评价含银敷料中银离子释放的体外创面模型的建立

1 山东省医疗器械产品质量检验中心 （山东 济南 250101）

2 山东省药学科学院 （山东 济南 250101）

内容提要： 本文建立的含银敷料银离子释放体外创面模型，可模拟不同伤口创面类型。通过测量含银敷料与模拟伤口渗出液接触后，不同时间点内定量测定的银离子释放量及释放曲线的体外试验，科学直观地反映出敷料产品中释放的银离子有效成分、及累积离子量。通过动态测定含银敷料模拟临床使用状态下银离子的释放量，银离子的释放量直接反映了敷料的抗菌性能，因此本模型可有效评价含银敷料的安全性和有效性。

创面也称为伤口或者创伤，是正常皮肤(组织)在外界致伤因素或人体内在因素等作用下导致的损害，常伴有皮肤和人体组织损伤和连续性破坏完整性的破坏。根据愈合过程，可分为急性创面（切割伤、手术创面等）和慢性创面（如糖尿病溃疡、静脉性小腿溃疡等）。伤口感染是造成伤口延迟不愈的一个重要原因。创面的正确处理是外科手术治疗成败的关键, 而创面良好的愈合是创伤后人体功能康复的前提。加快创面愈合的研究中，对创面敷料的开发研制尤其重要。

敷料是覆盖于创面，为创面提供机械保护屏障，用于吸收或引流伤口分泌物的材料，其通过控制创面的微生物环境，直接或间接促进伤口愈合。医用敷料种类繁多，除传统的纱布、棉垫敷料等，近年来随着对“湿润伤口愈合”理论的认可，各类合成敷料、生物敷料等多种功能化、多样化的新型敷料得到广泛应用，如各类泡沫敷料、藻酸盐敷料。其中含银敷料由于其释放的银离子产生抗菌作用，具有良好的抗感染、促进伤口愈合功效，已在国内得到广泛临床应用。

1.含银敷料银离子释放模型的构建及应用

含银敷料以敷料为主，一般通过物理吸附或离子交换作用等方法,将含银物质负载于敷料基材。含银敷料吸收伤口渗出液后，释放银离子杀灭细菌、真菌及其他病原体，而获得抗菌性。理想的银离子释放应该是匀速、持续的。敷料基材的材料、组成及结构型式，含银物质的化学结构、含银量及其在基材中分布的均匀性，决定银离子释放量、释放速率及释放曲线，这些因素将影响银离子在体内吸收及分布代谢，反映含银敷料抗菌性能有效作用程度。因此怎样科学有效设计以上影响因素，对评价含银敷料抗菌性至关重要。

可通过体内和体外试验评价含银敷料的抗菌机制和有效性。体内试验如临床评价及动物试验，这两种方法成本高，周期长，且因试验对象的个体原因及创面差异等因素，重复性差，不能进行客观有效的结论。

本文建立的含银敷料银离子释放模型，目的是用来评价作为释放银离子的供体（即含银敷料）持续向模拟创面的“接受介质”释放银离子的情况。临床创面类型的多种多样，创面渗出液有少量、中量和大量，为充分模拟创面实际情况，本文建立了两类模型，即：饱和状态下评价模型（适用于大量渗出液的创面）和不饱和状态下评价模型（适用于少量、中良渗出液的创面）。

1.1 饱和状态下的评价模型（模型1）

模型1适用于有大量渗出液时伤口创面，是评价敷料吸收创面渗液后处在达到吸收饱和状态（即湿态下）的银离子释放的模型，可最大程度模拟临床创面实际状态。模型基本结构见图1。

1.1.1 敷料预湿

试验前将供试含银敷料裁剪成适宜大小的圆形（如图1所示），放入试验杯体前，用试验液将敷料进行预湿处理。预显敷料一是使其处于模拟伤口环境，二是使试验时不同敷料下的试验液的量保持一致。

预湿时加液量的确定：取3片敷料，分别称重，放入带37°C水的烧杯中，37°C干燥箱中保持30min，使其吸收水至饱和，用镊子夹住一角，悬垂30s,再称重，两次称重之差是该敷料的最大液体吸收量。

预湿水平的确定：试验前根据不同试验目的，及敷料适用伤口类型，用敷料的最大液体吸收量算出不同湿度程度（如75%, 50% 和 25%），向试样上加预期量的试验液。试验结果表明，预湿程度越高，银离子释放量也越高。

