CN107469138A - 一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法，属于医疗材料技术领域。选取去离子水、脱胶蚕丝和无水乙醇置于烧杯中反应，收集混合液并离心分离，收集上层清液，制备得丝素蛋白液并蒸发，冷却，得丝素蛋白凝胶液；称量去离子水、蒙脱土和丙烯酰胺和木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌并分散，得分散液，将过硫酸铵溶液与分散液中反应，冷冻干燥过筛，得改性颗粒；将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液反应得改性分散凝胶液；称量去离子水、壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和改性分散凝胶液，搅拌得基体液，将醋酸钙与基体液搅拌并浇注至模具中，干燥并球磨过筛，收集过筛粉末并下灭菌处理，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。

Description

一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法，属于医疗材料技术领域。
背景技术
战争，各类交通事故，自然灾害等都可能造成外伤出血，而无法有效止血是各类突发事故中人员现场死亡的首要原因。即使受伤人员能被及时抢救，送到医院前流血过多仍会造成较高的死亡率和严重的并发症（如截肢等）。因此，对伤员的当场出血 如果能进行有效控制，对减少死亡和伤残率具有十分重大的意义。实际上，若能配备有效的止血材料并及时使用，出血导致的伤亡大多是可以避免的。传统的止血带对于人体躯干部位出血如胸、腹等的出血都难以有效使用，传统止血材料如：脱脂棉花，纱布，止血带等对于不规则形状、深、窄、动脉破裂等现场常见创伤的止血效果很不理想。因此，开发出能在事故现场，医院外科手术急救用的快速、安全、有效的新型止血材料成为医学和生物材料科学领域中的重要课题。目前虽然已经开发出了比如：沸石（quick-clot）、氧化纤维素（surgicel）、可吸收明胶海绵、壳聚糖止血带（HemCon）、壳聚糖止血粉（CELOX）等，它们较传统止血材料而言，止血效果有了很大提高，但都还存在较大缺点，并限制了其临床应用。而且，现在市面出售的止血效果较好产品基本上都是国外产品，售价是国内同类产品的 5～10 倍。此外，社会环境的变化以及现代战场环境复杂，对快速止血材料的止血性能及其他生物性能的需求呈现多样化和高功能化。因此，制备出具有显著止血效果、优良生物相容性及可降解的生物医用止血材料显得十分重要和紧迫。研究表明壳聚糖是具有良好的生物相容性，本身带正电荷能够形成阳离子集群与诱导红细胞，血小板聚集，具有较好的止血性能。目前其作为有效的止血材料，已经开发出水凝胶、微球、海绵状等多种形态的止血材料。然而壳聚糖止血产品存在两个方面的不足：（1）醋酸溶解体系引起的醋酸残留带来的生物毒性；（2）成型后产品的脆性对一些深伤口出血或腔内出血的止血效果不理想。要解决这两个缺点，采用具有无明显生物毒性的溶解体系，并与其它生物高分子复合，改善其机械性能，才能开发出具有更好止血效果的止血材料明胶是一种由胶原蛋白经一定的作用将其三螺旋结构的分解得到的高分子物质，其主要成分是氨基酸组成相同而分子量很宽的多肤分子混合物，分子量在几万到几十万之间。明胶具有两性的特征，明胶分子结构中羟基含量十分丰富，并且还有氨基和羧基，所以具有碱性，又具有酸性，可以和壳聚糖分子进行相互交联形成相互贯穿的网络状的多孔结构，这种多孔结构对于复合材料的吸液性能会有很大的提高，同时会明显改善机械性能。综上可见，将壳聚糖，明胶这两种具有较好止血功能的物质复合，可能会制备得到止血功能更好的止血材料。并且寻找适合的壳聚糖溶解体系，加以一定的交联剂交联，能提高复合材料的机械强度。壳聚糖分子中含有可质子化的氨基，而VC含有酸性的羟基官能团，二者可通过离子间的作用力形成壳聚糖抗坏血酸盐，该复合物具有较好的水溶性，形成一定的凝胶性。曾尝试将蚕蛹壳聚糖和明胶复合制备止血海绵，但由于其溶解体系是醋酸，所以壳聚糖浓度较低，并且交联剂是戊二醛，其生物毒性的问题没有得到根本上的解决，止血效果虽然有一定程度的提高，但是，还有很大提升空间，围绕以抗坏血酸作为壳聚糖溶解，壳聚糖和明胶以不同浓度复合，以戊二醛，单宁酸作为交联剂交联，外加氯化钙，甘油作为辅助因子，探讨壳聚糖快速止血材料的最佳制备工艺，期望能制备一种具有止血迅速，能体内降解的以其作为植入体内可吸收的止血材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统止血材料吸液性能差，孔隙率低，柔软度差的问题，提供了一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，选取55～60份的去离子水、15～20份的脱胶蚕丝和25～40份的无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合并保温加热，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并离心分离，收集上层清液，制备得丝素蛋白液；
（2）将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份200目蒙脱土和3～5份丙烯酰胺和1～2份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将过硫酸铵溶液滴加至分散液中，待滴加完成后，水浴加热并静置冷却至室温，离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过筛，得改性颗粒；
（4）按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，超声分散得改性分散凝胶液；
（5）按重量份数计，分别称量75～90份去离子水、10～15份壳聚糖、3～5份明胶、2～3份聚乙烯醇和10～15份改性分散凝胶液，搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过筛，收集过筛粉末并紫外灭菌处理，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
