CN103480033A

CN103480033A - 一种医用生物多糖止血愈合海绵及其制备方法

Info

Publication number: CN103480033A
Application number: CN201310459933.2A
Authority: CN
Inventors: 笪利; 王风华; 吕园园
Original assignee: Jiangsu Changjiyong Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Changjiyong Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: CN103480033B

Abstract

本发明公开了一种医用生物多糖止血愈合海绵及其制备方法，属于医用材料技术领域。将多糖类材料羧甲基纤维素、透明质酸或其混合物溶于碱性溶液中，充分搅拌并溶胀成胶体，再向此胶体中加入交联剂，充分搅拌孵育，形成均匀的凝胶体，透析纯化所得凝胶，然后于纯化产物中加入甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘，最后经低温冷冻干燥获得脱水海绵。该方法制备的止血愈合海绵柔韧性好，不掉屑，吸液能力强，提供伤口湿性环境，不粘连伤口，而且生物相容性好，重金属检测、内毒素检测合格，经生物安全性检测无细胞毒性，无皮内刺激和致敏反应。具有快速止血、吸取渗液及促进伤口愈合的功能。

Description

一种医用生物多糖止血愈合海绵及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医用生物多糖止血愈合海绵及其制备方法，特别涉及一种具有快速止血、吸渗液、促进伤口愈合的海绵及其制备方法，属于医用材料技术领域。

背景技术

临床上使用的传统的止血材料是纱布，棉垫等，但传统方法的止血效果不令人满意。近年来，止血海绵被广泛应用于人体内外创伤及手术止血，可以起到快速止血和促进伤口愈合的作用。目前大多数的止血海绵产品是用胶原蛋白海绵、明胶海绵、壳聚糖及甲壳胺海绵，而透明质酸与羧甲基纤维素材料制备的止血海绵较少见，两种材料为天然多糖类生物材料，生物相容性好，已被广泛应用在医药领域。

透明质酸（HA）又称透明酸或玻璃酸，是由D-葡糖醛酸和N-乙酰基-D-氨基葡糖二糖单位重复连接组成的直链线型聚阴离子黏多糖，其分子量数量级为10⁴~10⁷，具有高度的粘弹性和润滑、保湿等优良的理化性质。另外，HA作为聚合阴离子电解质，分子上所带的大量负电荷可调节周围正负离子浓度，抑制酶的活性。临床应用已证明天然的HA具有良好的生物相容性，具有不同分子量的透明质酸钠的组合物（以不同粘度的溶液，不同粘弹性的凝胶，海绵状物，薄膜或隔膜的形式）已广泛应用于人的内科治疗和外科手术中。

羧甲基纤维素钠（CMC），是纤维素的羧甲基化衍生物，又名纤维素胶，是最主要的离子型纤维素胶。美国食品药物管理局根据毒物学研究证明：CMC对生理无毒害作用，允许将其用于医药工业中作乳化稳定剂，片剂的粘结剂和成膜剂。动物模型研究表明，该膜防止创面感染，与纱布敷料无明显差异，在控制创面组织液渗出与创面快速愈合上，此膜明显优于纱布敷料，并有减轻术后水肿和创面刺激作用。近年来，不同品质的CMC 被用于医疗产品和人们生活的不同领域中。

然而，尽管HA或CMC以其良好的吸液止血和促进伤口愈合而用途广泛，特别是在生物材料领域具有广泛的开发前景，但纯的HA或CMC因其本身的一些缺陷而不能达到预期的止血效果。如用于制备对硬度，机械强度和稳定性有一定要求的生物材料，应用于止血，吸渗液，组织或器官的修复以及缓控释药载体等医疗领域效果不太理想，需要进行化学修饰或者其它修饰改造，以制成更稳定的固态材料，更大的发挥其医用价值。

近年来的研究表明，止血海绵应用于临床后，其止血及促进伤口愈合效果较凝胶或膜好，能快速止血，吸取伤口渗液，促进伤口愈合。鉴于HA、CMC的良好的生物相容性及其医药领域的广泛应用，若对HA或CMC进行谨慎的化学修饰，在保持其高分子量的纯HA或CMC的惰性和非炎性反应的同时，更好的扬长避短，使HA或CMC的生物材料得到更广泛应用。HA或CMC均具有羟基和羧基等官能团，可通过交联，酯化，接枝，分子修饰等方法进行改性，可制得质地柔软，成本低廉的止血海绵。

