CN106822987A - 一种壳聚糖‑海藻酸盐多孔球珠止血材料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳聚糖‑海藻酸盐多孔球珠止血材料制备方法。所述方法包括S1.制备壳聚糖‑海藻酸盐复合水溶液；S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入复合醇溶液中，在超声的条件下将壳聚糖‑海藻酸盐复合水溶液滴加到复合醇溶液中，滴速20~30滴/min，滴加完毕停止超声，500~1000rpm搅拌30分钟；S3.过滤出球珠，洗涤，冷冻干燥即得。本发明制备的止血材料生物相容性好，安全无毒；可迅速促成血凝，具有高效止血活性；具有一定体积，不易进入血液引起血栓风险。同时，具备优良的伤口适应性，特别适用于深、窄和不规则的创伤止血。本发明制备工艺简单，易于工业化生产。

Description

一种壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，特别是涉及一种壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料制备方法。

背景技术

在战争时期，80%以上的伤亡是因外伤失血而失去生命；和平年代，因自然灾害、事故灾难等突发事件造成的外伤引起的大量失血也是伤残、死亡的主要原因。传统的止血棉纱、绷带等对于不规则形状、深、窄、动脉破裂等创伤的止血效果很不理想；止血粉虽然具有优良的伤口适用性，但易进入血液阻塞末梢动脉流动形成血栓。因此需要一种适用于现场和临床急救用的，快速、安全、高效的止血材料来代替传统止血材料。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰后产生的一种天然生物多糖，迄今是自然界唯一的碱性多糖，其自然资源十分丰富。由于具有优良的生物相容性、广谱抗菌性、止血促伤口愈合作用，且可生物降解安全无毒，被广泛应用于医药、食品、生物工程等领域。海藻酸盐是从海洋褐藻中提取的一种海藻多糖，无毒、有良好的生物降解性和相容性。由于其具有止血、抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、抗高血脂、降低血糖、抗辐射等作用，在生物医药领域已被开发成医用敷料、软骨组织工程修复、药物缓释载体、蛋白质及DNA 载体等材料。在与伤口渗出液接触时，海藻酸盐中的钙离子可以和体液中的钠离子发生离子交换，使它有很好的吸湿性和成胶性能。海藻酸盐可以吸收20倍以上自己体积的液体，可以吸收伤口的渗出物，减少微生物孳生及其所可能产生的异味。当海藻酸盐材料用于接触伤口表面时，它与伤口之间相互作用，会在伤口表面形成一层稳定的网状凝胶，可以保持一定的湿度，使伤口表面温度保持在37℃左右，有利于肉芽组织的形成并加强巨噬细胞的功能，减轻疼痛并分解坏死组织，提供伤口较佳的愈合环境。

在止血材料产品中，美国Celox止血粉，HemCon止血绷带都主要以壳聚糖为止血剂，英国Courtaulds公司在上世纪80 年代就将商品名为Sorbsan的海藻酸盐纤维敷料应用于止血领域，但存在着一些关键性的瓶颈问题，特别是不规则形状、深、窄、动脉破裂等创伤的止血，限制了它们的广泛应用。2002年，QuikClot沸石止血粉通过FDA批准用于严重出血创伤的急救，但在使用中QuikClot止血粉存在放热反应会超过100℃高温的缺陷，造成创面组织伤害。粉末状止血材料很容易在脉管内腔残留，阻塞末梢动脉流动形成血栓。WoundStat止血剂于2008年获得美国 FDA 认可并在同年大量应用于军队，但后来发现存在进入血液循环系统引起末梢血栓的风险，基于生物安全考虑，美军2009年已宣布禁止永远使用WoundStat。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种能快速止血的同时，兼备良好的生物和组织相容性，并解决颗粒物易残留带来的生物安全隐患的壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.分别制备3%~5%（W/V）壳聚糖水溶液和1%~3%（W/V）海藻酸盐水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到体积比为4:6的异丙醇-异辛醇复合醇溶液中，乙酰丙酮钙在复合醇溶液中含量为1%~3%（W/V），在超声的条件下，将S1的壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液以20~30滴/min的速度滴加到含有乙酰丙酮钙的复合醇溶液中，其中，壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液和含有乙酰丙酮钙的复合醇溶液的体积比为1:7~9，滴加完毕停止超声，500~1000rpm搅拌30分钟得球珠；

