CN105617446B - 一种止血复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种止血复合材料及其制备方法，所述止血复合材料包括混合的海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白，所述制备方法包括将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合。本发明的止血复合材料质地柔软，敷贴性强，免疫原性低，生物相容性强，可生物降解，止血所需时间短，具有优异的止血效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物复合材料领域，具体地，涉及一种止血复合材料及其制备方法。
背景技术
海藻酸盐，如海藻酸钠是一种提取自褐藻类的海带或马尾藻中的天然高分子多糖类化合物，是最丰富的海洋生物高聚物。它是由1,4-聚-B-D-甘露糖醛酸和a-L-古罗糖醛酸组成的一种线型聚合物,是海藻酸衍生物中的一种。海藻酸盐能与除镁、汞以外的二价金属离子发生快速的离子交换反应，生成海藻酸盐凝胶，具有止血、抑菌、促进创面愈合等特性，且因其生物相容性好，毒性低，可生物降解等特点被广泛应用。然而，在利用海藻酸盐凝胶对创口进行止血时，所需时间较长，其止血效果还有待进一步提高。
提取自贻贝的贻贝粘蛋白作为一类广谱性生物粘合剂近年来也受到广泛关注，具有高强度、高韧性和防水性的特点。贻贝粘蛋白强度极高的粘附性与其特殊的分子结构、分子内多巴(DOPA)介导的链间交联和与基底之间的相互作用方式有关。DOPA分子中的酚基的氧化以及由此所介导的DOPA分子与外界固体表面之间形成的共价/非共价键合耦联，这些作用力使得贻贝粘蛋白能够很好的粘附在创口上。贻贝粘附蛋白是一系列碱性蛋白质，在生理pH条件下带有大量正电荷。当带有正电荷的贻贝粘蛋白与带有负电荷的血液细胞接触，即会因静电作用促进血液细胞的团聚，起到一定的止血效果。同时因相同的作用机理能够促进创口表皮细胞的爬行生长，加快创口结痂愈合的速度。并且，贻贝粘蛋白还具有很好的生物相容性和可降解性，防水且无毒性，是一类极具优势和潜力的生物胶黏剂，在软组织粘接、人造骨骼、断骨接合、口腔修复、外科手术止血等领域具有广泛的应用前景。然而，在利用贻贝粘蛋白对创口进行止血时，其经济成本高，且所需时间较长，其止血效果还有待进一步提高。
因此，研发一种经济的、止血时间短、具有优异止血效果的止血材料，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中利用海藻酸盐凝胶或贻贝粘蛋白进行止血时所需时间较长，止血效果有待进一步提高的缺陷，提供一种止血复合材料及其制备方法，利用该止血复合材料进行止血时所需时间较短，具有优异的止血效果。
本发明的发明人在研究中意外发现，当海藻酸盐载体与贻贝粘蛋白存在于同一体系时，贻贝粘蛋白在增强海藻酸盐载体力学性能的同时能够提高其对创口的粘附能力，两种具有止血效果的生物材料相辅相成。与单独的海藻酸盐载体和单独的贻贝粘蛋白相比，利用包括混合的海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白的止血复合材料进行止血时所需时间明显较短，具有明显优异的止血效果。
因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种止血复合材料，所述止血复合材料包括混合的海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白。
第二方面，本发明提供了一种止血复合材料的制备方法，所述方法包括将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合。
第三方面，本发明提供了一种上述方法制备得到的止血复合材料。
本发明首次将贻贝粘蛋白与海藻酸盐载体共同运用到创口止血中，得到了一种新型的止血复合材料。该止血复合材料质地柔软，敷贴性强，免疫原性低，生物相容性强，可生物降解，使用后无需移除，止血所需时间短，具有优异的止血效果，且经济成本较低，可用于体表创口止血，也可用于体内组织、器官等部位止血，使用方便，应用范围广。本发明方法制备工艺简单，易操作，应用范围广。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图。
图2是本发明实施例1制备得到的止血复合材料的扫描电镜图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
