CN100381110C - 可展开的止血剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可展开的止血材料，其包括壳聚糖纤维，且在该壳聚糖纤维上沉积有止血性微孔多糖微球。该止血材料适用于控制动脉和静脉破口的活动性出血、封闭股动脉穿刺及控制组织渗血。

Description

可展开的止血剂

相关申请

本申请要求2004年6月16日提交的美国临时申请第60/479097号，及2003年12月19日提交的美国临时申请第60/531362号的优先权。

发明领域

本发明涉及可展开的止血材料，其包括壳聚糖纤维，且在该壳聚糖纤维上沉积有止血性微孔多糖微球。该止血材料适用于控制动脉和静脉破口的活动性出血、封闭股动脉穿刺及控制组织渗血。

发明背景

手术操作和外伤通常有大量血液流失的现象。处理血液流失的常规方法如手法按压、烧灼或缝合比较耗时，且并不总是能有效地控制出血。

多年来，已经开发了众多局部止血剂来控制手术过程中和来自外伤伤口处的出血。某些止血剂，如胶原质为基础的粉末、海绵和织物都具有微粒特性。微粒型的止血剂为自然的血栓形成提供了网格，但不能在凝血病患者中增强这一过程。微纤维状的胶原质(微粒型止血剂)为粉末形式，并刺激患者内在的止血剂级联反应。然而，据报道这种试剂会形成栓塞，并且如果在心肺分流术(bypass)中使用时会诱导局部炎性反应。如凝血酶的药理学活性试剂可以和微粒载体结合使用，例如用凝血酶浸泡的明胶海绵或粉末。凝血酶已经被用于控制弥漫性出血的组织表面的出血，但由于缺乏可供凝血块附着的框架而限制了其用途。同源和异源的纤维蛋白胶可引起凝血块的形成，但不能良好地附着在湿润的组织上，因此对活动性出血的伤口的作用很小。

发明概述

迫切需要一种可生物吸收的止血材料，其具有出众的止血作用，并可制成多种适用于控制各种伤口出血的形式。同时，还需要同时适用于手术应用和外伤区域治疗的止血材料。例如，在血管手术中，出血是个很大的问题。在心脏手术中，多重血管吻合和套管插入位点复合体外分流术诱导的凝血病可导致出血，且这种出血只能通过局部止血钳来控制。在脊椎手术过程中快速和有效的止血，即对骨、硬膜上和/或硬膜下出血，或不适于进行缝合或烧灼的脊髓的出血进行控制，可以使伤害神经根的可能性最小化，并缩短操作时间。在肝脏手术中，例如在活供体肝移植过程中或癌性肿瘤摘除过程中，有较高的大量出现的风险。有效的止血材料可以显著提高这类过程中患者的安全性。甚至在没有大量出血的条件下，也需要有效的止血材料，例如在牙科操作如拔牙中，或用于擦伤、烧伤等等。在神经外科中，渗血的伤口是非常常见的，并且难以处理。

因此，本发明的第一实施方案提供了止血材料，该材料包括沉积在止血基质上的止血剂，其中该止血剂包括微孔多糖微球，且该止血基质包括壳聚糖。

在该第一实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括纤维。

在该第一实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括泡芙。

在该第一实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括非纺织织物。

在该第一实施方案的一个方面，所述止血材料包括多个壳聚糖纤维层。

在第二实施方案中，提供了控制静脉破口、静脉穿刺、动脉破口或动脉穿刺处的出血的方法，该方法包括将止血材料应用到所述破口或穿刺处从而控制出血，该止血材料包括沉积在止血基质上的止血剂，其中所述止血剂包括微孔多糖微球，且所述止血基质包括壳聚糖。

在该第二实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括纤维。

在该第二实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括泡芙。

在该第二实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括非纺织织物。

在该第二实施方案的一个方面，所述止血材料包括多个壳聚糖纤维层。

在第三实施方案中，提供了控制伤口渗血的方法，该方法包括将止血材料应用于所述渗血的伤口从而控制渗血，该止血材料包括沉积在止血基质上的止血剂，其中所述止血剂包括微孔多糖微球，且所述止血基质包括壳聚糖。

在该第三实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括非纺织织物。

在该第三实施方案的一个方面，所述壳聚糖包括海绵。

在该第三实施方案的一个方面，所述止血材料包括多个壳聚糖纤维层。

在该第三实施方案的一个方面，所述伤口包括瘤床。

在该第三实施方案的一个方面，所述伤口包括肝脏伤口。

在该第三实施方案的一个方面，所述伤口包括脑部伤口。

附图的简要说明

图1所示为被止血微孔多糖微球压紧的血红细胞。

图2显示了开放系统中止血微孔多糖微球与水接触时的膨胀能力。

图3所示为用止血海棉封闭股动脉穿刺口。将充满止血微孔多糖微球的可膨胀、可吸收、生物相容的壳聚糖海棉放置在经皮肤切口的所述穿刺伤口上。所述止血海绵膨胀，并保持其自身位置抵靠所述动脉血管壁，从而封闭所述穿刺口。

图4所示为从虾废物中提取壳聚糖的过程示意图。

图5所示为制备壳聚糖纤维的设备的示意图。

图6所示为包括交替的壳聚糖纤维层和止血粉层的分层止血材料的示意图。

优选实施方案的详细说明

以下描述和实施例示例性地对本发明的优选实施方案进行了详细说明。本领域所属技术人员可以理解，本发明范围应包含本发明的众多变体和修改。因此，这些对优选实施方案的说明不应视为对本发明范围的限制。

止血

止血是指阻止出血，其可以通过正常血管收缩、非正常的阻塞、凝结或手术方式来实现。通过凝结来止血依赖于血浆凝聚和纤维蛋白、血小板及血管系统的复杂相互作用。止血作用有三类：初级止血；二级止血和三级止血。

初级止血定义为形成初步的血小板栓塞。其涉及血小板、血管壁和von Willebrand因子。血管壁受伤后首先发生血管收缩。血管收缩不仅延缓了向血管外的血液流失，并且降低了局部血液流速，促进了血小板对暴露的内皮下表面的粘附，以及凝结过程的活化。初级血小板栓塞的形成包括血小板粘附、其后的血小板活化然后聚集形成血小板栓塞。

在血小板粘附中，血小板粘附到暴露的内皮下。在诸如微血管系统的高剪切率的区域中，这由von Willebrand因子(vWF)来介导，其与血小板膜中的糖蛋白Ib-IX结合。在诸如动脉的低剪切率的区域中，纤维蛋白原通过结合到血小板受体介导了血小板对内皮下的结合。血小板到血管壁的粘附将其活化，引起血小板变形，从而活化其表面的胶原质受体，以释放出α和密集的颗粒状组分。所述活化的血小板还合成并释放凝血素(thromboxane)A2和血小板活化因子，其为强力的血小板聚集激动剂和血管收缩剂。

血小板聚集包括活化、募集和其它血小板的结合，这些其它血小板结合到所述粘附的血小板上。诸如凝血素2、PAF、ADP和5-羟色胺的血小板激动剂可促进这一过程。凝血级联作用中产生的另一种血小板激动剂凝血酶可加强这种活化。血小板聚集主要由纤维蛋白原介导，该纤维蛋白原结合到相邻血小板上的糖蛋白IIb/IIIa上。这种聚集导致形成初级血小板栓塞，而纤维蛋白的形成则使这种聚集更加稳定。

在二级止血中，在凝血级联反应中形成了纤维蛋白，其涉及循环凝血因子、钙和血小板。所述凝血级联反应包括三种途径：内在、外在和通用途径。

所述外在途径涉及组织因子和因子VII复合物，其活化因子X。所述内在途径涉及高分子量的激肽原、激肽释放酶原和因子XII、XI、IX和VIII。因子VIII充当因子IX介导的因子X活化的共作用因子(与钙和血小板磷脂)。所述外在途径和内在途径在因子X的活化上会合。所述通用途径包括因子X介导的从凝血酶原到凝血酶的转化(因子V、钙和血小板磷脂对其有促进作用)，以及从纤维蛋白原产生纤维蛋白。

引发凝血的主要途径是外在途径(因子VII和组织因子)，而内在途径使凝血级联反应放大。通过外在途径借助组织因子的产生/暴露来引发凝血级联反应。组织因子由内皮细胞、内皮下组织和单核细胞表达，且表达被细胞因子上调。随后组织因子结合到因子VII，且该复合物使因子X活化。其后，在因子V、钙和血小板磷脂存在下，因子X将凝血酶原活化为凝血酶。这一途径迅速被称为组织因子途径抑制剂的脂蛋白相关的分子所抑制。然而，由这一途径产生的少量凝血酶使所述内在途径的因子XI活化，其使凝血级联反应扩大。