S3.过滤出球珠后经洗涤、预冻、冷冻干燥即得壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料。

本发明制备方法通过选用异丙醇-异辛醇复合醇溶液，并加入乙酰丙酮钙作为交联剂与壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液反应制备的多孔球珠止血材料孔隙率大、溶胀效果优良，可快速吸水溶胀，封堵创面，迅速促成血凝，具有高效止血活性；且制备的多孔球珠止血材料具有一定体积，不易进入血液引起血栓风险。

采用上述方法制备的多孔球珠止血材料干燥状态的粒径为1~2 mm，孔隙率为50%~80%，溶胀后粒径为5~12 mm。

优选地，制备的多孔球珠止血材料干燥状态的粒径为1.8~2 mm，孔隙率为73%~80%，溶胀后粒径为10.6~12 mm。

所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖，分子量为100~250 kDa、脱乙酰度90%~95%、羧甲基取代度50%~70%；所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸钾，粘度为200~800 mPa·s。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过控制制备方法中溶剂的含量和配比、交联剂的选用，制备的壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料孔隙率大，溶胀效果优良，可快速吸水溶胀，封堵创面，迅速促成血凝，具有高效止血活性；具有一定体积，不易进入血液引起血栓风险。同时，制备的止血材料生物相容性好，安全无毒；具备优良的伤口适应性，特别适用于深、窄和不规则的创伤止血。本发明制备工艺简单，易于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步解释说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应包括在本发明权利要求的保护范围之内。

实施例1

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量250 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度50%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度200mPa·s），制备3%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇-异辛醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速20滴/min，滴加完毕停止超声，500rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.4 mm，孔隙率为67%，溶胀后粒径7.3 mm。

实施例2

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量180 kDa、脱乙酰度93%、羧甲基取代度65%），制备3.5%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度400 mPa·s），制备2%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1.5%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速24滴/min，滴加完毕停止超声，700rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为2 mm，孔隙率为80%，溶胀后粒径12.0 mm。

实施例3

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量100 kDa、脱乙酰度93%、羧甲基取代度70%），制备5%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钾（粘度600 mPa·s），制备2%（W/V）海藻酸钾水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钾复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量2%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钾复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：7），滴速26滴/min，滴加完毕停止超声，800rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.8 mm，孔隙率为73%，溶胀后粒径10.6 mm。

实施例4

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量120 kDa、脱乙酰度95%、羧甲基取代度55%），制备5%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度600 mPa·s），制备3%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量3%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速28滴/min，滴加完毕停止超声，1000rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1 mm，孔隙率为50%，溶胀后粒径5 mm。

实施例5

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量200 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度60%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钾（粘度800 mPa·s），制备1%（W/V）海藻酸钾水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钾复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量3%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钾复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：9），滴速30滴/min，滴加完毕停止超声，600rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.6 mm，孔隙率为68%，溶胀后粒径9.6 mm。

对比例1

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量250 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度50%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度200mPa·s），制备3%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到乙醇/异丙醇（体积比4：6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速20滴/min，滴加完毕停止超声，500rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为0.3 mm，孔隙率为31%，溶胀后粒径0.7 mm。

对比例2

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量250 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度50%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度200mPa·s），制备3%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比1:4）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速20滴/min，滴加完毕停止超声，500rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.3 mm，孔隙率为35%，溶胀后粒径4.5 mm。

对比例3

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量250 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度50%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解海藻酸钠（粘度200mPa·s），制备3%（W/V）海藻酸钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液；

S2.将交联剂氯化钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4:6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-海藻酸钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速20滴/min，滴加完毕停止超声，500rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.2 mm，孔隙率为26%，溶胀后粒径2.1 mm。

对比例4

S1.用纯净水溶解壳聚糖（分子量250 kDa、脱乙酰度90%、羧甲基取代度50%），制备3%（W/V）壳聚糖水溶液；用纯净水溶解羧甲基纤维素钠，制备3%（W/V）羧甲基纤维素钠水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-羧甲基纤维素钠复合水溶液；