步骤（2）所述的旋转蒸发温度为35～40℃。
步骤（3）所述的过硫酸铵溶液滴加时间为10～15min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过在丙烯酰胺材料自聚过程中添加蒙脱土材料，作为止血材料的填充颗粒，有效吸液，且吸液膨胀后变得柔软，改善材料吸液变硬或干涸脱落的缺陷，同时在改善材料柔软度的同时，对伤口进行有效吸液处理；
（2）本发明通过在丙烯酰胺材料自聚过程中添加木瓜蛋白酶并包埋至吸水树脂中，酶经吸液膨胀后，溶出并依靠人体温度对丝素蛋白载体进行有效分解，通过酶解形成的多肽，促进人体伤口处细胞的吸收，加快人体细胞愈合速率，同时有效对伤口形成包覆，改善材料的止血和吸液性能。
具体实施方式
按重量份数计，选取55～60份的去离子水、15～20份的脱胶蚕丝和25～40份的无水乙醇置于烧杯中，在75～80℃下搅拌混合并保温加热1～2h，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并置于3500～4000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液，制备得丝素蛋白液，将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，在35～40℃下旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份200目蒙脱土和3～5份丙烯酰胺和1～2份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将质量分数2％过硫酸铵溶液滴加至分散液中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在85～90℃下水浴加热2～3h，静置冷却至室温，在2500～3000r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过100目筛，得改性颗粒；按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，得改性分散凝胶液；按重量份数计，分别称量75～90份去离子水、10～15份壳聚糖、3～5份明胶、2～3份聚乙烯醇和10～15份改性分散凝胶液，在1200～1300r/min下搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过100目筛，收集过筛粉末并置于紫外灯下灭菌处理25～30min，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
实例1
按重量份数计，选取55份的去离子水、15份的脱胶蚕丝和25份的无水乙醇置于烧杯中，在75℃下搅拌混合并保温加热1h，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并置于3500r/min下离心分离10min，收集上层清液，制备得丝素蛋白液，将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，在35℃下旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；按重量份数计，分别称量45份去离子水、1份200目蒙脱土和3份丙烯酰胺和1份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将质量分数2％过硫酸铵溶液滴加至分散液中，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，再在85℃下水浴加热2h，静置冷却至室温，在2500r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过100目筛，得改性颗粒；按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，在200W下超声分散10min，得改性分散凝胶液；按重量份数计，分别称量75份去离子水、10份壳聚糖、3份明胶、2份聚乙烯醇和10份改性分散凝胶液，在1200r/min下搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过100目筛，收集过筛粉末并置于紫外灯下灭菌处理25min，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
实例2
按重量份数计，选取57份的去离子水、17份的脱胶蚕丝和32份的无水乙醇置于烧杯中，在77℃下搅拌混合并保温加热1h，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并置于3750r/min下离心分离12min，收集上层清液，制备得丝素蛋白液，将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，在37℃下旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；按重量份数计，分别称量47份去离子水、1份200目蒙脱土和4份丙烯酰胺和1份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将质量分数2％过硫酸铵溶液滴加至分散液中，控制滴加时间为12min，待滴加完成后，再在87℃下水浴加热2h，静置冷却至室温，在2700r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过100目筛，得改性颗粒；按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，在250W下超声分散13min，得改性分散凝胶液；按重量份数计，分别称量82份去离子水、12份壳聚糖、4份明胶、2份聚乙烯醇和12份改性分散凝胶液，在1250r/min下搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过100目筛，收集过筛粉末并置于紫外灯下灭菌处理27min，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
