新型高性能医用抗菌敷料的发展,新型医用敷料的概念是什么？...

1、新型高性能医用抗菌敷料的发展，新型医用敷料的概念是什么？.一、概述敷料，即使用于伤口外的覆盖物，在伤口愈合过程中可以替代受损皮肤起到暂时性的保护作用，避免或控制伤口感染，提供受创体表适合的愈合环境。为了提供良好的伤口愈合环境、减少疤痕、并且增进使用者的舒适度，近年来新型医用敷料逐渐地取代仅能提供最简单的隔离保护作用的传统敷料。新型医用敷料一般统称为高阶敷料，根据FrostSullivan 市调公司的分类来说，主要可分为4 大类：湿 润 敷 料 (moist wound dressing) 、 抗 菌 敷 料 (antimicrobial dressing) 、 主 动 性 敷 料 (activ

2、e wound dressing) 和 负 压 治 疗 用 敷 料 (negative pressurewound treatment) 。为什么会产生这么多高 阶敷料呢？20 世纪后期，科学家们发现伤口环境对伤口愈合起着至关重要的作用，其中有 2 个重要的发现：Odland 在 1958 年首先发现被保持完整的水泡的伤口比水泡破裂的伤口愈合的速度要快；Winter 在 1962年发表湿润愈合的概念，他以猪皮做实验，用高分子薄膜保护伤口，发现伤口在适度湿润的环境下其细胞再生能力及游移速度较快，其复原速度比在完全干燥的环境下快1倍以上。Hinman及Maibach在1963年报道了同样的实验结果

3、，这2 个重要的发现标志着湿润环境合理论的诞生。1970年Rovee等人的人体实验证实湿润伤口上皮细胞移行增生的速度较快，能加速伤口的愈合，于是湿润伤口愈合(moist woundhealing ，MWH)!念开始被广泛接受。除了一些新的医疗观念的建立之外，新型医用敷料也应该为患者节省护理费用。因此，要考虑其中的经济因素，包括敷料本身的成本和价格、住院时间、护理时间、辅助材料的数量、伤口愈合的质量等。例如，在美国采用组织工程制备的人工皮肤护理一个腿部溃疡伤口的年费用是20,041 美元， 而用传统材料护理则需要27,493 美元。 从中可以看出新型医用敷料的经济价值。新型医用敷料产品将会大为缩

4、短人们康复的时间。虽然疗效较好的医用敷料使用成本较高，但是它们可以缩短伤口愈合时间，从而减少医用敷料总需求量，并大大减少在护理过程中所消耗的时间以及各种辅料的消耗量。因此，对于消费者而言，采用新型敷料总的医疗成本比疗效差的医用敷料要节省很多。随着世界人口的老龄化，与老年人密切相关的褥疮、溃疡等慢性伤口护理在西方成为一个日益严重的卫生问题，世界医疗卫生领域越来越重视研发高科技医用敷料。在发达国家政府部门的鼓励下，许多大的卫生材料公司对此投入巨大财力和物力，相继推出了一系列使用更方便、性能更优良的高科技医用敷料。目前，绝大多数创口均可用人工合成物质制成的敷料代替动植物原料的敷料。所以至此各类的高阶

5、敷料开始百花齐放。本文则是以抗菌敷料为主来说明。根据Frost Sullivan 的市场分析，银制抗菌敷料占整体抗菌敷料市场的70%,为主要抗菌敷料产品（如图 1 所示） ， 因此银制抗菌敷料在未来势必会在抗菌敷料市场上占有一席重要的地位。二、高阶敷料市场分析全球伤口敷料材料学术研究与医疗产业之蓬勃发展，除归功于材料科技产业之进步及创新外，更与全球人口高度成长且高龄化趋势息息相关。根据FrostSullivan 的统计， 2003年全球伤口敷料材料的市场规模约为 480 亿美元，美国为最大市场占52，其次为欧洲的25，而日本则占13。另外值得注意的是，日本是全球人口老龄化最为严重的地区，其生物

