CN104189941A - 一种壳聚糖凝胶止血材料及其制备方法 - Google Patents
一种壳聚糖凝胶止血材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种壳聚糖凝胶止血材料及其制备方法，由壳聚糖、交联剂与凝血酶复合得到。本发明的壳聚糖凝胶止血材料，生物相容性和生物降解性好，水凝胶具有良好的黏膜粘性和自适性，可实现体内快速止血、促进创面愈合、并缓释凝血酶达到防止术后运动造成的二次出血等作用，同时具有抗菌抑菌的特征，可有效防止创面感染。
Description
技术领域
本发明属于生物材料及凝胶制备技术领域，涉及一种壳聚糖凝胶止血材料及其制备方法。
背景技术
近年来，很多研究表明，在突发性事故的急救治疗、手术过程中的创伤止血，特别是在战争中受伤人员的救护中，病患者局部有效地快速止血非常重要。快速止血材料可有效降低人员伤亡。根据止血的机理，目前人们通过4种方式进行止血：一是促进血管收缩，降低毛细血管通透性、减少血流量，促进破损血管处的凝血过程。二是通过增加血小板数量，增强其聚集粘附，促进血小板释放凝血活性物质，达到止血目的。三是促进凝血系统激活，激活凝血酶原形成凝血酶，凝血酶催化纤维蛋白原形成纤维蛋白。四是通过抑制纤维蛋白溶解止血。
传统的止血材料一般原理为电荷作用富集血小板或者组织粘结止血，由于此类材料存在一些缺陷，存在止血效果不理想，仍有一定生理毒性的特点。具有更好的生物相容性，高效止血的新型止血材料称为研究热点。于是对于止血材料的改进一直是业者研究和开发的一项内容。
申请号为20100688022.9的发明公开了一种壳聚糖纤维医用敷料。该发明壳聚糖纤维医用敷料柔软，不沾黏伤口；可以减少血液流失及医护人员的操作时间；抑菌避免窗口感染；超强吸收迅速止血；适合处理动脉大量出血，减少术后并发症。
申请号为201120046396.5的发明采用壳聚糖止血层和聚丙烯酸接枝壳聚糖衬垫层组成的层状结构。其中，聚丙烯酸接枝壳聚糖衬垫层可提供强大的高分子吸水力，提高止血效果。此外该聚丙烯酸接枝壳聚糖层还可以附着一药物层，该药物层可以是抗菌药、止痛药和促进组织修复因子等，在止血的同时，预防和控制感染，减轻疼痛，加速创面愈合。
发明内容
本发明针对市场可生物降解止血愈创材料的不足，提供一种壳聚糖凝胶止血材料，由交联剂与凝血酶混合后，再与壳聚糖发生反应得到水凝胶，水凝胶冷冻干燥得到干凝胶。
本发明还提供该材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）壳聚糖水凝胶的制备：取浓度为1.0-4.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1.0-30.0mg/mL的交联剂和100-300U/mL凝血酶的混合溶液，其中壳聚糖溶液与所述混合溶液的体积比为3:1，在室温下混合反应1-5min，得到壳聚糖水凝胶；
（2）壳聚糖干凝胶的制备：将步骤（1）得到的壳聚糖水凝胶冷冻干燥处理，得到壳聚糖干凝胶。
优选的，所述的壳聚糖的脱乙酰度在85%-99.9%之间，平均分子量在20,000-100,000之间，具有可溶性。
优选的，所述的交联剂包括DF-PEG（二4-醛基苯甲酸聚乙二醇酯）、氧化β-环糊精、DF-PVA（二4-醛基苯甲酸聚乙烯醇酯）的单一组分或混合物。
优选的，壳聚糖溶液的浓度为3.0mg/mL，交联剂的浓度为10.0mg/mL，凝血酶的浓度为300U/mL。
优选的，反应时间为2min。
本发明的有益效果在于，该壳聚糖凝胶止血材料生物相容性优异，机械性能良好，止血时间短，同时具有极强的自适性，可最大化的贴合创面，促进伤口愈合，利用其黏膜粘性在患处缓释凝血酶分子，从而防止术后运动导致的二次出血，由于包埋、共价键键合双重作用，缓释具有稳定长效性。此外其抗菌性能还可以有效避免术后感染，该止血材料可以生物降解。由于特殊的席夫碱结构，水凝胶具有良好的自愈能力，在体内微创止血、给药等方向有较大的潜力，并且可通过pH、氨基酸等调节凝胶消化过程，达到可控释放药物的目的。
附图说明
图1：本发明的水凝胶及干凝胶照片。图a图b为水凝胶，图c图d为干凝胶；
图2：本发明所制备的水凝胶止血材料肝脏切口实验照片。图a为大鼠肝脏十字型切口，图b为对照组7天后创面，图c使用本发明样品7天后创面，图d为使用本发明样品21天后创面；
图3：本发明所制备的干凝胶止血材料大鼠剪尾实验照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PEG和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例2
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PEG和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
实施例3
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PVA和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例4