由所述外在途径产生的少量凝血酶将凝血级联反应放大。这种凝血酶通过因子XI和VIII的活化将所述内在途径激活。活化的因子IX与活化的因子VIII、钙和磷脂一起被称为X酶(tenase)复合物，其使因子X的活化放大，产生大量凝血酶。进而，凝血酶将纤维蛋白原裂解形成可溶的纤维蛋白单体，随后这些单体自发聚合形成可溶性纤维蛋白聚合物。

凝血酶还使因子XIII活化，其与钙一起作用使所述可溶性纤维蛋白聚合物交联，并使其稳定，形成交联的纤维蛋白。

三级止血定义为纤溶酶的形成，该酶是引起纤维蛋白溶解的主要的酶。在凝血级联反应活化的同时，从内皮细胞释放出组织纤溶酶原活化剂。组织纤溶酶原活化剂与凝血块内的纤溶酶原结合，将其转化为纤溶酶。纤溶酶可同时分解凝血块内的纤维蛋白原和纤维蛋白，释放出纤维蛋白和纤维蛋白原的降解产物。

优选实施方案提供了与止血系统反应来治疗或预防出血的组合物和材料。特别地，该优选实施方案的组合物和材料引起血液的凝结。

在以动脉或静脉出血为特征的损伤治疗中，以及控制出血有困难的手术过程中，例如大表面积、重度静脉或动脉出血、渗血伤口及器官破裂/切除，特别需要将止血剂有效地输送到伤口。优选实施方案的组合物和材料在将止血剂输送到伤口方面拥有诸多优点，包括但不限于容易应用和移除、生物吸收的可能性、缝合性、抗原性和组织反应活性。

根据伤口的特性和所采用的治疗方法，可将优选实施方案的装置制成各种形式。例如，优选采用泡芙(puff)、毛绒或海绵形式来控制动脉或静脉的活动性出血，或控制腹腔镜操作过程中的内部出血。在经常遇到渗血性脑部伤口的神经外科手术中，优选片状形式的止血材料。然而，在肿瘤手术中，特别是肝脏手术中，优选采用片状形式或海绵形式的止血材料，将其放置在瘤床内或上来控制渗血。在皮肤病应用中，优选片状形式。在闭合血管穿刺时，通常优选泡芙或毛绒形式。在某些应用中优选缝合线形式，尤其是微缝合线形式。无论所述各种形式在输送和操作特性上有何不同，这些装置中每一种都可有效地将止血剂施加在作用位点，并通过血小板粘附、血小板活化和血液凝结迅速引发止血栓塞的形成。

在优选实施方案中，将止血剂沉积在止血基质上。特别优选的实施方案采用可生物吸收的微孔多糖微球作为止血剂沉积在壳聚糖止血基质上。可采用任何适合的方法来将止血剂沉积到基质上，将止血剂粘附到基质上，或将止血剂结合入基质内。

止血剂

可将任何适合的止血剂沉积在优选实施方案的基质上。然而，在特别优选的实施方案中，所述止血剂包括可生物吸收的微孔多糖微球(例如由Waukesha的Emergency Medical Products，Inc.，WI销售的TRAUMADEX^TM)。所述微球具有微-重复(micro-replicated)的多孔渠道。该微球的孔大小促进了水吸收和血液中的白蛋白、凝血因子和血液中其它蛋白和细胞组分的超浓缩。该微球还影响了血小板的功能，并促进纤维蛋白的形成。此外，相信该微球加速了凝血作用的酶反应速率。当通过直接、加压应用到活动性出血伤口时，所述颗粒充当分子筛来从血液中分离液体。该颗粒控制的多孔性可排除血小板、血红细胞和大于25,000道尔顿的血清蛋白，随后这些物质在所述颗粒的表面浓缩。这种分子排阻特性在颗粒表面产生了高浓度的血小板、凝血酶、纤维蛋白原和其它蛋白，产生了成凝胶作用。

所述凝胶化的聚集的细胞和组分加速了正常的凝固级联反应。该密集的蛋白-细胞基质内产生的纤维蛋白网络紧密地粘连到周围的组织。所述成凝胶过程在几秒内开始，而所得凝块异常坚韧，通常与所述微粒一起破碎。图1显示了被微孔多糖微球压紧的血红细胞。

优选实施方案中可采用的其它适合的止血剂包括但不限于凝固因子浓缩物、重组因子VIIa(NOVOSEVEN)、alphanate FVIII浓缩物、bioclate FVDI浓缩物、monoclate-P FVIII浓缩物、haemate P FVIII、von Willebrand因子浓缩物、helixate FVIII浓缩物、hemophil-M FVIII浓缩物、humate-P FVIII浓缩物、

猪FVIII浓缩物、koate HPFVIII浓缩物、kogenate FVIII浓缩物、recombinate FVIII浓缩物、mononine FIX浓缩物和fibrogammin P FXIII浓缩物。这类止血剂可以任何适合的形式(粉末、液体、纯化形式、位于适合赋形剂中、位于适合支持物或载体上等等)应用到所述基质。

可采用单一的止血剂或止血剂的组合。根据例如基质和止血剂的性质、基质的形式和待处理的伤口的性质，所述基质上止血剂的优选承载水平可以不同。然而，通常需要相对基质最大化止血剂的量。例如，在止血泡芙(puff)的情况下，通常优选止血剂与基质的重量比为约0.001∶1或更低至约2∶1或更高。更优选地，通常优选止血剂与基质的重量比为约0.05∶1或更低至约2∶1或更高。虽然对某些实施方案可能优选采用更高或更低的比例，但更优选采用的重量比为约0.06∶1，0.07∶1，0.08∶1，0.09∶1，0.10∶1，0.15∶1，0.20∶1，0.25∶1，0.30∶1，0.35，0.40∶1，0.45∶1，0.50∶1，0.55∶1，0.60∶1，0.65∶1，0.70∶1，0.75∶1，0.80∶1，0.85∶1，0.90∶1或0.95∶1到约1∶1，1.1∶1，1.2∶1，1.3∶1，1.4∶1或1.5∶1。

止血基质

任何适合的止血基质都可用作优选实施方案的止血剂的载体。然而，在特别优选的实施方案中，所述止血基质包括壳聚糖。壳聚糖得自甲壳质，而甲壳质为主要得自废弃的虾壳和蟹壳的生物聚合物。壳聚糖是甲壳质的主要衍生物，并且是脱乙酰化和解聚过程中各阶段的脱乙酰化甲壳质的集合名词。甲壳质和壳聚糖的化学结构类似于纤维素。区别在于，作为键接在纤维素中每个D-葡萄糖单元的C-2上的羟基基团的替代，甲壳质的每个D-葡萄糖单元的C-2上键接有乙酰化的氨基基团(-NHCOCH₃)，而在壳聚糖的每个D-葡萄糖单元的C-2上为氨基。

甲壳质和壳聚糖都是无毒的，但与甲壳质相比，由于壳聚糖在酸溶液中具有更好的溶解性，因此在医疗和制药领域中应用更为广泛。壳聚糖显示出良好的生物相容性，并且可被脱乙酰壳多糖酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶和酸蛋白酶生物降解。壳聚糖显示出抗炎和镇痛作用，并促进止血和伤口愈合。壳聚糖还在手术治疗和伤口保护中用作止血剂。美国专利第4,394,373号公开了壳聚糖的止血作用。

优选实施方案的装置中可采用单一的止血基质或不同形式和/或组成的止血基质的组合。

多种基质形式都是优选的，例如泡芙、毛绒形式、织物、片、海绵、缝合线或粉末。可采用不同基质形成材料的均匀混合物，或者可从两种或更多种不同组成的基质制备复合基质。优选的复合物包括壳聚糖和胶原。

虽然通常优选采用壳聚糖作为基质，但也可应用其它适合的基质。这些基质优选为可制成所需形式(例如，纤维、海绵、基体、粉末、片、缝合线、毛绒形式、纺织织物、非纺织的织物和/或泡芙)的可生物吸收的亲水性材料。

其它适合的基质包括乙交酯和丙交酯的可吸收的合成共聚物。这种共聚物以VICRYL^TM(Johnson & Johnson of Somerset，NJ的Ethicon分公司生产的羟乙酸乳酸聚酯910)的商品名销售。其通过酶降解水解而被吸收。