第一方面，本发明提供了一种止血复合材料，该止血复合材料包括混合的海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白。
本发明的止血复合材料中，对于海藻酸盐载体没有特别的限定，可以为本领域常用的各种海藻酸盐，优选情况下，海藻酸盐载体为海藻酸盐溶液或海藻酸盐凝胶。对于海藻酸盐溶液和海藻酸盐凝胶没有特别的限定，可以为本领域常用的各种海藻酸盐溶液和海藻酸盐凝胶，优选地，海藻酸盐溶液为海藻酸钠溶液和/或海藻酸钾溶液，海藻酸盐凝胶为海藻酸钙凝胶、海藻酸钡凝胶和海藻酸锌凝胶中的一种或多种，进一步优选为海藻酸钙凝胶。
本发明的发明人在研究中进一步发现，当海藻酸盐载体为海藻酸盐凝胶时，能够进一步缩短止血时间，从而进一步提高止血复合材料的止血效果。因此，进一步优选地，海藻酸盐载体为海藻酸盐凝胶。
本发明的止血复合材料中，对于海藻酸盐凝胶的制备方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，优选情况下，海藻酸盐凝胶为将海藻酸盐溶液与二价金属离子盐溶液接触反应得到。进一步优选地，海藻酸盐溶液的浓度为1-50mg/ml，二价金属离子盐溶液的浓度为5-50mg/ml，海藻酸盐溶液与二价金属离子盐溶液的体积比为1：1-5。
本领域技术人员应该理解的是，二价金属离子盐溶液为除镁离子盐溶液、汞离子盐溶液以外的能够与海藻酸盐溶液发生快速离子交换反应的本领域常用的各种二价金属离子盐溶液，优选为钙离子盐溶液、钡离子盐溶液和锌离子盐溶液中的一种或多种。优选情况下，海藻酸钙凝胶由海藻酸盐溶液与钙离子盐溶液反应形成，钙离子盐溶液优选为氯化钙溶液、硫酸钙溶液和葡萄糖酸钙溶液中的一种或多种。海藻酸钡凝胶由海藻酸盐溶液与钡离子盐溶液反应形成，钡离子盐溶液优选为氯化钡溶液和/或硝酸钡溶液。海藻酸锌凝胶由海藻酸盐溶液与锌离子盐溶液反应形成，锌离子盐溶液优选为氯化锌溶液、硫酸锌溶液和葡萄糖酸锌溶液中的一种或多种。
本发明的止血复合材料中，对于贻贝粘蛋白没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够得到的各种来源于海洋贻贝的贻贝粘蛋白及其溶液，例如可以为提取自海洋紫贻贝的Mefp-1～Mefp-6六种蛋白的混合物，对混合物中六种蛋白的比例没有特别的限定；也可以为商品化的BD Cell-TakTM(Mefp-1和Mefp-2的混合物)；还可以为利用基因重组技术获取自工程菌的Mefp-5单一蛋白。
本发明的止血复合材料中，优选情况下，海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白混合的方式包括：先将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白混合制备混合液，再在混合液中加入二价金属离子盐溶液。进一步优选地，在混合液中加入二价金属离子盐溶液的方式包括：将混合液旋涂到平皿(如聚乙烯平皿)上，形成液体薄膜，然后将二价金属离子盐溶液平铺到前述液体薄膜上。
本发明的止血复合材料中，优选情况下，海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白混合的方式包括：向海藻酸盐溶液中加入二价金属离子盐溶液，形成海藻酸盐凝胶，将海藻酸盐凝胶脱水至原体积的40-90％后再加入贻贝粘蛋白溶液。
本发明的止血复合材料中，为了进一步提高止血复合材料的止血效果，优选情况下，止血复合材料中海藻酸盐载体与贻贝粘蛋白的质量比为0.1-100：1，进一步优选为20-70：1。
第二方面，本发明提供了一种止血复合材料的制备方法，该方法包括将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合。
本发明的制备方法中，优选情况下，海藻酸盐载体为海藻酸盐溶液和/或海藻酸盐凝胶，进一步优选为海藻酸盐凝胶。本领域技术人员应该理解的是，在制备止血复合材料的方法中，可以包括将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白进行混合，也可以包括将海藻酸盐凝胶和贻贝粘蛋白进行混合，优选包括将海藻酸盐凝胶和贻贝粘蛋白进行混合。
本发明的制备方法中，优选情况下，将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合的方式包括：先将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白混合制备混合液，再在混合液中加入二价金属离子盐溶液。本领域技术人员应该理解的是，可以通过将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白溶液混合制备混合液，也可以通过在海藻酸盐溶液中溶解贻贝粘蛋白粉末制备混合液，优选为通过在海藻酸盐溶液中溶解贻贝粘蛋白粉末制备混合液。进一步优选地，海藻酸盐溶液的浓度为1-50mg/ml，混合液中贻贝粘蛋白的浓度为0.5-10mg/ml，二价金属离子盐溶液的浓度为5-50mg/ml，混合液与二价金属离子盐溶液的体积比为1:1-5。