S2.将交联剂乙酰丙酮钙加入到异丙醇/异辛醇（体积比4:6）复合醇溶液中（交联剂在复合醇溶液中含量1%，W/V），置于超声仪中超声；将上述壳聚糖-羧甲基纤维素钠复合水溶液用恒压滴液漏斗滴加到复合醇溶液中（复合水溶液与复合醇溶液体积比1：8），滴速20滴/min，滴加完毕停止超声，500rpm搅拌30分钟，交联固化；

S3.过滤出球珠，先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤，-30℃预冻，冷冻干燥即得多孔球珠。

该止血材料干燥状态的粒径为1.5 mm，孔隙率为72%，溶胀后粒径9.7mm。

体外凝血实验：

自新西兰兔耳缘静脉取血于真空采血管中（含有枸橼酸钠抗凝剂，3.8%枸橼酸钠∶血=1∶9），备用；取洁净透明的塑料试管，分别加入50mg 上述实施例和对比例中的样品，轻摇试管使样品尽量铺开。空白试管作阴性对照，云南白药粉作阳性对照，每样品设三支试管做平行试验。依次将1mL 新鲜抗凝兔血加入上述试管中，平稳地移入37℃水浴中，开始计时；每隔 30s 将每组试管缓慢倾斜一次（角度小于30°），直至试管缓慢倒置血液不流动为止，按停秒表，记下该组凝血时间，时间超30分钟记作“不凝血”，实验数据均以“x±s”表示，结果见表1。

表1体外凝血实验结果

样品	凝血时间（s）
		空白对照	不凝血
云南白药	261±6
		实施例1	271±3
实施例2	178±3
		实施例3	207±5
实施例4	283±3
		实施例5	257±4
对比例1	516±5
		对比例2	452±4
对比例3	537±4
		对比例4	491±3

从表1中可看出，实施例1、4、5制备的壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料凝血活性高，与云南白药效果相当，且粒径大不会进入血液，解决了云南白药等颗粒物易进入血液带来的生物安全隐患；其中实施例2、3的孔隙率大、溶胀后粒径大，快速吸水溶胀，封堵创面，迅速促成血凝，其凝血活性比云南白药高，且粒径大不会进入血液。从对比例1-4中可以看出，本发明制备参数的改变，制备材料的止血性能差。

Claims (5)

1.一种壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.分别制备3%~5%（W/V）壳聚糖水溶液和1%~3%（W/V）海藻酸盐水溶液；取等体积的上述二者溶液混匀，制得壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液；

S2.将乙酰丙酮钙加入到体积比为4:6的异丙醇-异辛醇复合醇溶液中，乙酰丙酮钙在复合醇溶液中含量为1%~3%（W/V），在超声的条件下，将S1的壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液以20~30滴/min的速度滴加到含有乙酰丙酮钙的复合醇溶液中，其中，壳聚糖-海藻酸盐复合水溶液和含有乙酰丙酮钙的复合醇溶液的体积比为1:7~9，滴加完毕停止超声，500~1000rpm搅拌30分钟得球珠；

S3.过滤出球珠后经洗涤、-30℃预冻、冷冻干燥即得壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料。

2.根据权利要求1所述壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，其特征在于，S3所述洗涤先后分别用无水乙醇和80%乙醇水溶液洗涤3次以上。

3.根据权利要求1所述壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，其特征在于，S3所述多孔球珠止血材料干燥状态的粒径为1~2 mm，孔隙率为50%~80%，溶胀后粒径为5~12mm。

4.根据权利要求3所述壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，其特征在于，S3所述多孔球珠止血材料干燥状态的粒径为1.8~2 mm，孔隙率为73%~80%，溶胀后粒径为10.6~12 mm。

5.根据权利要求1所述壳聚糖-海藻酸盐多孔球珠止血材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖，分子量为100~250 kDa、脱乙酰度90%~95%、羧甲基取代度50%~70%；所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸钾，粘度为200~800 mPa·s。