明胶海绵是以静脉或渗血性出血为特征的手术过程中采用的可吸收的止血海绵。该海绵粘附在出血位点，并可以吸收约45倍于其本身重量的流体。由于该明胶海绵的不均匀的多孔性，血小板被捕获在其孔中，激活了凝血级联反应。可溶性纤维蛋白原转化为不溶性纤维蛋白的网络，其使出血停止。当植入组织内时，该明胶海绵在3-5周内被吸收。

聚乙醇酸也是适合用作基质的可吸收的合成聚合物。由于其水解敏感性较强，聚乙醇酸在植入后几个月内被吸收。

聚交酯由乳酸的环二酯(丙交酯)通过开环聚合反应制备。乳酸存在两种光学异构体或对映异构体。天然存在的是L-对应异构体，而D，L消旋混合物来自乳酸的合成制备过程。拉伸时，由衍生自L-对映异构体的聚合物纺成的纤维具有较高的结晶度，而衍生自消旋混合物的纤维是无定形的。结晶性的聚-L-丙交酯与无定形的D，L形式相比，通常更耐水解降解。通过用柠檬酸三乙酯增塑化，可以提高水解降解的速率，然而所得产物的结晶性较低而柔韧性较高。与其它可生物吸收的材料相比，聚-L-丙交酯被肌体吸收所需的时间相对较长。从高分子量的聚-L-丙交酯聚合物可制得具有高抗拉强度的纤维。

聚(丙交酯-共-乙交酯)聚合物也是用于优选实施方案的适合基质。包含约25到约75摩尔百分比的乙交酯的共聚物通常是无定形的。纯聚乙交酯约为50％结晶性，而纯聚-L-丙交酯约为37％结晶性。

可将聚二噁烷酮制成纤维来形成适用于优选实施方案的基质。由e-己内酯合成的聚己酸内酯是半结晶性聚合物，其体内吸收非常缓慢。由25％e-己内酯和75％L-丙交酯制备的e-己内酯和L-丙交酯共聚物是弹性的，而由10％e-己内酯和90％L-丙交酯制备的e-己内酯和L-丙交酯共聚物是刚性的。

聚-b-羟丁酸酯是天然存在的可生物降解的聚合物，并易于在体外合成。聚-b-羟丁酸酯还可熔化加工。与纯的聚-b-羟丁酸酯相比，羟丁酸酯和羟戊酸酯的共聚物表现出更快的降解。

含羟乙酸酯链接的可吸收的合成聚酯适合用作优选实施方案的基质。也可使用用二噁烷酮替代乙交酯制备的类似共聚物，聚氨基酸也可使用。

肠线、硅化处理的肠线及含铬的肠线适合用作某些实施方案中的基质。然而，由于合成材料通常具有可预测的性能及较低的炎性反应，因此与天然材料相比，更为优选。

包括沉积在止血支持物上的止血剂的材料

优选实施方案的止血剂沉积在优选实施方案的止血支持物上。根据其应用来确定止血支持物的形式。

止血泡芙

止血泡芙是特别优选的形式，其中所述基质包括纤维、棉花样的材料的泡芙，其可处理为适合的形状或大小以适应具体的伤口结构。在优选的实施方案中，如下所述由壳聚糖纤维和微孔多糖微球制备泡芙。

将根据常规方法制备的壳聚糖纤维手动或机械地撕成片，将所述片平整并层叠在一起。将乙酸溶液或其它酸性溶液(pH值优选约3.0到约4.5)喷在第一层上作为润湿剂，以控制壳聚糖纤维的表面水分水平，从而形成粘性的表面，在该表面固定了微孔多糖微球。将微孔多糖微球喷雾或沉积到所述第一壳聚糖纤维层上，随后将另一层壳聚糖置于顶层。随后重复所述沉积过程(酸溶液随后沉积微孔多糖微球)，建立所需水平的层。通过选择总层数可得到纤维的优选厚度。

优选将足量的微孔多糖微球加到所述纤维层上，其中所述微孔多糖微球的量足以形成包含至多约50％重量比的微孔多糖微球的泡芙。将所得止血材料干燥，可选择地在烘箱和真空下进行，以产生止血泡芙。

虽然，通常优选使用乙酸溶液，但同样优选使用具有类似pH的其它酸溶液。在某些实施方案中，优选使用非酸性的溶液。在这类实施方案中，可采用其它适合形式的适合材料，该材料可提供壳聚糖纤维和微孔多糖微球之间的粘合，这些材料例如明胶、淀粉、角叉菜胶、古尔胶、胶原、果胶等等。虽然壳聚糖是制备止血泡芙的优选基质，其它纤维基质，特别是纤维多糖基质也适合使用。

通过调节壳聚糖纤维的水分水平，可使所述纤维的止血剂负载容量优化。该液体辅助所述纤维与微颗粒之间的相互结合。所述纤维可具有均一的厚度，也可具有多种厚度。更薄的纤维可更牢固地粘结到动脉、静脉或其它伤口。

在制备止血泡芙例如包含负载了微孔多糖微球的壳聚糖纤维的泡芙时，通常优选所得泡芙含有约1.0％重量比或更低到约60％重量比或更高的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选约2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，37，38，39或40％重量比到约45，50或55％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或需将其它组分加入所述壳聚糖纤维或其它纤维基质中时，可优选不同的负载水平。

止血织物

借助以下修改，可根据上述用于制备止血泡芙的方法由壳聚糖纤维和微孔多糖微球制备止血织物。优选将足量的微孔多糖微球加入所述纤维层中，其中所述量足以产生包含约20％重量比或低于50％重量比的微孔多糖微球的织物。将所述层压平并干燥，优选通过加热并优选在真空下进行。通常优选所述织物的一侧具有平滑的表面，而织物的另一侧具有粗糙表面(例如在壳聚糖和微孔多糖微球情况下，在加热期间向一个表面上应用TEFLON^TM得到平滑侧，而向一表面应用隔离纸得到粗糙表面)。在优选的实施方案中，将所述粗糙表面暴露于伤口，以使微孔多糖微球负载的壳聚糖纤维与伤口的接触最大化，以对伤口产生改进的止血效果和更好的粘附。

在制备止血织物例如包含负载有微孔多糖微球的壳聚糖织物时，通常优选所得织物含有约1.0％重量比或更低到约95％重量比或更高的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选从约2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0或9.0％重量比到约60，65，70，75，80，85或90％重量比，且更优选地从约10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24或25％重量比到约25，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，56，57，58或59％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或将其它组分加入所述织物中，可优选不同的负载水平。所述止血织物可以预定尺寸的片形式提供。可选择地，可对大片的止血织物进行切割或修剪，以提供适合所述伤口的尺寸和形状。虽然，所述止血织物是可生物吸收的，但是在皮肤或局部应用中，优选在获得满意的止血程度后将其从所述伤口移除。当将所述止血剂用于体内应用时，优选将其留在原位，待身体随时间吸收。这类止血织物特别适合应用于处理渗血性伤口。

通常优选使用非纺织的止血织物。然而，在某些实施方案中，也可优选使用纺织的止血织物。所述织物可包括一层或多层，优选2，3，4，5，6，7，8或9层到约10，15，20或25层或更多，并且可全部为纺织的层、非纺织的层或纺织和非纺织层的组合。

止血海绵

可根据本领域公知的由生物相容或可生物吸收的聚合材料如壳聚糖制备多孔海绵的方法来制备止血海绵。这类方法通常涉及制备所述聚合材料、交联剂和发泡剂的溶液。所述海绵可在所述制备过程中的任何适当时刻或多个时刻负载止血剂，例如在所述海绵的形成过程中，或在海绵制备后。

在制备止血海绵时，通常优选所得海绵含有约1.0％重量比或更低到约95％重量比或更高的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选地从约2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0或10.0％重量比到约60，65，70，75，80，85或90％重量比，且更优选地从约11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24或25％重量比到约30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54或55％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或将其它组分加入所述海绵中，可优选不同的负载水平。

图3显示了用止血海绵封闭股动脉穿刺口。将所述填充有止血微孔多糖微球的可膨胀、可吸收、生物学相容的壳聚糖海绵放置在经皮肤切口的所述穿刺伤口上。所述止血海绵膨胀并保持其抵靠所述动脉壁的位置，封闭所述穿刺，

