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海藻酸,又名褐藻酸,是一种从褐藻中提取的高分子羧酸。作为一种天然高分子材料,海藻酸及其衍生物具有良好的增稠性、成膜性和凝胶性,并具有较高的安全性和配伍性,对人体及皮肤无毒、无刺激,可生物降价,是一种优良的高分子材料。
在褐藻中,海藻酸与纤维素一样起到强化海藻细胞壁的作用。褐藻约20%的干重为海藻酸。在收获海藻之后,海藻酸的提取过程包括水洗、磨碎、用碱溶液溶解藻体内的海藻酸等工艺,通过这些过程使海藻酸与藻体分离,再用氯化钙使海藻酸以海藻酸钙凝胶的形式沉淀出来,形成的胶体经过酸洗去除内部的钙离子后与碳酸钠反应形成海藻酸钠,经过干燥、磨碎等工艺加工成工业用的海藻酸钠粉末。
图1 展示了以褐藻为原料制备海藻酸盐纤维与医用敷料的流程图。在纤维的生产过程中,水溶性的海藻酸钠溶解在水中形成黏稠的纺丝溶液,通过细小的喷丝孔挤入氯化钙水溶液后得到不溶于水的海藻酸钙纤维。以该方法制备的海藻酸钙纤维具有优良的亲水性和生物相容性,通过进一步的加工可制备具有特殊使用性能的海藻酸盐医用敷料。临床使用结果证明,海藻酸盐医用敷料具有高吸湿性、保湿性、止血、促进伤口愈合等优异性能,在伤口护理领域具有很高的应用价值及广阔的市场前景。
图1 海藻酸盐医用敷料的制备流程
如图2所示,在产品的形态上,海藻酸盐纤维通过纺织加工后可以制备非织造布和毛条两种具有不同织物结构的医用敷料。如图3所示,在用途上,海藻酸盐非织造布可以用于较为平整的创面,而毛条可用于充填腔隙。
图2 海藻酸盐无纺布及毛条
图3 海藻酸盐医用敷料的两个主要用途
海藻酸盐医用敷料主要应用于伤口的护理。日常生活中伤口的种类繁多,形成的原因各不相同,其中常见的伤口包括机械损伤、烧伤等急性创伤,以及由于血液循环不良而引起的褥疮、溃疡等慢性伤口。不同的伤口在其尺寸大小、所处的人体部位、愈合的进程等方面有很大的变化。针对各种伤口的护理要求,医疗卫生企业开发出了种类繁多的医用敷料以适应临床护理的需要,并且通过合理的临床应用,极大地改善了伤口护理过程。
一、海藻酸盐医用敷料的主要应用领域
目前,在英美及西欧市场,海藻酸盐医用敷料已经成为一种广为接受的高科技医用材料。海藻酸盐医用敷料在伤口的护理中有很广泛的应用,特别适用于有较多渗出液的伤口。对于相对干燥的伤口,临床应用时可以把敷料先用生理盐水润湿,然后覆盖在创面上。
1. 下肢溃疡伤口
下肢溃疡一般发生于行动不便的老年人。由于血液流动不畅,皮肤组织缺少必要的养分而形成溃疡。这类伤口的形成过程慢,对皮肤的生理功能的损伤大,并且由于老年人体质差,伤口的愈合过程缓慢,下肢溃疡伤口一般有较高的渗出液。作为一种吸湿性很高的医用敷料,海藻酸盐医用敷料产品特别适用于下肢溃疡伤口的护理,一般作为与创面直接接触层使用。临床应用时可以用压力绷带把海藻酸盐医用敷料固定在伤口上。
2.烧伤
烧伤的护理包括烧伤创面及烧伤供皮区,后者的创面大、表面平整,很容易与敷料粘连。采用凡士林纱布等传统产品时存在渗血多、患者疼痛、创面易感染等缺点。由于海藻酸盐医用敷料有很高的吸湿性并且在吸湿后形成胶体,它特别适用于烧伤及烧伤供皮区的护理,可以减轻去除敷料时患者的疼痛及伤口的二次出血。在使用海藻酸盐医用敷料后,用生理盐水冲洗伤口即可以把敷料从伤口上去除,为患者提供了极大的便利。
