CN103611180B

CN103611180B - 一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法

Info

Publication number: CN103611180B
Application number: CN201310594072.9A
Authority: CN
Inventors: 韩志超; 许杉杉
Original assignee: Wuxi Zhongke Guangyuan Biomaterials Co Ltd
Current assignee: Wuxi Zhongke Guangyuan Biomaterials Co Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN103611180A

Abstract

本发明公开了一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法，包括：（1）将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子通过高压静电纺丝制成复合纤维材料；（2）将所述复合纤维材料在羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液中浸泡1-5小时，冷冻干燥后，在40-85℃条件下热压15-60分钟，得到所述自粘止血防粘连纤维体。所述制备方法制备的自粘止血防粘连纤维体具备足够的机械强度，同时可以止血防粘连，适合活动性出血的止血和防粘连治疗。

Description

一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法

技术领域

本发明涉及医用防粘连材料技术领域，尤其涉及一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法。

背景技术

手术后粘连是国内外外科手术领域至今尚未解决的重要医学难题之一。粘连不仅可以引起严重的并发症，而且不良粘连也是再次手术时并发症明显增高的主要原因之一。要想高效治疗粘连，首先应明确粘连的机理，从根本上入手解决问题。研究表明，当组织受到损伤，会引起细胞释放大量组胺和细胞因子，这些物质会引发局部炎症反应。同时，血管渗出纤维蛋白，形成网状结构，进而造成纤维组织和蛋白的沉积。此时有两种可能的现象发生，其一是纤维蛋白溶酶原激活，使纤维蛋白溶解，从而引发正常的愈合过程；其二是如果纤维蛋白溶酶原被抑制，则会构成纤维蛋白结构，发生粘连。所以应该及时止血，从根本上防止粘连的发生。

理想的防粘连材料应具有低致敏性、适宜的组织粘附性；能完全覆盖创伤表面并且具有足够的体内存留时间；能降解吸收而不需二次手术将其取出；促进创面愈合；同时具有一定的机械强度而便于实施操作等。现有的已上市防粘连材料，尤其是膜材料，虽然防粘连效果确切，但都有明确的禁忌症，即感染性伤口及活动性出血性伤口禁用。研究表明，凝胶具有局部止血作用及抑制血纤维蛋白束形成，从而减少了因血肿机化而造成的组织粘连。同时具有选择性促进上皮细胞、内皮细胞生长而抑制成纤维细胞生长的生物特性，从而促进组织生理性修复，抑制疤痕形成，减少组织粘连。但是，凝胶的机械强度较差，不便于体内植入和形态的长期保持。

因此，目前我们亟待寻找一种合适的复合高分子材料制备的防粘连纤维材料，所制备的材料具有适宜的机械强度，同时可以止血防粘连，实现高效治疗，达到止血、预防术后粘连的功效。我们前期的研究表明将止血剂与防粘连材料复合能够有效阻止术后活动性出血的发生，但对于止血剂用量的选择，如何更好的针对不同创面释放以及止血完成后防粘连膜中残留止血剂的代谢问题一直没有解决。如何更好的将止血凝胶与防粘连材料联合使用发挥其各自功效，即保留防粘连材料的机械强度和止血凝胶的止血功能，凝血被锁定在材料内不诱使成纤维原细胞粘附，同时不影响间皮细胞愈合，是材料选择和设计的关键，也是作为止血防粘连材料的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法，所述制备方法制备的自粘止血防粘连纤维体具备足够的机械强度，同时可以止血防粘连，适合活动性出血的止血和防粘连治疗。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案：

一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法，包括：

（1）将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子通过高压静电纺丝制成复合纤维材料；

（2）将所述复合纤维材料在羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液中浸泡1-5小时，冷冻干燥后，在40-85℃条件下热压15-60分钟，得到所述自粘止血防粘连纤维体。