止血缝合线

可将优选实施方案的止血基质制成缝合线。在优选实施方案中，可将壳聚糖纤维或其它材料的纤维制成微缝合线，在其上沉积所述止血剂。用于缝合线制作的方法包括挤出、熔化纺制、编织及许多其它方法。缝合线原材料的合成可通过纺织工业中的许多方法来实现。缝合线尺寸以代表其直径的数字表示，所述直径以降序排列为从10到1，随后是1-0至12-0，其中10为最大而12-0为最小。

缝合线可包括单丝或许多丝绞合在一起、纺在一起或编成麻花状。优选实施方案的缝合线表现出令人满意的特性，包括压迫-牵拉关系，拉伸强度、保持率、柔韧性、固有粘度、可湿性、表面形态、降解性、热性质、结的接触角以及弹性。所述缝合线可包括相同材料的丝或由不同材料构成的丝。

在制备止血缝合线时，通常优选所得缝合线含有约1.0％重量比或更低到约95％重量比或更多的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选从约2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28或29％重量比到约30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，60，65，70，75，80，85或90％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或将其它组分加入所述缝合线中，可优选不同的负载水平。

由于优选实施方案的缝合线的止血特性，其特别适用于血管接合。

止血粉

优选实施方案的止血基体可成形为粉末，并与所述止血剂混合。例如，可将壳聚糖颗粒与诸如微孔多糖微球的止血剂组合。这类止血粉可用作拔牙后的孔隙填充物。

在制备止血粉时，通常优选所得缝合线含有约1.0％重量比或更低到约95％重量比或更多的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选从约2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28或29％重量比到约30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，60，65，70，75，80，85或90％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或将其它组分加入所述缝合线中，可优选不同的负载水平。

止血基体

可由烧结聚合物颗粒如壳聚糖颗粒制备三维多孔基体，且所述止血剂渗入所述孔中。可选择地，可将包括包囊止血剂的壳聚糖壳的微囊烧结形成基体。

在制备止血基体时，通常优选所得基体含有约1.0％重量比或更低到约95％重量比或更多的微孔多糖微球或其它止血剂，更优选从约2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28或29％重量比到约30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41，42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，60，65，70，75，80，85或90％重量比。然而，在某些实施方案中，可优选更高或更低水平的微孔多糖微球。如果使用不同的止血剂，或将其它组分加入所述基质中，可优选不同的负载水平。

伤口敷料

虽然通常优选将止血材料(例如上述制备的止血织物、海绵、泡芙、基体或粉末，或其它形式)直接应用到伤口，然而在某些实施方案中，优选将所述止血材料结合入包括其它组分的伤口敷料中。

为了确保所述止血材料保持粘附于伤口，可使用适合的粘合剂，例如沿着所述止血织物、海绵或泡芙的边缘或侧面。虽然可使用任何适用于与皮肤或其他组织形成结合的粘合剂，通常优选使用压敏粘合剂。压敏粘合剂通常定义为当施加轻压时能粘附到基质，但去除后不留下残余物的粘合剂。压敏粘合剂包括但不限于含溶剂的溶液粘合剂中、热熔粘合剂、水性乳液粘合剂、可压延的粘合剂，及可辐射处理的粘合剂。由于溶液粘合剂易于应用以及其多功能性，多数应用都优选溶液粘合剂。热熔粘合剂通常基于树脂-增粘的嵌段共聚物。水性乳液粘合剂包括那些由丙烯酸共聚物、丁二烯苯乙烯共聚物和天然橡胶乳胶制备的粘合剂。可辐射处理的粘合剂通常由丙烯酸低聚物和单体构成，其通过暴露于紫外光处理后形成压敏粘合剂。

压敏粘合剂中最常用的弹性体包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯乳胶、聚异丁烯、丁基橡胶、丙烯酸树脂和硅树脂。在优选实施方案中，使用以丙烯酸聚合物或硅树脂为基础的压敏粘合剂。丙烯酸聚合物通常具有低水平的致过敏性，可从皮肤干净地清除，具有较低的气味，并且表现出较低等级的机械和化学刺激。医疗级的硅树脂压敏粘合剂因其生物相容性而优选。

影响在优选实施方案的伤口敷料中应用的压敏粘合剂适用性的因素，包括不含皮肤刺激性组分、足够的粘着强度以使所述粘合剂可干净地从皮肤移除，能适应皮肤的运动而无过量的机械性皮肤刺激，以及对体液的良好耐受性。

在优选的实施方案中，所述压敏粘合剂包含丙烯酸丁酯。虽然，通常对许多应用优选丙烯酸丁酯压敏粘合剂，但是可使用任何适用于结合皮肤的压敏粘合剂。这类压敏粘合剂是本领域公知的。

如上所述，优选实施方案的止血材料通常对伤口显示出良好的粘附性，因而通常不必使用例如压敏粘合剂的粘合剂。然而，为了便于使用，以及确保应用于伤口后所述止血材料保持在固定的位置，优选使用压敏粘合剂。

虽然优选实施方案的止血泡芙、织物和其它止血材料通常显示出良好的机械强度和伤口保护性，但是在某些实施方案中，优选在所述止血材料的一侧使用支持材料或其它材料。例如，可制备包括两层或更多层的组合物，其中这些层中之一为止血材料，而另一层为例如弹性体层、薄纱、蒸汽透过性膜、防水膜、纺织或非纺织织物、网等等。然后所述层可用任何适合的方法结合，例如诸如压敏粘合剂、热熔粘合剂、可熟化粘合剂的粘合剂，在例如迭片结构中加热或加压，通过使用缝合、纽扣或其它紧固装置进行物理附着等等。

壳聚糖基质与微孔多糖微球之间的相互作用

壳聚糖和微孔多糖微球均显示出一定程度的止血作用，但结合后意外产生了更为优秀的止血材料，该材料显示出意外地促进止血的效力。

文献提示壳聚糖的止血作用可能不遵循上述的凝结级联途径，由于壳聚糖仍可引起去除了所有的血小板、白细胞和血浆的血液的凝聚。壳聚糖的止血作用最可能源于其引起血红细胞彼此结合从而形成血块的能力。当壳聚糖纤维与血液接触时，血液渗入壳聚糖纤维形成的网络中。壳聚糖是亲水性的，并且可润湿形成水凝胶，这可帮助所述纤维粘附到伤口。另一种假说是壳聚糖(天然带正电的多糖)可与血蛋白表面的负电荷相互作用，以引起血红细胞彼此结合。

微孔多糖微球和壳聚糖均为亲水性和可生物降解的。它们具有类似的生物相容性和类似的止血机理。它们也可容易和有效地彼此结合，并且彼此显示出强烈的物理吸附。微孔多糖微球与壳聚糖之间强烈的物理吸附据信是源于(至少部分源于)其类似的骨架化学结构，所述化学结构均以葡萄糖单元为基础。微孔多糖微球和壳聚糖对细胞及彼此都具有强烈的亲和性，从而当结合后产生具有意外效力的止血材料。

测定包含壳聚糖纤维的泡芙的微孔多糖微球的负载效率。可实现至多90％的负载效率，同时保持泡芙的柔韧性。当负载效率高于90％时，可导致泡芙变硬，但在某些实施方案中是可接受的。

微孔多糖微球和壳聚糖与水接触后检测其膨胀。据观测，纯微孔多糖微球吸收水，并膨胀产生对抗周围结构的压力。然而，与水接触后，沉积在壳聚糖纤维泡芙上的微孔多糖微球在临床上未观测到明显的膨胀。所述检测按如下进行：将19g TRAUMADEX^TM微孔多糖微球置于直径为1.55cm的装置中，以检测膨胀。向所述TRAUMADEX^TM中加水，导致水吸附。向所述装置顶部加重量以防止TRAUMADEX^TM膨胀。添加的重量对应接触水后产生的TRAUMADEX^TM压力。在该试验中，TRAUMADEX^TM与水接触前应用的重量与TRAUMADEX^TM接触水后应用的重量的差值为270g。因此，TRAUMADEX^TM接触水后产生的压力为107mmHg。采用相同的方法来检测沉积到壳聚糖泡芙上的TRAUMADEX^TM的膨胀，但所观测到的体积变化太小无法检测。相信，所述多孔壳聚糖泡芙为所述膨胀的TRAUMADEX^TM提供了足够的空间，从而与水接触后，无法检测到沉积到壳聚糖泡芙上的TRAUMADEX^TM的明显体积变化。

