原生态和牲畜带来的灾难,使其变废为宝,本产品的研发给拓宽了当地藏药材的应用,为液体创可贴在临床及日常生活中的应用提供实践依据。