优选情况下，在混合液中加入二价金属离子盐溶液的方式包括：将混合液旋涂到平皿(如聚乙烯平皿)上，形成液体薄膜，然后将二价金属离子盐溶液平铺到前述液体薄膜上。
本发明的制备方法中，优选情况下，将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合的方式包括：向海藻酸盐溶液加入二价金属离子盐溶液，形成海藻酸盐凝胶，将海藻酸盐凝胶脱水至原体积的40-90％后再加入贻贝粘蛋白溶液。进一步优选地，海藻酸盐溶液的浓度为1-50mg/ml，二价金属离子盐溶液的浓度为5-50mg/ml，海藻酸盐溶液和二价金属离子盐溶液混合的体积比为1：1-5，贻贝粘蛋白溶液的浓度为0.5-10mg/ml，脱水后的海藻酸盐凝胶与贻贝粘蛋白溶液的体积比为0.05-1：1。
本发明的制备方法中，海藻酸盐溶液、海藻酸盐凝胶、贻贝粘蛋白和二价金属离子盐溶液均可参照前述记载。
第三方面，本发明提供了一种上述方法制备得到的止血复合材料。
本发明的止血复合材料在实际使用时，即利用本发明的止血复合材料进行止血时，可以在创口处原位制备本发明的止血复合材料，也可以将制备好的止血复合材料用于创口处。
例如，利用本发明的止血复合材料进行止血的方式可以包括：先将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白溶液的混合液敷于创口上，再在混合液中加入二价金属离子盐溶液。加入二价金属离子盐溶液后，待混合物成胶，对创口进行止血。
上述利用本发明的止血复合材料进行止血的方式中，海藻酸盐溶液及其浓度、贻贝粘蛋白溶液及其浓度、海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白溶液混合的体积比、二价金属离子盐溶液及其浓度、混合液与二价金属离子盐溶液的体积比均可参照前述记载。
利用本发明的止血复合材料进行止血的方式也可以包括将本发明的止血复合材料直接敷于创口上。
本发明提供的两种创口止血的方式中，本领域技术人员可以根据创口的不同位置选择不同的止血方式，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
以下实施例、对比例和试验例中：
扫描电镜的型号为SU-8020，购自日立公司。
BD Cell-TakTM购自BD Biosciences公司，货号为354242。
试验用成年大鼠购自北京大学医学部实验动物部，身体健康，各大鼠间的体征状况均表现一致。
实施例1
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.25g海藻酸钠粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。向前述海藻酸钠溶液中加入50mg的贻贝粘蛋白粉末，搅拌均匀。称取0.1g氯化钙粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成氯化钙溶液。将1ml海藻酸钠与贻贝粘蛋白的混合液旋涂到聚乙烯平皿上，形成液体薄膜，将1ml的上述氯化钙溶液平铺到前述液体薄膜上，形成凝胶，即得到基于海藻酸钙凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图如图1所示，由图1可知，该止血复合材料质地柔软，敷贴性强。
本实施例制备得到的止血复合材料的扫描电镜图如图2所示，由图2可知，该止血复合材料为多孔结构，可吸附贻贝粘蛋白。
实施例2
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.01g海藻酸钠粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。向前述海藻酸钠溶液中加入5mg的贻贝粘蛋白粉末，搅拌均匀。称取0.05g氯化钡粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成氯化钡溶液。将1ml海藻酸钠与贻贝粘蛋白的混合液旋涂到聚乙烯平皿上，形成液体薄膜，将2ml的上述氯化钡溶液平铺到前述液体薄膜上，形成凝胶，即得到基于海藻酸钡凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图和扫描电镜图均与实施例1相同。
实施例3