3.褥疮
与下肢溃疡伤口类似,褥疮一般流脓较多。严重的褥疮伤口上,皮肤腐烂会形成一个洞穴,海藻酸盐毛条可以被用来充填腐烂严重的洞穴型伤口。海藻酸盐医用敷料良好的吸湿性,使其特别适用于褥疮的护理。
4. 糖尿病足溃疡伤口
足溃疡伤口在糖尿病患者中较为常见,有15%~20%的患者有这种伤口。海藻酸盐医用敷料的高吸湿性和低黏合性使它们适合用于足溃疡伤口的治疗。
5. 手术伤口
海藻酸盐医用敷料有很好的止血性能,并且在伤口上形成胶体时能减轻患者的疼痛,因此适用于手术伤口的护理。在鼻腔手术中使用海藻酸钙医用敷料可以得到良好的止血效果。临床使用海藻酸盐医用敷料的结果显示,填塞及抽取时出血少,能减轻鼻腔疼痛,术后鼻腔黏膜水肿轻。
二、海藻酸盐医用敷料的疗效
海藻酸盐医用敷料独特的成胶性能在临床使用过程中产生一系列特殊的护理功效,与棉纱布等传统伤口护理产品相比具有更好的疗效。棉花、黏胶等纤维制备的传统敷料在吸收伤口上产生渗出液时,其吸收的液体被包含在纤维与纤维之间的毛细空间内,并且沿着织物扩散到伤口周边的健康皮肤,使皮肤长时间浸渍,严重时引起皮肤腐烂。与此相反,海藻酸钙纤维把液体吸收在纤维的结构中,一方面由于纤维的膨胀而具有很高的吸湿容量;另一方面,纤维的膨胀使纤维与纤维之间的毛细空间堵塞,由此阻断液体的横向扩散,产生“凝胶阻断”效果。在使伤口周边健康皮肤免受浸渍的同时,通过纤维所吸收的水分使创面保持在一个湿润的愈合环境中。临床实践证明海藻酸盐医用敷料能有效地为创面提供一个湿润的愈合环境,促进细胞的迁移和繁殖,加快伤口的愈合速度。海藻酸盐医用敷料的主要疗效如下。
1.海藻酸盐医用敷料促进伤口愈合的性能
Berven 等(2013)发现海藻酸具有细胞趋化活性,通过促进细胞的增长繁殖改善伤口的愈合速度。世界各地大量的临床研究结果显示,在伤口上使用海藻酸盐医用敷料可以有效地促进伤口的愈合。在一项对107 个患者的130 个供皮区伤口进行临床试验中,海藻酸盐敷料促进伤口愈合的时间由过去的10 天减少到7 天。另外,Sayag 等(1996)也发现在同样条件下,74%的患者在使用海藻酸盐敷料后伤口面积缩小40%,仅有42%的患者在使用传统纱布后能达到同样的疗效。
2.海藻酸盐医用敷料的止血性能
海藻酸盐医用敷料具有良好的止血性能。Segal 等(1998)研究结果表明海藻酸盐敷料敷贴在伤口上后的5min 内,即可产生止血效果。他们对几种不同结构的海藻酸盐敷料的止血性能做了详细的研究,发现使海藻酸盐敷料止血的原因主要有两个,即凝血效应和对血小板活性的增强作用。海藻酸盐敷料的凝血效应比其他纱布更好,且当纤维中含有锌离子时,敷料的凝血效应和对血小板活性的增强作用比一般的海藻酸钙敷料更好。
3.海藻酸盐医用敷料降低伤口疼痛的性能
Butler 等(1993)研究了海藻酸盐敷料在护理供皮区伤口时患者的舒适性。其发现当海藻酸盐敷料用次氯酸溶液浸润并使用在伤口上时,患者的疼痛有明显的下降。Bettinger 等(1995)也发现在用海藻酸盐敷料护理烧伤患者时,伤口的疼痛比使用其他纱布有明显的下降。