实例3
按重量份数计，选取60份的去离子水、20份的脱胶蚕丝和40份的无水乙醇置于烧杯中，在80℃下搅拌混合并保温加热2h，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并置于4000r/min下离心分离15min，收集上层清液，制备得丝素蛋白液，将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，在40℃下旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；按重量份数计，分别称量50份去离子水、2份200目蒙脱土和5份丙烯酰胺和2份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将质量分数2％过硫酸铵溶液滴加至分散液中，控制滴加时间为15min，待滴加完成后，再在90℃下水浴加热3h，静置冷却至室温，在3000r/min下离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过100目筛，得改性颗粒；按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，在300W下超声分散15min，得改性分散凝胶液；按重量份数计，分别称量90份去离子水、15份壳聚糖、5份明胶、3份聚乙烯醇和15份改性分散凝胶液，在1300r/min下搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过100目筛，收集过筛粉末并置于紫外灯下灭菌处理30min，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
将制备得的一种高吸液促愈合型复合止血材料及山东某公司生产的止血材料进行检测，具体检测如下：
（1）吸液率测试
利用比重法计算单位质量材料吸收的液体重量，用于计算材料的吸水率，将
材料剪成1×1×0.5cm3的大小，分别采用模拟体液(SBF), 生理盐水（NS）,和抗凝全血三种液体进行测试。新鲜全血采自新西兰白兔心脏，以9:1（体积比）比例加入3.8%枸橼酸钠溶液抗凝后置于 37℃下备用；采用标准医用纱布(重庆制药九厂)，明胶海绵(桂林，福康森)作为对照。吸液率：各取100mL的抗凝血液(WB)，生理盐水（NS），SBF，分别各个样品6个试样浸泡其中，1min后，取出称重，吸水率采用公式：
(Wwet—Wdry)/Wdry]×100%
其中Wdry表示干燥样品质量，Wwet:表示吸附血浆或SBF溶液之后的样品质
量，每组样品测6次。
（2）BCI体外凝血指数测试
参照 ShihMF等的研究方法，本研究采用凝血指数 BCI（Blood ClottingIndex）进行评测止血材料的体外凝血性能。抽取家兔的新鲜血液并加入抗凝剂后待用。将待测样品剪成0.5×0.5×0.5cm3，平放入若干个100m烧杯中，每个烧杯中放材1块，在37℃下水浴5min后，将血液（0.1mL）轻轻滴加于样品上，后立即滴加0.02mL0.2M的CaCl2溶液，5min中后往烧杯中加入轻轻加入25mL的去离子水，在37℃恒温下50rp/min，摇5min，随后取出溶液，用紫外分光光度计在波长为545nm下测其Abs值。设立对照：0.1mL 血液加入烧杯中，再加入25mL去离子水同波长下所测的 Abs 值假定为 100 做参考值，则凝血指数BCI为：公式：BCI=100×A样品／A参考
凝血指数BCI的数值越小，表示对应材料的凝血效果越好，反之表示凝血效果越差。具体测试结果如表1。
表1高吸液促愈合型复合止血材料性能表征
由表1可知，本发明制得一种高吸液促愈合型复合止血材料，吸液率高，BCI指数低材料的凝血效果好。

Claims (3)

1.一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，选取55～60份的去离子水、15～20份的脱胶蚕丝和25～40份的无水乙醇置于烧杯中，搅拌混合并保温加热，停止加热并静置冷却至室温，收集混合液并离心分离，收集上层清液，制备得丝素蛋白液；
（2）将丝素蛋白液置于旋转蒸发装置中，旋转蒸发至丝素蛋白液体积的1/5，静置冷却至室温，得丝素蛋白凝胶液；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、1～2份200目蒙脱土和3～5份丙烯酰胺和1～2份木瓜蛋白酶置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，得分散液，再按体积比1:8，将过硫酸铵溶液滴加至分散液中，待滴加完成后，水浴加热并静置冷却至室温，离心分离并收集下层沉淀，真空冷冻干燥并研磨过筛，得改性颗粒；
（4）按质量比1:8，将改性颗粒与丝素蛋白凝胶液搅拌混合，超声分散得改性分散凝胶液；
（5）按重量份数计，分别称量75～90份去离子水、10～15份壳聚糖、3～5份明胶、2～3份聚乙烯醇和10～15份改性分散凝胶液，搅拌混合得基体液，按质量比1:15，将醋酸钙与基体液搅拌混合并浇注至模具中，真空冷冻干燥并球磨过筛，收集过筛粉末并紫外灭菌处理，即可制备得一种高吸液促愈合型复合止血材料。
2.根据权利要求1所述的一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的旋转蒸发温度为35～40℃。
3.根据权利要求1所述的一种高吸液促愈合型复合止血材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的过硫酸铵溶液滴加时间为10～15min。
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