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.5g海藻酸钾粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。向前述海藻酸钾溶液中加入100mg的贻贝粘蛋白粉末，搅拌均匀。称取0.5g葡萄糖酸锌粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成葡萄糖酸锌溶液。将1ml海藻酸钾与贻贝粘蛋白的混合液旋涂到聚乙烯平皿上，形成液体薄膜，将5ml的上述葡萄糖酸锌溶液平铺到前述液体薄膜上，形成凝胶，即得到基于海藻酸锌凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图和扫描电镜图均与实施例1相同。
实施例4
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.25g海藻酸钾粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。称取0.1g氯化锌粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成氯化锌溶液。向2ml前述海藻酸钾溶液中加入5ml的氯化锌溶液，形成海藻酸锌凝胶，并将海藻酸锌凝胶脱水至原体积的60％。向1cm3脱水后的海藻酸锌凝胶中加入2.5ml的2mg/ml的贻贝粘蛋白溶液，即得到基于海藻酸锌凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图和扫描电镜图均与实施例1相同。
实施例5
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.01g海藻酸钠粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。称取0.05g葡萄糖酸钙粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成葡萄糖酸钙溶液。向2ml前述海藻酸钠溶液中加入2ml的葡萄糖酸钙溶液，形成海藻酸钙凝胶，并将海藻酸钙凝胶脱水至原体积的90％。向1cm3脱水后的海藻酸钙凝胶中加入1ml的10mg/ml的贻贝粘蛋白溶液，即得到基于海藻酸钙凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图和扫描电镜图均与实施例1相同。
实施例6
本实施例用于说明本发明的止血复合材料及其制备方法。
称取0.5g海藻酸钠粉末溶解于10ml双蒸水中，60℃恒温水浴条件下搅拌溶解。称取0.5g硝酸钡粉末溶于10ml双蒸水中，25℃下搅拌溶解成硝酸钡溶液。向2ml前述海藻酸钠溶液中加入10ml的硝酸钡溶液，形成海藻酸钡凝胶，并将海藻酸钡凝胶脱水至原体积的40％。向1cm3脱水后的海藻酸钡凝胶中加入20ml的0.5mg/ml的贻贝粘蛋白溶液，即得到基于海藻酸钡凝胶和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
本实施例制备得到的止血复合材料敷贴于手部时的直观效果图和扫描电镜图均与实施例1相同。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是，在海藻酸钠与贻贝粘蛋白的混合液形成的液体薄膜上不平铺氯化钙溶液，得到基于海藻酸钠溶液和贻贝粘蛋白的止血复合材料。
试验例1-7
将试验用麻醉后的成年大鼠固定，分别在其颈静脉上切出0.5mm大的创口。创口出血后分别将实施例1-6制备得到的止血复合材料和实施例7制备得到的1ml止血复合材料敷于创口上，创口停止出血的时间见表1，取下敷料，未见再次出血。
试验例8
按照试验例1的方法，不同的是，创口出血后用注射器将实施例1中的1ml海藻酸钠与贻贝粘蛋白的混合液敷于创口上，并迅速用注射器将1ml的10mg/ml的氯化钙溶液覆盖于敷有海藻酸钠与贻贝粘蛋白混合液的创口上。创口停止出血的时间见表1，取下敷料,未见再次出血。
对比试验例1
按照试验例1的方法，不同的是，创口出血后用注射器将实施例1中的1ml的海藻酸钠溶液敷于创口上。创口停止出血的时间见表1，取下敷料，未见再次出血。
对比试验例2
按照试验例1的方法，不同的是，创口出血后用注射器将1ml的5mg/ml的贻贝粘蛋白溶液敷于创口上。创口停止出血的时间见表1，取下敷料，未见再次出血。
对比试验例3
按照试验例1的方法，不同的是，创口出血后将实施例5中的1cm3的脱水后的海藻酸钙凝胶敷于创口上。创口停止出血的时间见表1，取下敷料,未见再次出血。
表1