股动脉穿刺伤口的封闭

开发了包括沉积到壳聚糖纤维上的TRAUMADEX^TM的止血泡芙，其与股动脉穿刺伤口封闭装置结合使用。所述止血泡芙包裹在伤口封闭装置的血液指示导管周围，并可被有效和有作用地输送至所述穿刺伤口的上部。在特别优选的实施方案中，所述止血泡芙和适用于将该泡芙固定于伤口的粘合剂均由所述伤口封闭装置输送。2003年6月16日提交的标题为“血管伤口封闭装置和方法”的美国专利申请第10/463,754号中公开了适合与优选实施方案的止血泡芙一起使用的血管封闭装置，本发明将其内容全文引入作为参考。

在静脉破口中，修复所述破口的常规方法包括暂时阻止出血，闭塞该静脉、抽出血液，随后缝合或夹住所述破口以进行修复。在常规方法中还需要血管贴片(vessel patch)。优选实施方案的止血织物只需将止血织物按压在破口处，使其保持原位，并最终被身体吸收，即可用于治疗静脉或动脉破口。

壳聚糖的制备

甲壳质以和蛋白及钙盐的组合物的形式存在于甲壳类动物的壳中。通过从这些壳中去除碳酸钙和蛋白即可获得甲壳质，而通过在强碱溶液中对甲壳质进行脱乙酰化即可产生壳聚糖。美国专利第3,533,940号描述了制备壳聚糖的方法，本发明将其全文引入作为参考。甲壳质可来自螃蟹、螯虾、河虾、对虾和龙虾壳，以及包括珊瑚和水母在内的海洋浮游动物的外骨骼。诸如蝴蝶和瓢虫的昆虫的翅膀中可含有甲壳质，且酵母、蘑菇和其它真菌的细胞壁中也可含有甲壳质。除了天然来源，合成的甲壳质和/或壳聚糖也适合用在优选实施方案中。

用于从甲壳类动物的壳中获得壳聚糖的优选方法如下。通过将所述壳在室温下在稀盐酸中浸泡24小时来除去碳酸钙(脱矿物质)。随后通过将脱钙的壳用稀氢氧化钠水溶液煮沸6小时来从其中提取蛋白(脱蛋白)。所述脱矿物质和脱蛋白步骤优选重复至少两次，以从甲壳类动物的壳中基本去除所有的无机物质和蛋白。洗涤由此获得的粗甲壳质，随后干燥。将甲壳质在强碱溶液中(50％重量比)在140℃加热至少3小时。在所述碱处理过程中，通过间歇地用水对中间产物进行洗涤，优选两次或更多次，可获得分子链基本无降解的高度脱乙酰化的壳聚糖。图4示意性地显示了从虾废物中获取壳聚糖的方法。

壳聚糖纤维的制备

在优选实施方案中，采用湿纺(wet spinning)方法来制备壳聚糖纤维。首先，将强聚糖溶解在适合的溶剂中得到第一纺丝溶液。

优选的溶剂包括酸性溶液，例如含有三氯乙酸基乙酸、乙酸、乳酸等等的溶液。然而可采用任何适合的溶剂。对所述第一纺丝溶液进行过滤和除泡，随后将其在压力下通过纺丝喷嘴的孔喷入固化浴中。从该固化浴中回收固体壳聚糖纤维。可对该纤维进行进一步处理，包括但不限于牵拉、洗涤、干燥、后处理、官能化等等。

制备适用于制成优选实施方案的止血材料的壳聚糖纤维的优选方法如下。通过在溶剂温度为5℃的条件下，将3份壳聚糖粉末溶解在含有50份三氯乙酸(TDA)和50份二氯甲烷的混合溶剂中制备了第一壳聚糖纺丝溶液。将所得第一壳聚糖纺丝溶液过滤，并随后在真空下除泡。使用包含14℃的丙酮的第一固化浴。所述纺丝喷嘴的孔径为0.08mm，孔计数为48，且纺丝速度为10m/分钟。通过用循环热水加热，使所述纺丝溶液维持在20℃。从丙酮浴中回收壳聚糖纤维，并通过传送带传送到包含15℃的甲醇的第二固化浴中。将纤维在第二固化浴中保持10分钟。回收所述纤维，并随后以9m/分钟的速度卷绕。将卷绕的纤维在0.3g/l的KOH溶液中中和1小时，随后用去离子水洗涤。随后将所得壳聚糖纤维干燥，其后该纤维即可制成优选实施方案的止血材料。图5示意性地显示了用于制备壳聚糖纤维的设备。

实验

壳聚糖泡芙的实验制备

如下所述从壳聚糖纤维制备止血泡芙。将壳聚糖纤维一层层放置。将止血粉(TRAUMADEX^TM)及乙酸溶液喷到每一层上，其中乙酸溶液的功能是将止血粉粘合到壳聚糖纤维上。真空干燥后，得到止血泡芙。

首先，制备pH值3.0-4.5的包括乙酸溶液的胶合溶液。将壳聚糖纤维撕成片。在放置第一层这类壳聚糖片后，将所述乙酸溶液喷到所述壳聚糖片上，随后加入止血粉。通过相同的方法在第一层上形成第二层。以这种方式构建各层，直至得到5-10层。构建的层数越多，止血粉的分布越均匀。所述乙酸溶液不仅作为止血粉与壳聚糖纤维之间的胶合剂，也是壳聚糖层之间的胶合剂。表1提供了止血粉的负载效率。

表1壳聚糖(CS)泡芙的药物负载效率

CS重量(g)干燥后/干燥前	药物(g)	CS+药物(干燥后)(g)	负载效率	纤维状况
					1.96/(2.19)	0	1.96	---	疏松/柔韧
1.92/(2.15)	0.25	2.15	92.0％	疏松/柔韧
					1.82/(2.03)	0.51	2.28	90.1％	疏松/柔韧
1.98/(2.21)<sup>*</sup>	1.01	2.96	97.0％	僵硬

^*与其它实施例中所用的相比，将两倍的水喷到所述纤维上。

由此制备的止血壳聚糖泡芙显示出良好的止血功能和膨胀能力。当置于伤口上或内时，所述泡芙迅速吸收血液。血液通过前几层壳聚糖层，然后迅速固化防止了进一步的出血。如果所述泡芙置于体内，则一段时间后，该止血壳聚糖泡芙在体内生物降解为无毒的物质，因此不需要手术来去除该泡芙。

图6示意性地显示了包含交替的壳聚糖纤维和止血粉层的分层止血材料。

TRAUMADEX^TM粉末膨胀的评估

对TRAUMADEX^TM止血粉的膨胀进行了评估。止血粉吸水膨胀，产生压力。膨胀后，需要增加重量来维持压力平衡，使止血粉保持恒定体积。最大重量与止血粉膨胀后产生的最大压力相当，将其转化为压强。

实验开始时，将预先称重的止血粉加入注射器中，用红线标记其体积。随后，将一定量的水通过滴管加入该注射器中。为了抵消由这些水产生的压力，在注射器的顶部施加重量。为抵消由止血粉吸水产生的压力所添加的重量记为W₀。随着水的吸收，为了维持体积的恒定，需添加更多重量。吸收完成后检测总重量记为W_t。W_t-W₀的值对应于由止血粉膨胀产生的压力。虽然不精确，该试验提供了半定量的结果，该结果使得能在待制备的材料之间进行比较。

所采用的注射器的直径为1.55cm，且将1g止血粉置于该注射器中。W_t-W₀的值为270g，对应于107mmHg的压力。尝试检测止血泡芙的膨胀，但体积变化太小无法检测。

表征了止血剂和止血棉在开放条件下的膨胀能力。首先，将1.0g止血粉加入量筒中。检测止血粉的初始体积记为V₀。随后向量筒中加入10.0g水，经过预定的时间间隔后，检测止血粉的体积(V_t)。图2显示了不同时间间隔时止血粉的体积变化。观察到止血粉吸收许多水并膨胀。然而，这种膨胀的止血粉的机械强度很低，表现为糊状。

壳聚糖织物的制备

根据如下方法制备止血织物。首先，制备pH3.0的1％重量比的乙酸水溶液。将壳聚糖纤维分离为片状，并均匀地铺在覆盖有隔离纸的玻璃片上形成薄层。将乙酸水溶液喷到所述壳聚糖纤维表面，并将特定量的止血粉分布到该壳聚糖纤维上。通过相同的方法制备其它层。将预定量的乙酸水溶液喷到最顶层的壳聚糖纤维层上后，将聚四氟乙烯(TEFLON^TM)平片置于最顶层的壳聚糖纤维层上。由此制备了包括五层的样品。