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PVA和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
实施例5
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的氧化β-环糊精和125U凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应1min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例6
取3体积浓度为3.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的氧化β-环糊精和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应1min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
实施例7
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PEG和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例8
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PEG和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
实施例9
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PVA和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例10
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的DF-PVA和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应2min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
实施例11
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的氧化β-环糊精和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应1min，得到壳聚糖水凝胶。
实施例12
取3体积浓度为3.0mg/mL的乙二醇壳聚糖溶液，加入1体积浓度为10.0mg/mL的氧化β-环糊精和300U/mL凝血酶的混合溶液，在室温下混合反应1min，得到壳聚糖水凝胶，冷冻干燥得到干凝胶。
对于大鼠肝脏十字切口止血及创面修复，采用上述实施例制得的水凝胶样品平均止血时间52s，远低于纱布止血组21min；7天开腹大鼠肝脏完全愈合，21天开腹创面瘢痕消失，较适合体内止血。
将水凝胶冷冻干燥得到的干凝胶样品，具有疏松多孔结构，可通过迅速吸干伤口水分浓缩创面血浆，促进凝血，部分形成水凝胶止血，同时更易于使用和保存，更适合体外止血，上述实施例制得的干凝胶样品用于剪尾实验平均止血时间91s，远低于纱布止血组33min。
以上实施例显示并描述了本发明的基本原理、制备方法。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，而不是以任何方式限制本发明的范围，在不脱离本发明范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (6)
1.一种壳聚糖凝胶止血材料，由交联剂与凝血酶混合后，再与壳聚糖发生反应得到水凝胶，水凝胶冷冻干燥得到干凝胶。
2.根据权利要求1所述的止血材料，其特征在于，所述的壳聚糖的脱乙酰度在85%-99.9%之间，平均分子量在20,000-100,000之间，具有可溶性。
3.根据权利要求1所述的止血材料，其特征在于，所述的交联剂包括DF-PEG（二4-醛基苯甲酸聚乙二醇酯）、氧化β-环糊精、DF-PVA（二4-醛基苯甲酸聚乙烯醇酯）的单一组分或混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的止血材料的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）壳聚糖水凝胶的制备：取浓度为1.0-4.0mg/mL的壳聚糖溶液，加入1.0-30.0mg/mL的交联剂和100-300U/mL凝血酶的混合溶液，其中壳聚糖溶液与所述混合溶液的体积比为3:1，在室温下混合反应1-5min，得到壳聚糖水凝胶；
（2）壳聚糖干凝胶的制备：将步骤（1）得到的壳聚糖水凝胶冷冻干燥处理，得到壳聚糖干凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，壳聚糖溶液的浓度为3.0mg/mL，交联剂的浓度为10.0mg/mL，凝血酶的浓度为300U/mL。
6.根据权利要求4所述的止血材料，其特征在于，反应时间为2min。
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