公开号为CN101912633的发明申请，公开了一种医用的可体内降解的透明质酸海绵的制备方法：采用高分子量的未交联的透明质酸或者其盐用蒸馏水配置成水凝胶，蒸馏水与透明质酸或者其盐的重量比为20~500:1，再经低温冷冻干燥制成透明质酸海绵，该海绵的厚度为0.2~5mm。所得的海绵具有良好的生物相容性和生物降解性，但是该方法中选用了单一透明质酸或其盐作为止血材料，过于柔软，遇水容易成胶，限制了用于对材料硬度，机械强度和稳定性有一定要求的医用领域。

专利ZL03121886.5采用含有羧基的高分子化合物和含有氨基的高分子化合物经EDC, ETC等活化交联基交联成胶浆，经冷冻干燥脱水处理后加压成纸片。该发明产品中含有羧基如羧甲基壳聚糖在体内很难降解，需要用溶菌酶降解，通过细胞吞噬吸收。压成纸片状后虽然拉伸强度增强，但干化后容易变硬，如果厚度较低试用时又会卷曲，吸水性能亦会降低。

外科止血及促进伤口愈合是手术技术的核心之一，良好的止血技术是保证手术成功、促进伤口快速愈合复原的关键。随着各国医学界对外科手术愈后要求的提高，寻找自然界中优良的止血材料，开发出止血和促进伤口愈合效果俱佳，无毒副作用，无刺激性，易于加工成型的止血海绵，势在必行。

发明内容

为了解决以上止血海绵交联技术中存在的材料单一，得到的交联物机械强度和稳定性差，从而使得海绵止血效果差，促伤口愈合速度慢，无法满足临床要求的问题，本发明提供了一种材料易得、柔韧性强、稳定性好、无毒副作用、无刺激，具有较快速止血、吸渗液的外伤及手术止血并促进伤口愈合的天然生物多糖止血愈合海绵及其制备方法。

本发明的医用生物多糖止血愈合海绵，是由天然生物多糖羧甲基纤维素、透明质酸中的一种或两种的混合物经过化学交联改性制成，所得海绵为羟基与交联剂两端枝接的多孔性材料，其中羧甲基纤维素与透明质酸混合物制备海绵的最佳质量比为3:1~4:1。

上述医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，按照下述步骤进行：（1）将多糖类骨架材料溶胀于0.02~0.04M碱性水溶液中，得到以质量比体积计含量为3~5%凝胶；加入交联剂，交联剂（V）的加入量为多糖骨架材料（W）的0.025~1倍，进行孵育交联反应，得到均匀的交联凝胶体；（2）充分透析纯化所得凝胶；（3）于纯化后凝胶体中加入2~3%甘油搅拌打泡，倒入模具，经过低温冷冻干燥获得海绵。

上述制备方法中，所述多糖类骨架材料选自羧甲基纤维素、透明质酸的一种或两种。

上述制备方法中，所述交联剂为二乙烯基砜、1,2,7,8-环氧辛烷、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。

上述制备方法中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或几种。

上述制备方法中，所述多糖类骨架材料在碱性水溶液中溶胀时间不少于4h。

上述制备方法中，所述交联反应条件为反应温度35~45℃、反应时间6~8h。

上述制备方法中，所述凝胶透析纯化方法为用NaCl溶液、PBS溶液、40%乙醇及纯化水进行，可以用盐溶液、纯化水交替透析纯化，也可用40%乙醇与盐溶液交替透析纯化，纯化时间为48~56h，纯化后凝胶溶液含多糖骨架材料1~2%，溶液pH为中性。

上述制备方法中，步骤（3）所述纯化后凝胶需加入甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘，所用冻干盘为玻璃、不锈钢等材质的扁平状定型容器，凝胶厚度控制在3~6mm。

上述制备方法中，所述低温冷冻干燥获得脱水海绵，低温冷冻干燥时间控制在40~52h，在冷冻干燥机中-45℃预冻8~12h，再进行-15℃低温升华32~40h，以形成白色的止血愈合海绵。

上述制备所得海绵用纸塑或铝箔密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

本发明提供的医用生物多糖止血愈合海绵与现有技术相比，有明显的技术优点和优势：本发明技术操作简单、可控性好；通过化学交联改性获得质地柔软、成本低廉的止血愈合海绵，获得的海绵生物相容性好，无毒副作用，并且止血速度快，提供伤口湿性环境，能加速伤口愈合；由此方法获得止血愈合海绵可应用于对硬度、机械强度和稳定性有要求的医用领域，拓宽了材料的应用范围，更好的服务于大众。

