CN105031715A - 一种新型快速止血海绵贴剂的制备技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于快速止血的海绵贴剂及其制备方法。涉及一种交联了凝血酶的海绵贴剂，采用将海绵胶液直接喷涂于基材上之后脱水制备，由基材层、衬垫层、黏胶层、海绵层及包装组成。其基材层构成材料包括但不限于聚乙烯醇、弹力布、PE及PU等材料。衬垫层构成材料包括但不限于人造纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、褐藻酸盐以及其中的一种或者两种以上组合使用。黏胶层构成材料包括但不限于丙烯类粘接剂、有机硅类粘接剂、聚氨酯类粘接剂、天然橡胶等以及这些胶按照不同比例和种类调配的混合胶。

Description

一种新型快速止血海绵贴剂的制备技术

技术领域:

本发明涉及了一种新型贴剂，尤其是一种带有快速止血海绵的贴剂的制备方法，属于医用生物材料领域。

背景技术：

世界范围内5～44岁年龄段人群中，因创伤而死亡的人数占总死亡人数的10％，是本年龄段最主要的死亡原因。创伤过程中不可控的出血是导致患者死亡的重要原因，占创伤相关死亡人数的30％～40％。因此，对不可控制出血进行早期控制一直是医学界研究的热点。此外，某些手术治疗过程、战争环境及突发事件中快速、简便及有效止血同样具有重要意义。传统的挤压、烧灼和缝合等止血方法有时并不能及时有效地达到止血作用，特别是在皮肤创伤、肝脾肾等软组织器官损伤的出血治疗中，常规止血方法往往难以为进一步治疗赢得时间，造成后续处理困难。因此，采用生物相容的止血材料进行止血是目前应用和研究的热点。

目前市场上的止血材料主要有明胶海绵、胶原蛋白海绵、纤维蛋白胶、氧化纤维素、多孔类无机材料（如沸石）、改性淀粉及基于壳聚糖的止血绷带等。它们止血效果确切，但各自都有一定的不足之处。1945年出现的医用止血明胶，是目前出血急救或外科手术中使用最普遍的局部止血材料之一，该明胶由动物皮肤提取纯化而来，其多孔结构可吸收自身重量45倍的血液，且多孔结构吸收血液膨胀后破坏血小板，促进凝血块及其网架结构的形成，进而封闭血管创口或创面，从而达到止血作用。但其对组织的黏附力能力较差，止血功能单纯依赖于激活血小板和凝血因子，因而应用受到限制，胶原蛋白海绵也具有类似的缺陷。早期的纤维蛋白胶产品是将纤维蛋白粉加入牛凝血酶和凝血因子制成，并因被发现与病毒传播有着密切关系而被FDA禁止。目前使用的纤维蛋白胶以混合人血浆为原料制得，使用更为方便和快捷，但成本较高不易得，且仍具有病毒感染的风险。临床上使用的可吸收氧化再生纤维素止血纱布由于其形状较易改变可以更好地贴合出血部位，与明胶海绵相比具有更好的止血效果，但会延迟伤口愈合、加剧破损组织及周围组织的炎症反应。类似地，多孔沸石和改性淀粉在吸收血液水分后会释放大量热量，同样具有诱发伤口炎症反应的风险。基于壳聚糖的止血绷带能迅速止住大型创口出血。正电性壳聚糖能够吸引带负电的血细胞，并促进血小板活化和血液凝固，且在与血液接触后具有粘性，能紧紧地黏附于创口上。但其无法在创面自然降解，易产生瘢痕。因此，研制一种安全有效的新型止血材料和器械具有广泛的应用价值。