对所述层进行挤压，并将整个体系置于真空烘箱中，并在保持挤压的条件下在50℃真空干燥3小时。去除TEFLON^TM板和隔离纸，得到非纺织的止血织物。与所述TEFLON^TM板接触的上层被壳聚糖薄膜覆盖，而与所述隔离纸接触的底层由非纺织的具有粗糙表面的纤维状壳聚糖构成。

壳聚糖-MPM (微孔多糖微球)毛绒知织物的动物止血试验

对肝素化的损伤的大血管(插入导管的犬股动脉)、对猪股动脉、以及对穿刺的大鼠股动脉和静脉进行止血测试。

插入导管的犬股动脉

用于动脉穿刺和导管插入术后的活跃出血控制的模型是肝素化的动物中的3-4只犬股动脉。对股动脉中放置了11.5French导管4-6小时的三只动物进行肝素化，使活动凝血时间(ACT)为正常的2-3倍，并通过IV(静脉内)液体替换保持在正常张力水平。移除留置的动脉导管，立刻将壳聚糖-MPM贴片(2×2cm)以最小的压力应用到出血血管10分钟。录像带记录这些研究。

犬3-犬重：25.7kg；性别：雌性；凝结时间ACT277秒。所述犬股动脉中的导管为11.5F。在去除11.5F的导管后，立即将1-2cm³的壳聚糖-MPM置于所述股动脉穿刺孔上。对所述毛绒进行手动加压10分钟，出血完全停止，实现绝对止血。将壳聚糖-MPM应用于股静脉穿刺孔，去除另一11.5F导管，并保持手动加压7分钟。实现了完全止血。通过在近端进行结扎使静脉血压上升，所述壳聚糖-MPM依然粘附而无出血。

犬4-犬重：25.4kg；性别：雌性；凝结时间ACT280秒。去除11.5F的导管后，立即将1-2cm³的壳聚糖-MPM置于所述股动脉穿刺孔上，并手动按压10分钟。观察到完全止血及所述毛绒明显粘附。

犬5-犬重：23.1kg；性别：雄性；凝结时间ACT340秒。去除11.5F的导管后，立即将PVA处理的壳聚糖-MPM毛绒(1cm³)置于所述股动脉穿刺孔上，并手动按压10分钟。出血停止，但30秒后观察到所述穿刺伤口的中度出血。用相同PVA处理的壳聚糖-MPM毛绒(10分钟手动按压)进行二次尝试失败。随后用不含PVA的壳聚糖-MPM非纺织织物替代该相对无粘附性的PVA处理的壳聚糖-MPM毛绒。手动按压15分钟后实现完全的止血。对伤口观察20分钟，未观察到出血。所述无PVA处理的壳聚糖-MPM织物与所述动脉和周围的组织紧密粘合。切除带织物的动脉进行病理学研究。

犬类试验证明壳聚糖-MPM毛绒(无PVA处理的)在肝素化的犬动脉导管插入模型中是极为有效的止血剂。将大孔导管(11.5F)留存4-6小时导致明显塑形的血管道(vascular breech)，且考虑到明显延长的凝结时间这对止血的确是一个挑战。壳聚糖-MPM毛绒也顺应所述动脉的轮廓，并不会干涉远端血流(distal flow)，并形成明显的粘附。在导管插入的股静脉中，壳聚糖-MPM毛绒可同样有效地实现止血，并同样产生明显地粘附而不影响血流。壳聚糖-MPM毛绒(PVA处理的)在一次实验中仅获得中等至极小的止血效果，并且相对不粘附。用无PVA处理的壳聚糖-MPM织物贴片可以确保完全止血。

大鼠穿刺的股动脉和静脉

巴比妥麻醉后，将三只大鼠的股动脉和静脉(OD1.5-2mm)双侧暴露。在每一动脉上用30规格的针形成穿刺伤口，将壳聚糖-MPM毛绒或织物的纱布(3mm³)置于穿刺位点10秒钟，并监测出血。未使用PVA处理的材料。

控制从受伤的薄壁(100分钟)大鼠股血管的出血是一个止血上的挑战。通过暴露两侧股动脉，用30规格的针来穿刺动脉，形成动脉破口和活跃出血。

大鼠1号-雄性，520g。用壳聚糖-MPM织物的纱布处理右侧的股动脉穿刺伤口。对该纱布轻轻按压30秒，释放后该织物下有非常微量的出血。再次进行轻微的手动按压10秒，出血完全停止。观察到完全止血后20分钟，在所述股动脉的近端和远端进行结扎，进行爆裂强度测试。所述织物修复的伤口在120mmHg下仍保持完好。

大鼠2号-雄性，525g。用3mm²的壳聚糖-MPM织物的纱布处理左侧的股动脉穿刺伤口。对该纱布手动按压10秒，手动按压释放后该织物贴片下有非常微量的出血。再次进行手动按压2秒，但仍有逐渐降低速率的微量出血。未进行继续按压，56秒后出血完全停止。观察到完全止血后20分钟，在所述股动脉的近端和远端进行结扎，进行爆裂强度测试。所述织物修复的伤口耐受了300mmHg的动脉压强。

通过将脂肪垫放置在伤口上对右侧股动脉穿刺伤口进行处理。对该脂肪组织进行手动按压10秒钟。手动按压释放后，该脂肪组织下有大量出血。未进行继续按压。1分27秒后出血停止，20分钟后在所述股动脉的近端和远端进行结扎，进行爆裂强度测试。所述脂肪组织修复的伤口在约60mmHg时失效。

大鼠3号-雄性，555g。用3mm²的混合壳聚糖非纺织织物的壳聚糖-MPM纱布处理右侧的股动脉穿刺伤口，用该织物覆盖伤口。手动按压20秒，释放后实现完全止血。观察20分钟后，在所述股动脉的近端和远端进行结扎，进行爆裂强度测试。壳聚糖-MPM贴片耐受了200mmHg的动脉压强。用脂肪组织覆盖右侧股动脉穿刺伤口。对该脂肪组织手动按压20秒，手动按压释放后有大量出血。连续手动按压1分21秒后出血停止。随后，在所述股动脉的近端和远端进行结扎，进行爆裂强度测试，该脂肪组织贴片在低于120mmHg(约60)时失效。

大鼠测试证明壳聚糖-MPM纱布在面对脆性血管的穿刺伤口的活跃出血时，可非常有效地实现完全止血。壳聚糖-MPM织物止血所需的时间为20秒到56秒。壳聚糖-MPM贴片非常牢固地粘附到血管，并在失效前可有效地耐受较高的动脉压力。大鼠股动脉穿刺模型是研究止血和组织粘附机理的优良的筛选系统，并可筛选各种壳聚糖-MPM制剂。

猪股动脉

在致命的大动脉损伤横切所述股动脉和股静脉的情况下进行测试。与采用的其它方法相比，所述壳聚糖-MPM泡芙提供了显著的止血作用。

壳聚糖-MPM生产方法

术语“壳聚糖”对应于具有不同N-脱乙酰化(DA)程度的聚合物族。壳聚糖通常为约50-95％DA，并具有不同的粘度、溶解性和止血性能。由于壳聚糖聚合物的行为即其反应活性、溶解性和结合微孔多糖微球的能力依赖于甲壳质和壳聚糖的DA，需要进行确定DA的分析。壳聚糖分析可涉及滴定、FTIR光谱和NMR波谱方法。分析前，当其生产用于临床应用时，从甲壳质中去除所有的蛋白和内毒素。对壳聚糖纤维进行测试以确定其截面、拉伸强度、断裂强度、负载强度及其外观。

采用这种工业工程化方法来制造壳聚糖毛绒，壳聚糖海绵及壳聚糖织物。在模拟系统中测试微孔多糖微球的饱和量，以确定对于三种主要类型的出血的适合的物理特性。

表征壳聚糖纤维的结构和性质

采用现有的和在线检测晶体结构、大小、甲壳质DA、平均分子量、重金属含量及壳聚糖纤维毒性的方法。性质包括纤维强度、牵引率、平均纤维膨胀和pH，所述纤维膨胀表示为吸收蒸馏水后的纤维直径对吸收前的比例。比较了具有50-95％重量比DA的壳聚糖。分析的材料包括微孔多糖微球、各种DA的壳聚糖以及壳聚糖-MPM。

还进行了水和血液吸收、水和血液释放速率、局部保持力(用凝胶强度)的检测，以及止血的筛选测试。由于红细胞聚合(凝聚)被认为是壳聚糖诱导血液凝结的主要因素，可用简单红血球凝聚试验来快速筛选所述产物。