6、医用材料市场未来更有成长潜力。2006年欧洲老人比例已经占总人口比例的40%以上，换言之， 整个欧洲有8 000万以上的人口属于老人。因此全球新型医用敷料的主要市场在美国、欧洲、 日本等国家和地区，每年以 10%以上的速度增长。先进敷料市场发展，根据Espicom BusinessIntelligence 的统计，2007 年全球伤口照护市值约100 亿美元，其中先进伤口照护约占46 亿美元，并以2 位 数 的 速 率 成 长 (EspicomBusiness Intelligence,2008) 。根据 FrostSullivan 的市场调查， 2008 年西欧国家的先进敷料市场(advan

7、cedwoundmanagement market) 约为 15.2 亿美元，根据BCCResearch 的调查，2008 年美国的先进敷料市场约为35 亿美元。整个欧盟面临人口老龄化问题，健康护理消费自然不断攀升，这也迫使欧盟政府在健康护理方面实施更加严格的措施。医院方面试图缩短病人的住院时间，减少部分治疗项目。另外，在医疗费用退还政策上也有重大改变，政府及保险公司要求更加严格的医疗产品价格证明，否则不予退还相关医疗费。这些都迫使欧洲扩大对新型医用敷料的需求。可以预见的是，随着抗菌性材料和生物材料的应用，欧洲市场上传统创面敷料产品将逐渐减少，而功能性医用敷料，如水凝胶、水胶体、泡沫敷料、透明

8、敷贴等将强势增长。西欧先进敷料厂商的市场占有率见图2 所示。根据图2， FrostSullivan 在 2009年的调查研究中，施乐辉( Smith Nephew) 、莫尼克(Molnycke) 、康乐保( Coloplast ) 、康维德(ConvaTec) 、铠唏尔(KCI) 及强生( J J ) 6 家主要竞争厂商，约囊括先进敷料市 场 9 成的占有率。银制抗菌敷料占整体抗菌敷料市场的7 成市场占有率为主要抗菌敷料产品，银制抗菌敷料在未来势必 会占有一席重要的地位。若单独就美国整体抗菌敷料市场而言，2005 年美国的抗菌敷料市场值为7,540 万美元。目前美国在抗菌敷料市场的厂商及产品有

9、：ConvaTecTM(AquacelTM-A g ) 、 Tyco( KerilxAMD Rolls ,KerlixAMD Super Sponges) 、 SmithNephewTM (Acticoat TMproductline , Iodoflex , Iodosorb ) ， 另外还有如3MTM、 JJTM、 AcryMedTM、 Coloplast TM等公司亦有生产相关抗菌敷料产品。根据SmithNephew公司2010年的财报中也显示出目前各家抗菌 敷料的市场占有率见图3 所示。三、银敷料技术的发展自从磺胺银Silver sulfadiazine (SSD) 开始使用在烧伤伤口

10、后，其中的银离子被缓慢释放出来，起到了抗菌的作用。许多研究证明，纯银离子的抗菌性能比银的复合物强，且复合物较容易产生细胞的毒性。银离子能在一定的程度上促进伤口的愈合。目前所使用的SSD药膏融化太快，银离子释放迅速，常需要半 天就需要更换一次SS囱膏与纱布，比较适合住院的 患者使用。而且保水性极差，需要外加厚重的纱布吸收渗出的液体，病人活动受限制。在磺胺银开始大量被使用后，银残留对人体的安全性开始被许多人研究，在研究中指出，烧伤病人利用 SSD药膏来治疗，若超 过100(!g / L ,则会在尿液中发现被排出。故又发展 出新的含银医用敷料，其中的银化合物能在伤口上持续地释放银离子。因此可以说含银

11、敷料的发展主要是为了应用在烧烫伤病患的治疗上，但是后续各个厂商所开发的技术不断的翻新，扩展了含银敷料的使用范 围。Johnson Johnson 推出的 Actisorb 是第 1 个采用木质素的活性碳来制作伤口敷料的产品，产品开发之初主要是做为用来消除伤口的异味，随后该公司在木质素的活性碳中加入了银离子成为Actisorb Plus是第 1 个成功采用银离子并取得商业成功的医用敷料。2000 年改名为Actisorb Silver220 ，但杀菌力不够，根据学术上的讨论推测可能是银含量(2.7mg /100cm2) 过低以及释放的银离子无法传递到伤口床所导致，但无明确的直接证据证明。同时也有