发明内容：

凝血酶是临床常用的速效止血药，其作用是辅助生理性凝血级联反应的最后一步，使与其接触的血液中的纤维蛋白原迅速转变为纤维蛋白连结成网状并聚集，从而在使用部位形成富含纤维蛋白的稳定血凝块，达到快速止血的目的。作为一种酶类试剂，凝血酶易失活变性，稳定性较差，使其应用受到了一定限制。研究表明，常温下凝血酶的水溶液在保存24天后就完全失活。采用化学法把酶通过共价键固定在基材上是提高酶的稳定性的有效方法，除此之外，缩短产品暴露于外界环境时间，保持产品处于无水无氧环境有利于进一步改善其稳定性，提高凝血效果。

本发明应用于突发性大型、深型伤口的快速止血贴剂，包含了五个部分，基材层、衬垫层、黏胶层、海绵层及包装，其中海绵层交联了能快速止血的凝血酶。

组成本发明基材的成分包括但不限于聚乙烯醇、弹力布、PE及PU等材料，基材作为本发明创可贴的支持材料，具有保护、支撑和粘附其它材料的作用，同时也具有保护伤口的作用。从基材的选择而言，弹力布型创可贴是中国市场的主导产品。衬垫层的成分包括但不限于织布、无纺布、含有水或油状成分的高分子凝胶等。作为织布或无纺织布的构成材料，包括但不限于人造纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、褐藻酸盐等，能够将其中的一种或者两种以上组合而使用。基材与衬垫层一起作为本发明创可贴的支撑结构要求具有一定机械强度、透气、保湿、无毒、可降解、与组织贴附及贴合性好、表面及内部结构有利于海绵胶液粘附并渗入等性能。基材与衬垫层一起作为本发明创可贴的支撑结构和交联了凝血酶的生物可降解海绵之间可以是粘结和交联的。本发明所采用的粘结胶成分包括但不限于丙烯类粘接剂、有机硅类粘接剂、聚氨酯类粘接剂以及天然橡胶等，这些胶根据不同性质可以按照一定的比例和种类调配。

制备含有凝血酶的海绵材料包括但不限于明胶、聚乙烯醇、壳聚糖和胶原蛋白等高分子材料物质，以及这些材料根据不同性质按照一定的比例和种类调配。在一定的条件和组合下，这些物质及不同物质的组合物都具有形成海绵的特性，根据材料分子量、来源、聚合度等理化性质的不同制备的工艺略有不同。

凝血酶在加入交联剂之后加入，其用量越大，凝血速度越快，加入的凝血酶在交联剂的作用下固定到海绵的内部和表面上，这种交联作用显著提高了凝血酶的稳定性。固化了凝血酶的各种海绵如明胶海绵、聚乙烯醇海绵和壳聚糖海绵能够吸收本身重量几十倍的血液，并激活血液中的纤维蛋白原转化为纤维蛋白，这些纤维蛋白不仅能够互相粘结凝血，并能够依附于海绵的纤维上使血流迅速凝固，这样多重凝血作用组合使得凝血速度更快。

通过以下方式制备海绵：取海绵材料壳聚糖、聚乙烯醇或明胶适量，加入适量的水，在一定温度下加热搅拌使壳聚糖、聚乙烯醇或明胶全部溶解或溶胀成一种胶液。加入凝血酶和交联剂在一定的温度水浴中保温一定时间进行交联。保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部胶液生成泡沫后，倒入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布黏胶层的支撑结构上，水分去除后将制备出交联了凝血酶的生物可降解海绵按合适大小或形状进行切割后包装。

胶液粘度对形成海绵的质量至关重要，胶原蛋白、壳聚糖、聚乙烯醇或明胶和水的重量比控制在1:3～1:30之间，优选的比例是在1:8～1:15之间，更优选的重量比是1:10～1:15。

采用不同材料制备海绵过程中，温度具有差别，一般来说在70℃以下。凝血酶的加入可以是在海绵制备过程中的各个步骤，但对于对热不稳定的凝血酶，温度越低越有利于其保持活性，所以本发明的凝血酶采用的是在胶液冷却并加入交联剂之后加入，具体地是待胶液冷却到30℃～40℃时加入。