简单血细胞凝聚分析是本领域公知的。在含有2000μg/ml的储备溶液中制备壳聚糖、壳聚糖-MPM和微孔多糖微球。使用10倍稀释来在0.9％NaCl(生理盐水)中在0.2ml体积中获得1000、100、10和0.1μg/ml的最终浓度。将人红细胞(来自血库)用Alsever′s溶液漂洗两次，并用0.9％的氯化钠漂洗两次。使用氯化钠来防止脱乙酰化的甲壳质与其它离子之间的不相容性。将洗涤后的红细胞悬浮在盐溶液中(0.9％NaCl)，并用色度计(Klett-Summerson，NO.64滤光器)调节至70％传递率(transmission)。将等体积的红细胞悬浮液(0.2ml)加入壳聚糖-MPM、壳聚糖和微孔多糖微球的各种稀释液中。在读取前将试管在室温孵育2小时。脱乙酰甲壳质(壳聚糖)通常在1μg/ml浓度产生人血红细胞凝聚。

可采用借助反射干涉光谱(RIFS)的生物医学传感器来测定蛋白结合容量，其反应了蛋白吸附到待检测的壳聚糖、壳聚糖-MPM和单独的微孔多糖微球表面上的动力学。一旦得到了用于止血的最佳壳聚糖-MPM，可迅速评估各批次的蛋白结合容量，而该参数与在上述大鼠模型中的止血效力相关。

可使用除乙酸处理外的其它体系来将微孔多糖微球负载到壳聚糖上，来获得优化的微孔多糖微球到壳聚糖的负载。例如，优选乳酸，因为相比乙酸其毒性较低。通过选择性淀粉氧化和阴离子状态的产生可以毫无疑问地强化微孔多糖微球(非极性多糖)到壳聚糖(强阳离子型多糖)的结合。

进行了带有和不带有微孔多糖微球的壳聚糖纤维、壳聚糖毛绒和织物的降解动力学的研究。用多光子造影和光谱法来进行壳聚糖-MPM毛绒和织物的止血机理的研究，以评估壳聚糖、壳聚糖-MPM和微孔多糖微球与人和猪全血和血小板的相互作用。将这些结果与应用聚-N-乙酰基葡糖胺(p-GlcNAc或NAG)提供的测定结果比较。研究了体外凝血块形成、血红细胞(RBC)凝集和血小板活化。

设计和制造了用于大规模生产与壳聚糖毛绒和壳聚糖非纺织织物的混合的微孔多糖微球的生产线。开发了执行以下功能的机器：松散壳聚糖纤维；将松散的纤维梳理成薄的毛绒网；通过稀乙酸(或乳酸)溶液润湿所述壳聚糖纤维毛绒；在该湿润的壳聚糖纤维薄片上均匀地负载微孔多糖微球；把该负载的壳聚糖纤维薄片卷在卷轴上；真空干燥该纤维。设计和装配了完全自动化或半自动化的生产线，以生产标准化的大量的壳聚糖-MPM毛绒和非纺织织物。测试了各种毛绒制品的密度，以最优化用于止血的空隙大小和最佳毛绒密度。在胶原毛绒上进行了类似的测试。

优化壳聚糖-MPM制剂以满足特定出血素质的需求

使用军事上定义来测试和比较评估壳聚糖-MPM的模型来优化制剂。这些模型包括致命主动脉穿刺损伤和肝损伤(猪)中的大静脉及弥漫性毛细血管出血。采用参考文献中用于远程封闭动脉导管插入损伤的模型，并可容易地用壳聚糖-MPM封闭损伤。兔口腔出血模型使得可在容易调整凝结状态(血小板、肝素化)的动物的血管器官系统中进行测试。以液态壳聚糖为止血剂进行了该模型的测试。

猪的致命主动脉损伤模型

在得克萨斯圣安东尼奥的美国军事外科研究所(U.S.ArmyInstitute of Surgical Research)开发了这一用于进行止血剂测试的模型，目的是确定用于高压动脉出血的最优止血敷料。该损伤是常压猪的腹主动脉上的标准穿刺孔。对这一100％致命的损伤评估了9种不同的止血敷料。只有存活60分钟的动物接受了美国红十字会纤维蛋白敷料(American Red Cross Fibrin Dressing)(纤维蛋白和凝血酶)或伤口接受了缝合修复。其它止血剂，包括NAG，未能控制动脉出血，且没有动物存活超过60分钟。这些实验中不包括壳聚糖和微孔多糖微球。

研究了5组，每组5只猪(40kg，未成年的约克郡杂交猪，雄性)。一组用美国红十字会纤维蛋白敷料处理，另四组用含或不含微孔多糖微球壳聚糖织物和含或不含微孔多糖微球的壳聚糖毛绒处理。单独的微孔多糖微球通常不能控制活跃的动脉出血，并且不包括在内。在先的实验证明了未处理损伤的致死性，以及可通过缝合修复来拯救该动物。该研究的目的是比较美国红十字会敷料和壳聚糖为基础的敷料。测定了存活率、血液损失和维持正常血压所需的IV恢复液体的量。

预先对动物用药(Telazol 4-6mg/kg IM(肌肉内)，Robinul 0.01mg/kg IM)，用1-3％的异荧烷和氧气维持气管内麻醉，且中心温度维持在37°-39℃。对近端(颈动脉)和远端(股动脉)同时放置留置式动脉插管(arterial line)，MAP(平均动脉BP测定)和股IV插管用于恢复液体给药。对猪进行脾切除，对脾称重，并将替代液体(3x脾重量的温的乳酸盐林格氏液)给药，以矫正去除的血(脾)。

脾切除后10分钟内，达到了血液动力学稳定，在动脉穿刺之前获得动脉血样本(12ml)。动脉闭塞后立即造成动脉损伤，且损伤后30分钟和60分钟抽取动脉血。测定凝血素时间、活化的局部促凝血酶原激酶时间、纤维蛋白原浓度凝血弹性描记图、全血计数、乳酸和动脉血气。

在脾切除和10分钟的稳定期后，在两侧侧腹隐窝(recess)放置连续抽吸的引流管(drain)。通过称量随时间的血损失来确定出血速率，并表示为每10秒的累计克数。在伤口位置的上游和下游用横断夹住动脉后，(远端主动脉分叉处以上3cm，进行4.4mm的主动脉孔穿刺的主动脉切开)移除横断夹。最初，在未进行血管加压的情况下通过将手指放在孔上填塞出血。在时刻0，手指放松填塞，使得活跃出血6秒。收集血液，通过将血液引入用于引流的腹膜腔中来监测血液损失速率。

将聚乙烯弹性片置于敷料和带手套的手之间，并在活跃出血6秒后将测试的止血敷料应用4分钟。进行主动脉完全闭塞的手动按压，表现为无脉搏的股动脉BP(MAP为15mmHg)。4分钟后，松开手动按压，将所述织物和塑料片留在受伤位点上。观察2分钟受伤位点的出血情况。关键的终点是观察两分钟后完全没有出血。如果出血仍在持续，再按压4分钟。在活动出血或无止血的事件中，不再进行复苏让动物死亡。在没有出血证据的条件下，为了测试所述测试敷料的粘附性，用37℃的乳酸林格氏液以300ml/分钟IV的速率进行复苏。在动脉切开术前基线MAP加或减5mmHg处再保持60分钟。死亡(关键终点)是MAP＜10mmHg，且潮气末的PCO₂低于15mmHg。在实验期的末尾(对存活动物在1小时时安乐死)移除主动脉，切开并评估。在对损伤进行观测和拍照后，检测孔的大小以确保损伤大小均一，且固定样本用于组织学实验，以评估止血过程(纤维蛋白、血小板、延伸至内腔)。

虽然，在该模型中，ARC止血敷料具有一定的存活率，但其仍有缺点。除了前述的参数外，“理想”的止血敷料控制了大血管的动脉、静脉和软组织的出血，粘附到血管伤口而非手套或手上，柔韧、持久且廉价，在极端环境下稳定，并具有长的储存期，无需混合、没有传播疾病的危险，无需新的训练，并且由容易获得的材料制成。在当前设置中测试或评估的敷料中没有一种满足所有这些性质。纤维蛋白-凝血酶美国红十字会战场(field)敷料(ARC)的缺点是其目前的形式太脆。该战场敷料干燥时又硬又厚，并且当握紧该战场敷料时，某些冻干材料会剥落。当湿润时，该纤维蛋白-凝血酶会粘附到乳胶手套和皮肤上。含有微孔多糖微球的壳聚糖毛绒的操作特性优于这些现有技术的材料。