具体实施方式

实施例1 DVS交联的HA海绵制备

取透明质酸钠（HA）1.2g溶解到浓度为0.02M NaOH碱性水溶液30mL中，得到4%（W/V）的透明质酸钠溶液，溶胀5h得到胶体，加入交联剂二乙烯基砜（DVS）30μL，充分搅拌混匀，35℃孵育交联6h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液与40%（V/V）乙醇溶液交替纯化48h，于纯化后凝胶中加入0.2%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻8h，再进行-15℃低温升华32h，得到白色海绵固体，用纸塑袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

实施例2 DVS交联的CMC-HA复合海绵制备

取羧甲基纤维素钠（CMC）1.2g、透明质酸钠（HA）0.3g混合后，溶解到浓度为0.02M的NaOH碱性水溶液30mL中，得到5%（W/V）的CMC-HA混合溶液，溶胀5h得到胶体，加入交联剂二乙烯基砜（DVS）150μL，充分搅拌，35℃孵育交联6h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液与40%（V/V）乙醇溶液交替纯化48h，于纯化后凝胶中加入0.2%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻8h，再进行-15℃低温升华32h，所得白色海绵固体用纸塑袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

实施例3 BDDE交联的CMC海绵制备

取羧甲基纤维素钠（CMC）1.2g，溶解到浓度为0.04M的NaOH碱性水溶液30mL中，得到4%（W/V）的CMC溶液，溶胀5h得到胶体，加入交联剂1,4~丁二醇二缩水甘油醚（BDDE）1.2mL，充分搅拌，45℃孵育交联8h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液中浸泡48h后用纯化水透析纯化8h，于纯化后凝胶中加入0.3%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻10h，再进行-15℃低温升华40h，所得白色海绵固体用铝箔袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

实施例4 BDDE交联的HA海绵制备

取透明质酸钠（HA）1.2g，溶解到浓度为0.04M的NaOH碱性水溶液30mL中，得到4%（W/V）的透明质酸钠溶液，溶胀5h得到胶体，加入交联剂1,4丁二醇二缩水甘油醚（BDDE）1.2mL，充分搅拌，45℃孵育交联8h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液与40%（V/V）乙醇溶液交替清洗48h，于清洗后凝胶中加入0.3%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻10h，再进行-15℃低温升华40h，所得白色海绵固体用铝箔袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

实施例5 1,2,7,8-环氧辛烷交联的透明质酸海绵制备

取透明质酸钠（HA）0.9g，溶解到浓度为0.04M的NaOH碱性水溶液30mL中，得到3%（W/V）的CMC溶液，溶胀4h得到胶体，加入交联剂1,2,7,8~环氧辛烷200μL，充分搅拌，40℃孵育交联6h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液中浸泡48h后用纯化水清洗8h，于清洗后凝胶中加入0.2%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻12h，再进行-15℃低温升华40h，所得白色海绵固体用铝箔袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

实施例6 1,2,7,8~环氧辛烷交联的CMC-HA海绵制备

分别取羧甲基纤维素钠（CMC）0.9g和透明质酸钠（HA）0.3g混合后，溶解到浓度为0.04M的NaOH碱性水溶液30mL中，得到4%（W/V）的CMC-HA混合溶液，溶胀5h得到胶体，加入交联剂1,2,7,8-环氧辛烷300μL，充分搅拌，40℃孵育交联6h，得到均匀的凝胶体，将所得凝胶体置于0.1M的NaCl溶液中浸泡48h后用纯化水清洗8h，于清洗后凝胶中加入0.2%甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘中，于冷冻干燥机中-45℃预冻12h，再进行-15℃低温升华40h，所得白色海绵固体用铝箔袋密封包装，进行Co-60γ射线辐照灭菌处理。

以下通过实验例对本发明的效果作进一步的阐述：

实验例

实验例1 吸水率测定

吸水率表示每克海绵吸水的重量。取干燥的海绵，厚度相同，裁剪出矩形、圆形和不规则形状的各3块，称量各自重量W₁，分别浸入37℃蒸馏水当中，用手指轻柔后，浸泡30min充分吸水，用小镊子轻轻夹住一角，提出水面，待水分沥干（空中停留约1min）后称量其重量W₂。按照吸水率计算公式计算，求取平均值。选择几种市场上的海绵产品比较其吸水率。

吸水率计算公式：吸水率（g/g）=[W₂（g）-W₁（g）] / W₁（g）

试验样品为按照实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6，分别制成的所述的水凝胶敷料样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6。以及市场上销售的多糖类海绵壳聚糖海绵、甲壳胺海绵，以及明胶海绵进行吸水率的测定。结果显示，样品1~6吸水率皆高于市场上销售的其他几种海绵。