在本发明中采用的交联剂为甲醛或戊二醛溶液或其任意比例的混合液，交联剂与胶液的体积比为1:2～1:30，优选的体积比例为1:10～1:15。甲醛和戊二醇的配制主要和全部是水，适量加入有机溶剂如乙醇、甲醇等有可能起到更好的效果。交联温度在本发明中尤为重要，在本发明中，既要使海绵材料交联，又要使蛋白酶和海绵材料交联，温度控制在15℃～45℃是适当的，温度越低交联过程越慢，通常交联的时间控制在1h左右为宜，在本发明中更优选的温度是25℃～40℃，再优选的温度为32℃～38℃。交联的时间和温度与交联剂的浓度、种类有关，当交联剂的浓度低时，可适当延长交联的时间。

将交联后的胶液用搅拌器剧烈搅拌，含凝血酶的胶液就会形成泡沫，将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布黏胶层的基材上，采用冷冻干燥、低温烘干或晾干的方式去除水分，本发明中优选的去除水分方式是冷冻干燥。将已制备成型的交联了凝血酶的海绵创可贴按合适大小或形状进行切割，采用复合薄膜、无纺布合成纸及铝塑包装，本发明中优选的包装方式是铝塑包装。

大鼠肝损伤模型止血实验：

健康雄性SD大鼠，体重300～350g，室温23℃～25°C下单笼饲养，自由进食标准饲料和水，12h光照/黑暗交替。大鼠以10%水合氯醛（剂量0.3mL/100g）腹腔内注射麻醉，仰卧位固定、消毒，取腹部正中切口长约5cm，逐层剪开皮肤、肌肉及腹膜，进腹。暴露肝脏。将肝脏右叶充分暴露后在其正中以尖刀划取1cm×1cm的正方形边界，深约0.5cm。以组织剪将边界内肝组织去除，并以组织镊刮除创面，使肝脏创面出现明显渗血。将预先准备好的止血贴（3cm×3cm）置于创面，充分覆盖并贴附肝组织，以干棉球于材料外侧创面上方适当压迫并计时，记录渗血完全停止时间。每种材料平行测定10次，评估止血效果。按公开专利:2015101720057方法制备交联了凝血酶的明胶海绵贴剂与本发明贴剂比较，并采用普通干纱球行同样操作作为对照。结果可见：暴露大鼠肝脏右叶后制作肝脏渗血模型，可见明显肝脏创面渗血，以本发明海绵贴剂准确贴附于创面及其周围肝组织并适当压迫。记录出血停止时间，将材料与创面接触部位形成的凝固物仔细自材料表面剥离使其留在创面局部，移除止血材料。可见肝脏渗血创面获良好止血。

四组材料对大鼠肝损伤渗血模型平均止血时间分别为：本发明一步法制备明胶海绵组133.7±13.1s，两步法制备明胶海绵组145.6±9.8s，市售明胶海绵组179.3±14.5s，医用棉球组5min内均无法有效止血。组间两两比较：一步法制备明胶海绵组vs两步法制备明胶海绵组，P<0.05；一步法制备明胶海绵组vs市售明胶海绵，P<0.01；两步法制备明胶海绵组vs市售明胶海绵，P<0.01。本发明一步法制备明胶海绵在大鼠肝损伤渗血模型止血时间上显著短于市售明胶海绵和两步法制备明胶海绵，说明采用一步法制备的明胶海绵更好地保持了凝血酶的活性，有利于快速有效地止血。

附图说明图1不同材料对大鼠肝损伤渗血模型止血效果

具体实施方式：

实施例1

称取明胶20g，加入水200mL，在60℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶1000单位和11%甲醛稀释液10mL，在35℃水浴中保温约1h。保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布丙烯酸胶的弹力布上，冷冻干燥去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用铝塑灭菌包装。

实施例2

称取明胶20g，加入水200mL，在60℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶10000单位和6%戊二醛稀释液5mL，在35℃水浴中保温约2h。保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布热熔胶的无纺布上，冷冻干燥去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用复合薄膜灭菌包装。