| 试验例 | 创口停止出血时间(s) |
| 试验例1 | 40 |
| 试验例2 | 42 |
| 试验例3 | 45 |
| 试验例4 | 42 |
| 试验例5 | 43 |
| 试验例6 | 45 |
| 试验例7 | 60 |
| 试验例8 | 42 |
| 对比试验例1 | 180 |
| 对比试验例2 | 300 |
| 对比试验例3 | 150 |
比较表1中试验例1-8和对比试验例1-3的数据可知，与单独的海藻酸盐溶液、单独的贻贝粘蛋白溶液和单独的海藻酸盐凝胶相比，利用本发明的止血复合材料进行止血时所需时间明显较短，从而具有明显优异的止血效果。
比较表1中试验例1和试验例7的数据可知，当海藻酸盐载体为海藻酸盐凝胶时，能够进一步缩短止血所需时间，从而能够进一步提高止血复合材料的止血效果。
本发明的止血复合材料质地柔软，敷贴性强，免疫原性低，生物相容性强，可生物降解，止血所需时间短，具有优异的止血效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (12)
1.一种止血复合材料，其特征在于，所述止血复合材料包括混合的海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白；
止血复合材料中海藻酸盐载体与贻贝粘蛋白的质量比为0.1-100：1；
其中，所述海藻酸盐载体为海藻酸盐溶液和/或海藻酸盐凝胶。
2.根据权利要求1所述的止血复合材料，其中，所述海藻酸盐溶液为海藻酸钠溶液和/或海藻酸钾溶液，所述海藻酸盐凝胶为海藻酸钙凝胶、海藻酸钡凝胶和海藻酸锌凝胶中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的止血复合材料，其中，所述海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白混合的方式包括：先将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白混合制备混合液，再在混合液中加入二价金属离子盐溶液；或者包括：向海藻酸盐溶液中加入二价金属离子盐溶液，形成海藻酸盐凝胶，将海藻酸盐凝胶脱水至原体积的40-90％后再加入贻贝粘蛋白溶液。
4.根据权利要求1所述的止血复合材料，其中，止血复合材料中海藻酸盐载体与贻贝粘蛋白的质量比为20-70：1。
5.一种止血复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合；
其中，所述海藻酸盐载体为海藻酸盐溶液和/或海藻酸盐凝胶；
其中，止血复合材料中海藻酸盐载体与贻贝粘蛋白的质量比为0.1-100：1。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合的方式包括：先将海藻酸盐溶液和贻贝粘蛋白混合制备混合液，再在混合液中加入二价金属离子盐溶液。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在混合液中加入二价金属离子盐溶液的方式包括：先将混合液旋涂到平皿上，形成液体薄膜，然后将二价金属离子盐溶液平铺到所述液体薄膜上。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述海藻酸盐溶液的浓度为1-50mg/ml，所述混合液中贻贝粘蛋白的浓度为0.5-10mg/ml，所述二价金属离子盐溶液的浓度为5-50mg/ml，所述混合液与所述二价金属离子盐溶液的体积比为1:1-5。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，将海藻酸盐载体和贻贝粘蛋白进行混合的方式包括：向海藻酸盐溶液中加入二价金属离子盐溶液，形成海藻酸盐凝胶，将海藻酸盐凝胶脱水至原体积的40-90％后再加入贻贝粘蛋白溶液。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述海藻酸盐溶液的浓度为1-50mg/ml，所述二价金属离子盐溶液的浓度为5-50mg/ml，所述海藻酸盐溶液和所述二价金属离子盐溶液混合的体积比为1：1-5，所述贻贝粘蛋白溶液的浓度为0.5-10mg/ml，脱水后的海藻酸盐凝胶与所述贻贝粘蛋白溶液的体积比为0.05-1：1。
11.根据权利要求6或9所述的方法，其中，所述海藻酸盐溶液为海藻酸钠溶液和/或海藻酸钾溶液，所述二价金属离子盐溶液为钙离子盐溶液、钡离子盐溶液和锌离子盐溶液中的一种或多种。
12.权利要求5-11中任意一项所述的方法制备得到的止血复合材料。
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