表1 吸水率实验结果

样品	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	样品6	壳聚糖海绵	甲壳胺海绵	明胶海绵
										吸水率均值	25.60	30.08	32.43	34.59	28.25	28.76	18.15	17.84	25.52

实验例2 含水量、pH值测定

含水量检测依据：按照《2010版药典》附录VIII L 干燥失重测定法测定。

pH值检测依据：按照《2010版药典》二部附录VI H pH值测定法测定海绵pH值。其中，浸提液的制备参考16886第12部分样品制备与参照样品。

试验样品为按照实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6，分别制成的所述的水凝胶敷料样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6。结果显示，样品1~6含水量≤15%，pH值为中性。

表2 含水量实验结果

样品	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	样品6
							含水量	7.8%	8.50%	9.42%	11.32%	5.24%	14.1%
pH值	7.32	7.67	7.25	7.40	7.35	7.43

实验例3 重金属测定

分别取实施例1~6获得的1~6号海绵样品1g按照《2010版药典》二部附录VIII N 炽灼残渣检查法测定（炽灼温度为500~600℃）。按照《2010版药典》二部附录VIII H 重金属检查法测定。重金属检测结果＜10mg/kg。

实验例4 无菌实验

按照《2010版药典》二部附录XI H无菌检查法检测。采用直接接种法-敷料供试品方法接种。对实施例1~6获得的1~6号海绵样品进行无菌检测，结果显示无菌。

实验例5 内毒素

按照《2010版药典》二部附录XI E细胞内毒素检查法凝胶法检测。对实施例1~6获得的1~6号海绵样品进行内毒素检测，结果显示内毒素皆≤0.5Eu/ml。

实验例6 体外细胞毒性检测

按照GB/T 16886.5-2003 医疗器械生物学评价：体外细胞毒性试验检测。对实施例1~6获得的1~6号海绵样品进行细胞毒素检测，取浸提液，检测结果显示细胞毒性≤1级。

实验例7 皮内刺激、迟发超敏试验

皮内刺激试验：按照GB/T 16886.10-2005规定的方法进行，结果显示无皮肤刺激反应。皮肤致敏：按照GB/T 16886.10-2005规定的方法进行，结果显示无皮肤致敏反应。

Claims

1.医用生物多糖止血愈合海绵，其特征在于由天然生物多糖羧甲基纤维素、透明质酸中的一种或两种的混合物经过化学交联改性制成，所得海绵为羟基与交联剂两端枝接的多孔性材料，其中羧甲基纤维素与透明质酸混合物制备海绵的最佳质量比为3:1~4:1。

2.根据权利要求1所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：（1）将多糖类骨架材料溶胀于0.02~0.04M碱性水溶液中，得到以质量比体积计含量为3~5%凝胶；加入交联剂，交联剂的加入量以体积计为多糖骨架材料以质量计的0.025~1倍，进行孵育交联反应，得到均匀的交联凝胶体；（2）充分透析纯化所得凝胶；（3）于纯化后凝胶体中加入2~3%甘油搅拌打泡，倒入模具，经过低温冷冻干燥获得海绵。

3.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述多糖类骨架材料选自羧甲基纤维素、透明质酸的一种或两种。

4.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述交联剂为二乙烯基砜、1,2,7,8-环氧辛烷、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述多糖类骨架材料在碱性水溶液中溶胀时间不少于4h。

7.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述交联反应条件为反应温度35~45℃、反应时间6~8h。

8.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述凝胶透析纯化方法为用NaCl溶液、PBS溶液、40%乙醇及纯化水进行，或者用盐溶液、纯化水交替透析纯化，或者40%乙醇与盐溶液交替透析纯化，纯化时间为48~56h，纯化后凝胶溶液含多糖骨架材料1~2%，溶液pH为中性。

9.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于步骤（3）所述纯化后凝胶需加入甘油，高速搅拌打泡，倒入冻干盘，所用冻干盘为玻璃、不锈钢等材质的扁平状定型容器，凝胶厚度控制在3~6mm。

10.根据权利要求2所述的医用生物多糖止血愈合海绵的制备方法，其特征在于所述低温冷冻干燥获得脱水海绵，低温冷冻干燥时间控制在40~52h，在冷冻干燥机中-45℃预冻8~12h，再进行-15℃低温升华32~40h，以形成白色的止血愈合海绵。