12、其他的学术文献指出，银含量的多寡并非产品对抗菌性有直接的关联。其产品的特点是含有活性碳，可控制异味。但由于杀菌能力及使用的方便性不如预期，在各个国际文献上常 被 拿 来 当 成 对 照 组 进 行 比 对 。 目 前 Johnson Johnson公司已将伤口敷料部门转售给 Systagenix公 司。Smith Nephew 利用 Silcryst 纳米银科技做出第1 块 Acticoat 抗菌银敷料，Acticoat 主要是在一聚乙烯塑料膜上利用真空镀的方式，镀上1 层纳米级银颗粒所形成的薄膜，其含银量达到105mg /100cm2,结构上是由2 层溅镀纳米银薄膜的聚乙烯塑料膜中间夹着一层

13、聚酯纤维组成的非织物所构成。在与水分接触后，聚乙烯塑料膜上的纳米银开始释放出来银离子,在敷料的内部和表面起到杀菌作用。这也是目前市面上少数宣称纳米级银颗粒的敷料有通过美国食品药物监督管理局认可的产品之一。但是在临床使用上由于需要加水使用，因此会造成使用者的不便。由于Acticoat 系列产品是由聚乙烯塑料膜与聚酯纤维的非织物所组成，因此在使用过程中若水分蒸散速度过快而又没有进行补充时，敷料容易造成伤口床过度干燥，甚至有可能发生沾黏的现象，换药过程中易导致愈合的伤口床再次发生伤害。而 Acticoat 系列产品另一项令人诟病的问题就是在长期使用的状况下会造成皮肤的变色，这也是所谓的银中毒现象(A

14、rgiria) 。Argyria 是银堆积在结缔组织、平滑组织、腺体内及真皮的乳头层，皮肤、指甲会使之呈现蓝色。虽然目前没有任何的证据显示出Argyria 会造成人体组织及细胞的伤害。而Smith Nephew 在受到各家抨击时，其与医院进行合作，发表了人体的临床报告表示烧伤病人使用A c t i c o a t 九天后，其血清银浓度达到56.8 tig / L ,停止使用6个月后，银血清浓度降为 0.8(1 g/L。Medline 公司生产的Arglaes 主要成分是海藻酸粉末和磷酸钙银。是第1 个含银的海藻酸粉末敷料，敷料与渗出液接触后，由于海藻酸盐颗粒吸收水分而形成胶体，而银化合物在与水

15、接触后，5 天内持续有效地释放银离子，为高渗出伤口、深层感染伤口的愈合提供良好的愈合环境。此为第1 个将海藻胶与银离子混合的产品。至此，各类的海藻酸含银敷料开始各家争鸣， 由于海藻胶可以具有保持伤口湿润性的功能，符合现在的湿式伤口床理论，而银离子的存在则可以进 行 有 效 地 控 制 感 染 及 预 防 感 染 ， 目 前 SmithNephewtil有生产类似的相关产品Acticoat Absorbent , 该产品具备nanocrystalline silver 系列敷料的优点，它是由高吸湿性的高 M型海藻酸钙纤维与纳米银颗粒 结合而成, 具有快速杀菌、快速形成凝胶、易清除、 高吸湿等特点

16、。载银敷料与伤口渗出液接触后, 能提供伤口快 速 愈合 的 良 好 环 境 。NobleFiberTechnologies(LLC) 公司利用其发明的X - STATIC抗菌技术，推出自己的产品SilverSeal )同时授 权Johnson Johnson公司利用X-STATIC离子银技术推 出SilverCel TM的复合抗菌产品，其结合银的广谱抗 菌性能和海藻酸纤维的高吸湿性达到多重的效果。当 然除了这2 项产品之外还有许多含银的藻酸钙敷料产品在市面上推广与贩卖。另一家有生产类似于藻酸钙敷料产品的ConvaTec 公司在 1992 年推出 Aquacel 这项产品后，于 2002年将发展