本发明的自粘止血防粘连纤维体中，聚乳酸-羟基乙酸共聚物（poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA），是由两种单体——乳酸（Lactic acid，LA）和羟基乙酸（glycolic acid，GA）随机聚合而成，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能，已被广泛应用于制药、医用工程材料和现代化工业领域，在美国PLGA通过美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）认证，被正式作为药用辅料收录进美国药典。两种单体——乳酸和羟基乙酸的比例不同可以制备出不同类型的PLGA，例如：PLGA75：25表示该聚合物由75%乳酸和25%羟基乙酸组成。聚乳酸（polylactic acid，PLA）又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生，聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物，是由聚乳酸和聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）共聚形成的，是可降解医用材料，目前有多种方法可以制备，比如中国发明专利公布号CN102702535A公开了一种肌酐催化合成聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物的工艺方法。聚己内酯-羟基乙酸共聚物，又称乙交酯-ε-己内酯共聚物（poly(glycolide-co-ε-caprolactone)，PGCL），是乙交酯（glycollide，GA）和ε-已内酯（ε-caprolactone，CL）的共聚物，作为可生物降解的高分子材料，在医用高分子材料的研究和开发中占有重要地位，在手术缝合线、人造皮肤及血管、骨骼固定及修复、药物控制释放、组织工程等许多领域得到了应用。通过控制乙交酯单体和ε-已内酯单体的比例，可以得到不同重量比的乙交酯己内酯共聚物。聚己内酯（Polycaprolactone，PCL），是由ε-己内酯在金属有机化合物（如四苯基锡）做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯，其分子量与歧化度随起始物料的种类和用量不同而异。

羧甲基壳聚糖（Carboxymethyl chitosan）是一种水溶性壳聚糖衍生物，有许多特性，如抗菌性强，具有保鲜作用，是一种两性聚电解质等。其主要药理作用包括抗菌抗感染、降脂和防治动脉硬化、抗病毒、抗肿瘤、抗凝血、降血糖，在化妆品、保鲜及医药等方面有多种应用。Muzzarelli等在五六十年代就充分认识到壳聚糖硫酸酯的化学结构与肝素相似，预示此类化合物有抗凝血活性。1985年Hirano报道，分子量26000的O-位双硫酸酯羧甲基壳聚糖的抗凝血活性是肝素（174单位/毫克）的1.9～2.2倍。

优选地，所述有机高分子的重均分子量为5～50万，例如5万、6万、8万、10万、12万、15万、18万、20万、24万、25万、27万、30万、32万、35万、38万、40万、42万、45万、48万、49万或50万。

优选地，所述羧甲基壳聚糖的重均分子量为1～8万，例如1万、2万、3万、4万、5万、6万、7万或20万。

优选地，所述羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液中，羧甲基壳聚糖的浓度为2-6%（W/V），例如2%（W/V）、3%（W/V）、4%（W/V）、5%（W/V）或6%（W/V），氯化钙的浓度为5-20%（W/V），例如6%（W/V）、8%（W/V）、12%（W/V）、15%（W/V）、18%（W/V）或19%（W/V）。

更优选地，所述羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液通过如下方法配制：将羧甲基壳聚糖溶于水中配制成浓度为1-3%（W/V）的水溶液，室温搅拌并滴加饱和氯化钙水溶液，然后补加羧甲基壳聚糖，使羧甲基壳聚糖的终浓度为2-6%（W/V）、氯化钙的终浓度为5-20%（W/V）。

其中，所述步骤（2）中，浸泡时间可以是1小时、2小时、3小时、4小时或5小时；热压温度可以是42℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或84℃；热压时间可以是15分钟、18分钟、25分钟、30分钟、40分钟或50分钟；优选50℃热压20分钟。

优选地，所述步骤（1）具体为：

（1a）将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子溶于有机溶剂中，配制成浓度为20-50%（W/V）的有机高分子溶液；

（1b）将所述有机高分子溶液注入注射器中，加上不锈钢针头，在电压为10-30KV，溶液流速为1-5mL/h，接收距离为5-25cm的条件下，进行静电纺丝得到复合纤维材料，室温真空干燥24-48小时，去除残留溶剂。