1.1.2 应用试验

试验温度：35°C，模拟人体伤口创面温度。

试验时，敷料创面接触面向下放入试验杯内开孔处，盖上压块，使敷料不会漂浮，并使敷料与培养基之间无气隔。从加液孔加入适量试验液，试验液离子含量相当于人体血清或创面渗出液（氯化钠和氯化钙的溶液，含142mmoL钠离子和2.5mmoL钙离子）。

根据不同试验目的，制备试样，设置不同的试验时间，如1h、2h、3h、4h、8h、12h、24h、48h等。在不同时间点取出试验液，消解处理后，用原子吸收法（AAS）测定试验液中释放出的银离子浓度。

1.2 不饱和状态下的评价模型（模型2）

模型2适用于有少量、中量渗出液的伤口创面，是评价敷料吸收创面渗液后处在未饱和状态下（即干态或半干态）的银离子释放的模型。通过建立一个创面模型，即一种模拟创面的纤维蛋白凝块，用于评价敷料与创面的接触，可最大程度模拟临床创面的实际状态。模型基本结构见图2。应用试验如下。

图1. 饱和状态下的评价模型1示意图（注：1.试验杯，可多次使用，用前在70%酒精振摇清洗，干燥至少1h；2.加液孔，带盖板，可取下添加试验液，试验时密闭防止液体挥发；3.压块，50mm×50mm×5mm的不锈钢块，重量约为98g；4.含银敷料；5.试验液。）

图2. 不饱和状态下的评价模型2示意图（注：1.压块，50mm×50mm×5mm的不锈钢块，重量约为98g；2.含银敷料；3.培养盘：直径为40mm，材质为聚甲醛或聚苯乙烯，内部开孔（孔径20mm，深度3mm），形成腔体积约为1mL的有底的盘形物；4.模拟创面。）

模拟创面：取纤维蛋白原3g，加入到牛血清白蛋白（BSA）磷酸盐缓冲液中，使纤维蛋白原浓度为30mg/mL，再取该溶液10mL，分别加入到培养盘中，然后各加入凝血酶1mL，迅速混匀。将混合物置（37±2）°C下1h，然后室温冷却 1h，使纤维蛋白凝块形成并凝固，即形成模拟创面。

如图2所示，将敷料放在培养盘内形成的模拟创面上，加压块，放入一个封闭容器中。

如需要，将敷料预湿（同1.1.1）。根据不同的试验目的，待敷料与模拟创面接触一定时间后，如1h、2h、3h、4h、8h、12h、24h、48h等，更换新的模拟创面，消解被更换下的模拟创面，用原子吸收法（AAS）测定试验液中释放出的银离子浓度。

1.3 结果表述

以不同时间点内定量测定的银离子释放量为横坐标，时间为纵坐标，可以得出含银敷料银离子体外试验释放曲线（见图3）。

2.模型的作用及意义

本文建立的两个不同状态下的体外试验模型，可分别模拟临床中不同类型的创面类型，最大程度模拟伤口渗出液量少量及大量的不同状态，最接近临床上含银敷料中银离子的实际释放情况。

通过该模型试验得出含银敷料银离子体外试验释放曲线，能科学直观反映出敷料产品中释放的银离子有效成分、累积离子量，可动态评价敷料模拟临床不同使用时期银离子的释放量，从而反映出含银敷料的抗菌性能，并由此可有效评价含银敷料的安全性和有效性。通过模型应用试验可以得出对含银敷料的抗菌功能的客观评价结论：①敷料产品声称的银离子含量与释放量没有相关性，即与抗菌性能的高低没有相关性；②不同敷料中银离子的释放量与抗菌性能有相关性，释放量越高，表明抗菌性能越好。

图3. 银离子体外试验释放曲线示例

评价含银敷料中银离子释放的体外模型，尤其适用于敷料开发研制阶段，在敷料基材的选择，含银物质的化学结构、添加量，与基材作用方式及其分布的均匀性等方面，都可使用本模型进行比较试验，根据预期值合理调整工艺及产品组份配方。同时也适用于不同含银敷料产品间的抗菌性能进行横向比较。

与动物体内试验或临床患者试验相比较，银离子释放体外模型克服了动物体内试验客观影响因素多，重复性差，成本高且不能定量评价等诸多不利因素。评价成本低、试验周期短、重复性好、数据结果直观、清晰，具有较好的经济性和适用性。