犬股动脉导管插入模型

该模型有大量用于评估新型血管密封装置的背景文献。借助用Seldinger技术通过含插入的导管的经皮放置的标准血管鞘(7French)对股动脉进行了研究。总共采用了20只动物，10只用IV肝素(150单位/千克)抗凝至活化凝血时间(ACT)为正常的3倍。在所述密封装置插入前检测ACT。未肝素化的动物的对侧股动脉用作对照，仅用手动按压来实现止血。将动脉鞘和导管遗留在原位1小时以模拟插入时间。在一股动脉中使用含壳聚糖-微孔多糖微球的血管密封装置，而在另一股动脉上采用手动按压。释放应用到穿刺位点的手动压力，并每5分钟检查以下关键终点：外部出血或血肿形成，大腿周长测量，远端足脉搏的完整性，及实现止血所需的手动按压时间。对动物继续观察90分钟，然后用过剂量的IV戊巴比妥钠和饱和的氯化钾安乐死。安乐死前，对每组的动物进行股动脉血管造影。

一小组动物存活，随后在2周时进行检查。这些检查包括物理检查动脉入口、评估末梢脉搏，股动脉血管造影及对切开的股动脉穿刺位点和周围组织进行组织病理学检查。统计学分析表示为平均标准差。用研究者的未配对t-检验来比较不同处理组的平均止血时间。在进行人体临床试验之前进行了初步动物研究。含微孔多糖微球的壳聚糖毛绒和含微孔多糖微球的壳聚糖织物在控制血液损失及其它测试参数方面均显示出较好的性能。

严重的大静脉出血和肝损伤模型(猪)

该模型被美国军队战斗伤亡管理研究项目(U.S.Army CombatCasualty Care Research Program)广泛测试。有大量的关于伤害程度和对各种止血剂的反应的数据基线。该数据包括大直径静脉的伤害程度，将止血敷料应用于大面积出血面的能力，血液损失的程度，设备操作，致命性，以及实验性肝损伤的再生性的资料。所述美国红十字会止血敷料(ARC)和实验的壳聚糖乙酸酯海绵在该模型中都是有效的止血剂。在猪严重大静脉出血模型中检验了壳聚糖(毛绒、织物，含有或不含有微孔多糖微球)和ARC敷料的止血效力。

推荐的用于治疗V级肝损伤(广泛的薄壁组织损伤并发主血管破口)的常规治疗方法是用纱布海绵填塞，及随后再次手术。借助这些止血剂从未解决过生物降解性和伤口愈合的问题。因此，损伤后一个月将存活的动物处死，以检查愈合的伤口和止血剂降解。在一个月时间内通过每周肝CT扫描来监测止血控制。再出血的迹象需要剖腹手术和处死动物来干预。监测动物的损伤后和止血修复过程。

将杂交的商业购买的猪(雄性，40-45kg)分为6组，每组5只。实验组由纱布包扎、ARC敷料、含有或不含微孔多糖微球的壳聚糖毛绒，和含有或不含微孔多糖微球的壳聚糖织物构成。手术准备和麻醉如对所述主动脉穿刺损伤模型一样。放置颈动脉和颈静脉导管，并完成脾切除和膀胱导管放置。同时达到了血液动力学(MAP稳定15分钟)和代谢(直肠温度38-40℃，动脉血pH7.39-7.41)稳定。获得动脉血液样本。每一实验动物必须具有正常的血细胞比容、血色素浓度、血小板计数、凝血素时间、活化的局部促凝血酶原激酶时间，和血浆纤维蛋白原浓度，这些都将包括在本研究中。在两侧放置引流管(如在主动脉切开术中一样)以计算血损失速率和量。

如在先出版物中所述诱导肝损伤。基本上，使用专门设计的“×”形的钳子来造成两个穿破的肝破口，该钳子包括4.5cm的尖锐的尖端和基板。标准化的肝损伤是贯穿的星状伤口，涉及左内叶静脉、右内叶静脉、肝门静脉和肝软组织。损伤后30秒，开始以260ml/分钟的速率供应温的(39℃)乳酸盐林格氏液以恢复基线MAP。在开始供给IV液体的同时，应用实验的止血辅料，通过在背腹方向标准化地应用压力来进行手动按压。1分钟后，检查伤口的出血情况。如果未完全止血，则在内侧旁(lateromedial)方向再次施压。将该序列重复4次，按压60秒。

止血的关键终点定义为伤口不存在任何可观测到的出血。应用止血处理后，将动物的腹部暂时关闭，并对该动物观察60分钟。死亡的终点是脉搏为0。处理应用前的定量收集的血液定义为“处理前血液损失”，在研究阶段结束时的定量收集的血液为“处理后血液损失”。止血剂中的血液不包括在内，但包括总的IV液体替换，并确定估计的损伤前血液体积。

用发明该工具的军队报导的个体评分系统来估计所述止血辅料的粘附强度。分数为从1到5；1＝无粘附，2＝轻微，3＝粘附导致与止血剂接触的组织伸长，但不能将肝提离肝床(table)，4＝粘附足以将肝部分提离肝床，及5＝粘附足以将肝提离肝床。来自每只动物的三种辅料的平均分数视为粘附强度的单一值。

关键终点是存活，死亡，处理前血液损失，处理后血液损失，存活时间，在1、2、3和4分钟时止血，和％恢复液体体积。损伤的关键参数是破损的血管数目相关的处理前血液损失，表示为ml和ml/kg体重。

含有微孔多糖微球的壳聚糖毛绒和含有微孔多糖微球的壳聚糖织物在控制血液损失及其它测试参数方面均表现出更好的性能。

口腔出血模型：兔子的舌止血

该口腔出血模型提供了在具有增强的毛细血管血流(舌头)和高溶纤维蛋白活性(口腔粘膜)的系统中的方便的止血测试。该模型中可很容易地获得抑制血小板的功能及进行肝素化。使用该模型来评估在稀乙酸中的液态壳聚糖的止血作用，关键终点为标准切开后出血时间减少。该模型的描述已经公开出版了，并为待比较的结果提供了基线数据。

将被认为对毛细管出血具有高度止血作用的NAG的止血效力与含有或不含微孔多糖微球的壳聚糖毛绒和含有或不含微孔多糖微球的壳聚糖织物进行比较。关键终点是舌的出血时间，即以分钟表示的从应用止血剂到完全止血的时间。手术后1-14天对兔实施安乐死，并对损伤进行组织学评估。研究了具有正常血液凝结状态、抑制了血小板活性、及肝素抗凝血化的兔。

在使用Klokkevold等开发的模型后，对5-6lbs的新泽西白(NZW)兔进行舌止血研究，所述模型包括将特殊的金属支架缝合到舌头上，以稳定软组织并确保伤害一致。用保护15刀(guarded 15 blade knife)在侧边上对舌进行切开。用Coles的滤纸方法来检测从切割时的出血时间。每15秒钟提取斑渍，直到不发生血液着色。还测定系统出血和凝结时间。总共研究了6组每组5只共30只兔。这6组包括对照(未处理)、NAG、含有或不含微孔多糖微球的壳聚糖毛绒，和含有或不合微孔多糖微球的壳聚糖织物。对动物进行麻醉(IM Ketamine HCI 35mg/kg和Xylazine 5mg/kg)后，将可视窥镜插入口中使其张开，将不锈钢支架缝合到舌头上以稳定组织。用保护15刀在舌头的侧边上形成深2mm长15mm的舌切口。切口立即用止血剂处理，并检测出血时间。采用切割前进行舌标记的方法来方便标记后的组织学切片。

在5组每组5只用血小板功能拮抗剂依前列醇(环前列腺素或PGI₂)处理的动物中进行与上述30只兔中相同的研究。明确地遵循Klokkevold的方案。再次，在活性凝血时间延长3倍且平均收缩性出血时间增加40％之后，对30只兔进行研究。组织学检查包括SEM。含有微孔多糖微球的壳聚糖毛绒和含有微孔多糖微球的壳聚糖织物在控制口腔出血时均显示出更好的性能。

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Claims (5)

1.止血材料，所述材料包括沉积到止血基质上的止血剂，其中所述止血剂包括微孔多糖微球，且所述止血基质包括壳聚糖。

2.如权利要求1所述的止血材料，其中所述壳聚糖包括纤维。

3.如权利要求1所述的止血材料，其中所述壳聚糖包括泡芙。

4.如权利要求1所述的止血材料，其中所述壳聚糖包括非纺织织物。

5.如权利要求1所述的止血材料，其中所述止血材料包括多个壳聚糖纤维层。

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