更优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃和六氟异丙醇中的一种或至少两种的混合。

更优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide，DMF）、丙酮、四氢呋喃（Tetrahydrofuran，THF）和六氟异丙醇（Hexafluoroisopropanol，HFIP）中的一种或至少两种的混合。所述混合的典型但非限定性的实例比如：DMF和丙酮，THF和丙酮，DMF、THF和丙酮等。

其中，有机高分子溶液的浓度可以是：20%（W/V）、25%（W/V）、28%（W/V）、30%（W/V）、32%（W/V）、35%（W/V）、38%（W/V）、42%（W/V）、45%（W/V）或48%（W/V），其中重量（W）以单位克（g）计，体积（V）以单位毫升（mL）计，重量/体积（W/V）以单位克/毫升（g/mL）计。

优选地，所述步骤（1b）中，电压可以是12KV、15KV、18KV、22KV、25KV、27KV或29KV；溶液流速可以是1.5mL/h、2mL/h、2.5mL/h、3mL/h、3.5mL/h、4mL/h或4.5mL/h；接收距离可以是6cm、7cm、9cm、11cm、13cm、15cm、17cm、19cm、21cm、23cm或24cm；干燥时间可以是25小时、27小时、30小时、35小时、38小时、40小时、42小时、44小时、46小时或47小时。

作为本发明的一个最优选技术方案，所述制备方法包括：

（1’）将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子溶于N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃和六氟异丙醇中的一种或至少两种的混合的有机溶剂，配制成浓度为20-50%（W/V）的有机高分子溶液；

（2’）将所述有机高分子溶液注入注射器中，加上不锈钢针头，在电压为10-30KV，溶液流速为1-5mL/h，接收距离为5-25cm的条件下，进行静电纺丝得到复合纤维材料，室温真空干燥24-48小时，去除残留溶剂；

（3’）将羧甲基壳聚糖溶于水中配制成浓度为1-3%（W/V）的水溶液，室温搅拌并滴加饱和氯化钙水溶液，然后补加羧甲基壳聚糖，得到羧甲基壳聚糖的终浓度为2-6%（W/V）、氯化钙的终浓度为5-20%（W/V）的混合溶液；和

（4’）将所述复合纤维材料在所述混合溶液中浸泡2小时，冷冻干燥24-48小时，然后在50℃的热压板中热压20分钟，得到所述自粘止血防粘连纤维体。

本发明的有益效果为：采用本发明制备方法制备的自粘止血防粘连纤维体，将羧甲基壳聚糖热压物理交联，并与防粘连的复合纤维材料复合，有效保持原有特性，热压物理交联的羧甲基壳聚糖在遇活动性出血时能够快速凝胶化，与创口表面紧密贴合，形成物理挤压的止血效果，同时分子上的双硫酸酯能够活化凝血酶，进一步止血，同时不产生代谢隐患；当活动性出血停止后，凝血被包覆在羧甲基壳聚糖凝胶内，大约2小时后凝胶逐渐被稀释吸收，剩余的防粘连的复合纤维材料不影响创面间皮细胞修复，进一步起到术后防粘连的效果。

附图说明

图1是采用本发明实施例1制备的自粘止血防粘连纤维体对活动性出血模型鼠进行伤口包扎的结果图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解，以下实施例仅为本发明的优选实施例，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂厂商购买得到的。

实施例1：

本实施例按照如下方法制备具有自粘止血功能的防粘连纤维体：

（1）配制有机高分子混合溶液：将PLGA（Mw=8万，LA/GA=75/25）溶于DMF/丙酮混合溶剂（DMF/丙酮的体积比1/1），配制成浓度为30%（W/V）的有机高分子混合溶液，室温搅拌12小时。

（2）制备防粘连纤维材料：将步骤（1）配制的有机高分子混合溶液分别注入10个10mL的注射器中，加上5号不锈钢针头，在电压为25KV，溶液流速为1.5mL/h，接收距离为18cm的条件下进行多喷头静电纺丝40分钟，得到复合纤维材料，室温真空干燥24-48小时，除去残留溶剂，纤维膜材料厚度为100-140微米。