实施例3

称取胶原蛋白20g，加入水300mL，在60℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶10000单位和11%甲醛稀释液10mL，在35℃水浴中保温约1h（但不超过1h）。保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布热熔胶的弹力布上，低温干燥去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用合成纸灭菌包装。

实施例4

称取壳聚糖20g，加入水250mL，在65℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶5000单位和6%甲醛稀释液10mL，在35℃水浴中保温约2h。保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布透明胶的无纺布上，晾干去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用铝塑灭菌包装。

实施例5

称取胶原蛋白10g，加入水100mL，在60℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶1000单位和11%戊二醛稀释液5mL，在35℃水浴中保温约0.5h保温结束后，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布热熔胶的无纺布上，冷冻干燥去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用铝塑灭菌包装。

实施例6

称取明胶20g，加入水150mL，在65℃水浴中加热搅拌使明胶全部溶解。加入凝血酶1000单位和3%甲醛稀释液10mL，在37℃水浴中保温约1.5h，保温结束后。边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。待全部溶液生成泡沫后将泡沫装入涂布装置中，按不同大小、形状及面积喷涂于预先涂布热熔胶的无弹力布上，冷冻干燥去除水分。将已制备成型的海绵创可贴按需切割，采用铝塑灭菌包装。

Claims (12)

1.一种用于快速止血的海绵贴剂，通过以下方式制备：海绵材料加入适量水，加热搅拌溶解或溶胀，加入凝血酶和交联剂保温一定时间交联，边向溶液中鼓入少量空气边用搅拌器快速搅拌。

2.待全部胶液形成泡沫后，倒入涂布装置喷涂于预先涂布黏胶层的基材层上，水分去除后将海绵贴剂切割后灭菌包装。

3.根据权利要求1所述的海绵贴剂，由基材层、衬垫层、黏胶层、海绵层及包装组成。

4.根据权利要求2所述的海绵贴剂，其基材层构成材料包括但不限于聚乙烯醇、弹力布、PE及PU等材料。

5.根据权利要求1所述的衬垫层构成材料包括但不限于人造纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、褐藻酸盐以及其中的一种或者两种以上组合使用。

6.根据权利要求2所述的海绵贴剂，其黏胶层构成材料包括但不限于丙烯类粘接剂、有机硅类粘接剂、聚氨酯类粘接剂、天然橡胶等以及这些胶按照不同比例和种类调配的混合胶。

7.根据权利要求2所述的海绵贴剂，其海绵层构成材料包括但不限于明胶、聚乙烯醇、壳聚糖和胶原蛋白等高分子材料物质，以及这些材料按照一定的比例和种类调配的混合物。

8.根据权利要求2、6所述的海绵层，海绵材料与水的重量比例控制在1:3～1:30之间，优选的比例是在1:8～1:15之间，更优选的比例在1:10～1:15之间。

9.根据权利要求2、6、7所述的海绵层，凝血酶的加入可以是在海绵制备过程中的各个步骤，优选采用的方式是在胶液冷却并加入交联剂之后加入，具体是待胶液冷却到30℃～40℃时加入。

10.根据权利要求8所述的交联了凝血酶的海绵层，交联剂包括但不限于甲醛、戊二醛溶液或其两者任意比例的混合液；交联剂与胶液的体积比为1:2～1:30，优选的体积比例为1:10～1:15；交联温度控制在15℃～45℃，更优选的温度是25℃～40℃，再优选的温度为32℃～38℃。

11.根据权利要求1所述海绵贴剂，海绵与黏胶层的连接方式是海绵胶液直接喷涂在黏胶层上；水分去除方式是冷冻干燥、低温干燥及晾干，优选的水分去除方式是冷冻干燥。

12.根据权利要求2所述的海绵贴剂，包装材料包括但不限于复合薄膜、无纺布合成纸及铝塑等，优选的包装材料为铝塑。