17、出来的离子银技术加到Aquacel 上，推出当时 市 场 上 最 佳 的 抗 菌 复 合 敷 料 AquacelA g。 Aquacel Ag 是由含 1.2%氯化银的carboxymethylcellulose( CMC) 非 织 造 布 制 备 的 ， 银 含 量 为 8.3mg/100cm2。该敷料具有很强的吸湿性。在与伤口 渗出液接触后，产品最高可吸收自身质量22 倍的水分而形成胶体，这些胶体会与羧酸结合，其中的银离子可持续释放出来而起到抗菌作用。此款敷料在接触渗液后会释放银离子，达到破坏细菌与细胞膜之杀菌效果。其甲基碳化钠纤维素可锁住渗液形成凝胶，除可维持伤口适宜的湿润外，并可使坏死

18、组织软化，以协助自体溶解。由于比 Acticoat 有更好的吸收渗液的效果， 虽然其含银量比Acticoat 低， 但仍大量的席卷抗菌敷料的市场。但部分医疗护理人员仍会抱怨在使用上若伤口床渗液量不高时会有沾黏状况产生，而当渗液量过高时，产品所形成的凝胶会分解成小块状，造成不易清理的现象。尽管如此，Aquacel Ag仍占有极 大比例的高阶伤口敷料市场。1998 年 ， 美 国 Argentum Medical,L.L.C. 的 Silverlon 通过美国FAD的认证，目前大多是军方单 位的采购，其工艺技术主要是在尼龙纤维 ( Nylonfiber ) 上利用含浸方式，使银颗粒附着在纤维表面。

19、含银量最高，达546mg /100cm2,其含银的表面积比Acticoat 大 50倍，然而，根据研究，其抗菌能力还是输于其他含银量较低的相关产品。但Silverlon 也是目前市售抗菌敷料产品少数进行疼痛度测试的产品，佛罗里达大学的外科学系从2009 年的7 月到 2010 年的 4 月进行了110 个病人临床试验，结果显示含银的尼龙伤口敷料可以有效地减轻伤口疼痛感（图 4） 。Coloplast 在自家生产的传统水胶体敷料中加入含银化合物，与水分接触后释放出银离子，产品为Contreet hydrocolloid 。接着又把自己的泡棉敷料Biatain 加上银离子，以此制成含银泡棉敷料，利

20、用产品本身带正电银离子对微生物、真菌及部分病毒有高度毒性，可抑制其生长，达到抑菌作用，产品为ContreetFoam。 2008 年，Contreet 改名为 Biatain Ag。Coloplast 有进行相关的临床测试报告显示，该产品含银量为85mg/100cm2。使用在皮肤慢性溃疡病人连续使用 4 星期，其血中的银量与控制组并无显著上的差异， 藉此来宣告ContreetFoam 不会造成任何银离子在人体中的残留现象。生产含银泡棉敷料的厂商还有德国的 M lnlycke ，其利用泡棉第一大厂的优势，将硫酸银 （silver sulphate） 结合自家生产的泡棉敷料，制做出具抗菌性并能持续7 天释放银离子的MepilexAg,其含银浓度达120mg/100cm2也是目前市面上少数直接将自黏胶涂布在敷料表面的新型医用敷料产品。很明显的以上介绍的产品都是由西方国家所生产制造的， 在 2010年身处亚洲台湾的科云生医科技股份有限公司 （以下简称“BCT”）推出了自行研究开发的含银敷料一一BCTB菌敷料KoCarbonAg目前为止也已经取得了11 个国家的产品专利，尚有10 个国家的专利正在审查中。BCT所开发的含银敷料主要是以由人工纤维制成的活性碳纤维为基底，并且在表面上利用连续含浸方式与高温裂解处理让细微的银颗粒均匀的负载在活性碳纤维的表面，其含银量仅有10mg/1