（3）配制止血材料溶液：将羧甲基壳聚糖（Mw=25000）200mg溶于水溶液配制成浓度为2%（W/V）的溶液10mL，室温搅拌缓慢滴加饱和CaCl₂水溶液1mL，控制速率为1mL/h；此后补加羧甲基壳聚糖100mg，使最终羧甲基壳聚糖的浓度为3%，CaCl₂浓度为12%。

（4）制备自粘止血防粘连纤维体复合材料：将步骤（2）制备的复合纤维材料浸泡于步骤（3）的止血材料溶液中，置于表面皿中2小时后，直接冷冻干燥24小时，取出后，在50℃热压板中热压20分钟，得到自粘止血防粘连纤维体。

实施例2：

（1）配制有机高分子混合溶液：将PLA（Mw=5万）溶于DMF/丙酮混合溶剂（DMF/丙酮的体积比1/1），配制成浓度为20%（W/V）的有机高分子混合溶液，室温搅拌8小时。

（2）制备防粘连纤维材料：将步骤（1）配制的有机高分子混合溶液分别注入10个10mL的注射器中，加上5号不锈钢针头，在电压为10KV，溶液流速为5mL/h，接收距离为25cm的条件下进行多喷头静电纺丝40分钟，得到复合纤维材料，室温真空干燥24小时，除去残留溶剂，纤维膜材料厚度为100-120微米。

（3）配制止血材料溶液：将羧甲基壳聚糖（Mw=10000）100mg溶于水溶液配制成浓度为1%（W/V）的溶液10mL，室温搅拌缓慢滴加饱和CaCl₂水溶液0.5mL，控制速率为1mL/h；此后补加羧甲基壳聚糖100mg，使最终羧甲基壳聚糖的浓度为2%，CaCl₂浓度为6%。

（4）制备自粘止血防粘连纤维体复合材料：将步骤（2）制备的复合纤维材料浸泡于步骤（3）的止血材料溶液中，置于表面皿中2小时后，直接冷冻干燥48小时，取出后，在40℃热压板中热压60分钟，得到自粘止血防粘连纤维体。

实施例3：

（1）配制有机高分子混合溶液：将PGCL（Mw=50万，CL/GA=75/25）溶于DMF/丙酮混合溶剂（DMF/丙酮的体积比1/1），配制成浓度为50%（W/V）的有机高分子混合溶液，室温搅拌15小时。

（2）制备防粘连纤维材料：将步骤（1）配制的有机高分子混合溶液分别注入10个10mL的注射器中，加上5号不锈钢针头，在电压为30KV，溶液流速为1mL/h，接收距离为5cm的条件下进行多喷头静电纺丝60分钟，得到复合纤维材料，室温真空干燥48小时，除去残留溶剂，纤维膜材料厚度为150-180微米。

（3）配制止血材料溶液：将羧甲基壳聚糖（Mw=80000）400mg溶于水溶液配制成浓度为4%（W/V）的溶液10mL，室温搅拌缓慢滴加饱和CaCl₂水溶液1.5mL，控制速率为1mL/h；此后补加羧甲基壳聚糖200mg，使最终羧甲基壳聚糖的浓度为6%，CaCl₂浓度为18%。

（4）制备自粘止血防粘连纤维体复合材料：将步骤（2）制备的复合纤维材料浸泡于步骤（3）的止血材料溶液中，置于表面皿中2小时后，直接冷冻干燥48小时，取出后，在85℃热压板中热压15分钟，得到自粘止血防粘连纤维体。

实施例4：

（1）配制有机高分子混合溶液：将PCL（Mw=20万）溶于DMF/丙酮混合溶剂（DMF/丙酮的体积比2/1），配制成浓度为35%（W/V）的有机高分子混合溶液，室温搅拌10小时。

（2）制备防粘连纤维材料：将步骤（1）配制的有机高分子混合溶液分别注入10个10mL的注射器中，加上5号不锈钢针头，在电压为20KV，溶液流速为3mL/h，接收距离为15cm的条件下进行多喷头静电纺丝50分钟，得到复合纤维材料，室温真空干燥36小时，除去残留溶剂，纤维膜材料厚度为110-130微米。