4.海藻酸盐医用敷料的抗菌性能
由于海藻酸盐敷料中的纤维在吸湿后高度溶胀,纤维与纤维之间的空间在吸湿后被压缩。如果伤口渗出液中带有细菌,它们很容易被固定在纤维与纤维之间而失去活性和繁殖能力,这是海藻酸盐敷料减少感染发生的一个主要原因。
5.海藻酸盐医用敷料的充填作用
Barnett 和Varley(1987),Dealey(1989)及Chaloner(1991)等研究了海藻酸盐医用敷料对护理深度伤口和洞穴型伤口的作用。在护理这类伤口时,海藻酸盐医用敷料的主要功能是它很高的吸湿性,能把伤口渗出液从伤口上去除,也起充填洞穴的作用。海藻酸盐敷料用于鼻内填塞也具有很好的疗效。谢民强等比较了凡士林纱条、瑞纳凝胶快速止血材料、海藻酸钙敷料和膨胀海绵的疗效,表明鼻腔胀痛率分别为87.5%、5.7%、4.3%和47.4%,取出填塞物后鼻腔再出血率为95%、8.6%、4.3%和50%。
6.海藻酸盐医用敷料降低治伤成本的性能
尽管海藻酸盐医用敷料的单位价格比传统纱布高,由于其优良的护理性能,临床上使用海藻酸盐敷料能降低护理过程中涉及的总费用。由于使用方便、性能优良,从治愈整个伤口的总成本来说,用海藻酸盐敷料比用传统纱布更经济。
Fanucci 和Seese(1991)发现由于使用海藻酸盐敷料可缩短护理时间,降低敷料更换次数,减少各种耗材的用量,并加快患者康复出院,使用海藻酸盐敷料比其他传统的纱布更经济。Motta(1989)也得到了相同的结论。
总的来说,由海藻酸盐纤维制备的医用敷料是一种具有很高吸湿、保湿性能的功能性伤口敷料。在与伤口渗出液接触后,海藻酸盐医用敷料能形成柔软的凝胶,为伤口愈合提供理想的湿润环境。临床研究证明海藻酸盐医用敷料安全、无毒,具有高吸湿性、止血性、成胶性、抑菌性,能促进伤口愈合、减少局部疼痛、减少瘢痕形成,适用于处理创面渗液和局部止血,对有中、重度渗出液及有腔隙的伤口,如褥疮、糖尿病足溃疡伤口、下肢静脉/动脉溃疡伤口、烧伤科烧伤供皮区创面及难愈性烧伤创面、肛肠科肛瘘术后创面渗血及渗液等有良好的疗效。
本文由王芳摘编自段德麟,付晓婷,张全斌,张国防 主编的《现代海藻资源综合利用》(科学出版社.2016.06)一书第六章,内容有删节。
ISBN 9787030485366
我国海藻资源丰富,是世界上最大的海藻生产国。二十世纪形成的海藻工业主要为海藻食品、海藻多糖、碘、甘露醇等,海藻药物的开发刚刚起步。近10 年来,随着我国社会、经济的迅速发展、科学技术的进步,海藻中许多新成分也不断被发现,其活性得以更好地认识和开发,海藻在食品、化工、药品、生物材料、肥料、饲料、能源等各领域的应用日渐广泛,取得许多成绩和效益,为国家的社会、经济发展,发挥了重要贡献。《现代海藻资源综合利用》一书的出版,将全面向读者展示海藻资源利用的最新研究及产业化进展。本书适合海藻加工及资源综合利用专业的学生、教师、科研人员及企业人员学习使用。
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