（3）配制止血材料溶液：将羧甲基壳聚糖（Mw=40000）200mg溶于水溶液配制成浓度为2%（W/V）的溶液10mL，室温搅拌缓慢滴加饱和CaCl₂水溶液1mL，控制速率为1mL/h；此后补加羧甲基壳聚糖200mg，使最终羧甲基壳聚糖的浓度为4%，CaCl₂浓度为12%。

（4）制备自粘止血防粘连纤维体复合材料：将步骤（2）制备的复合纤维材料浸泡于步骤（3）的止血材料溶液中，置于表面皿中2小时后，直接冷冻干燥36小时，取出后，在50℃热压板中热压20分钟，得到自粘止血防粘连纤维体。

试验实施例1

采用本发明实施例1制备的自粘止血防粘连纤维体对活动性出血模型鼠进行伤口包扎的结果如图1所示。直接用湿润纱布包覆的伤口（空白对照），5min后依旧存在活动性出血；未加止血海绵的纤维材料包覆的伤口（85/15）会使血液凝固在伤口表面，形成大量凝血；化学交联的止血海绵包覆的伤口（85/15+Chem），由于交联度较高，凝胶化及粘附性差，也会存在一定血块；而本发明的自粘止血防粘连纤维体（85/15+Phys），将超细纤维（防粘连纤维材料）与止血海绵（热压物理交联的羧甲基壳聚糖）有效结合，止血海绵采用物理交联，能够快速成凝胶粘附于创口表面，大约2小时后即完全凝胶化被稀释吸附，止血效果确切，且不影响创口愈合，能够有效减少术后粘连的发生。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及详细方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明选用组分的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种自粘止血防粘连纤维体的制备方法，包括：

(1)将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子通过高压静电纺丝制成复合纤维材料；

(2)将所述复合纤维材料在羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液中浸泡1-5小时，冷冻干燥后，在40-85℃条件下热压15-60分钟，得到所述自粘止血防粘连纤维体；

所述有机高分子的重均分子量为5～50万；所述羧甲基壳聚糖的重均分子量为1～8万；

所述羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液中，羧甲基壳聚糖的浓度为2-6％(W/V)、氯化钙的浓度为5-20％(W/V)。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖和氯化钙的水溶液通过如下方法配制：将羧甲基壳聚糖溶于水中配制成浓度为1-3％(W/V)的水溶液，室温搅拌并滴加饱和氯化钙水溶液，然后补加羧甲基壳聚糖，使羧甲基壳聚糖的终浓度为2-6％(W/V)、氯化钙的终浓度为5-20％(W/V)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

(1a)将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子溶于有机溶剂中，配制成浓度为20-50％(W/V)的有机高分子溶液；

(1b)将所述有机高分子溶液注入注射器中，加上不锈钢针头，在电压为10-30KV，溶液流速为1-5mL/h，接收距离为5-25cm的条件下，进行静电纺丝得到复合纤维材料，室温真空干燥24-48小时，去除残留溶剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃和六氟异丙醇中的一种或至少两种的混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1’)将选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物、聚己内酯-羟基乙酸共聚物和聚己内酯的有机高分子溶于N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃和六氟异丙醇中的一种或至少两种的混合的有机溶剂，配制成浓度为20-50％(W/V)的有机高分子溶液；

(2’)将所述有机高分子溶液注入注射器中，加上不锈钢针头，在电压为10-30KV，溶液流速为1-5mL/h，接收距离为5-25cm的条件下，进行静电纺丝得到复合纤维材料，室温真空干燥24-48小时，去除残留溶剂；

(3’)将羧甲基壳聚糖溶于水中配制成浓度为1-3％(W/V)的水溶液，室温搅拌并滴加饱和氯化钙水溶液，然后补加羧甲基壳聚糖，得到羧甲基壳聚糖的终浓度为2-6％(W/V)、氯化钙的终浓度为5-20％(W/V)的混合溶液；和

(4’)将所述复合纤维材料在所述混合溶液中浸泡2小时，冷冻干燥24-48小时，然后在50℃的热压板中热压20分钟，得到所述自粘止血防粘连纤维体。