CN107551312A - 一种絮状胶原止血纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于胶原的絮状止血材料及其制备方法，该止血纤维由两种粒径不同的胶原颗粒组成，其特点是将提取纯化的胶原纤维先后经过交联改性、梯度脱水、适度粉碎、真空干燥、灭菌等工艺，最后获得了基于胶原纤维的絮状止血材料。该材料使用了具有天然组织结构的胶原纤维，具有优异的止血性能、力学性能、生物降解性、生物相容性等理化性能和生物学性能，能更好地适用于各种不规则创面的止血修复，可广泛应用于烧伤、创伤、外科手术创口的止血和修复。

Description

一种絮状胶原止血纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，特别涉及一种絮状胶原止血纤维的制备方法。

背景技术

生物医用材料是近30年来发展起来的一种高技术新材料，其中的可吸收止血材料也随着交通意外、重大灾害等事故的增多逐渐引起医学界的关注。随着现代科学技术的高速发展，止血材料的研究取得了非常快的进展，各种新型止血材料不断出现，性能也越来越优良。目前常用的止血材料有可吸收纤维蛋白胶、壳聚糖、可吸收性明胶海绵、氰基丙烯酸酯、氧化纤维素和氧化再生纤维素等。但上述材料都存在一定的缺陷，如止血效果差、降解速率快、力学性能差、操作不方便等，因此止血效果确切、生物相容性好、能控制降解速率的生物医用止血材料成为人们关注和研究的主要对象。

作为细胞外基质的主要成分，胶原蛋白具有良好的生物相容性、生物可降解性和低免疫原性，是一种较为理想的可吸收止血材料。但是纯胶原蛋白纤维在应用过程中往往存在降解速度快、力学性能差等缺陷，极大的限制了其应用。因胶原蛋白具有自组装成有序的纤维结构的特性，其在自组装的过程中通常伴随着分子链间和分子链内交联，这种交联赋予胶原更高的耐降解性能和机械强度。因此, 经一定工艺处理后，可将胶原蛋白在体外自组装成纤丝状结构的胶原纤维，再经过化学交联、机械粉碎、混合加工制成絮状胶原止血纤维。所制得的絮状止血纤维因其优良的力学性能、良好的降解性和止血性能以及其操作的简便性，可广泛应用于烧伤、创伤、外科手术创口的止血和修复，更适用于各种不规则创面的止血与修复，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种絮状胶原止血纤维的制备方法，其特点是利用检验检疫合格的健康的动物跟腱组织为原料，经过提取制得纯净的胶原，然后经过特定条件的交联改性后获得胶原本体材料，再经过梯度脱水和机械粉碎获得两种不同粒径范围的胶原颗粒，最后将两种不同粒径的胶原颗粒按一定比例混合均匀，即获得类似棉絮状的胶原止血纤维。该材料集成了良好的生物力学性能、降解性能和止血性能，棉絮状可有效粘附于创口，促进创口的止血和愈合，可广泛应用于烧伤、创伤、外科手术等。

本发明的目的可以由以下制备技术来实现：

在第一方面，本发明提供了一种絮状胶原止血纤维，该止血纤维由3~5mm和0.1~3mm两种不同粒径的胶原颗粒按2~5:1~3的比例混合而成。

在第二方面，本发明提供了上述絮状胶原止血纤维的制备方法，包括以下步骤，

1）、交联改性：将胶原分散在含0.1%~10%的化学改性剂的溶液中，4℃~37℃浸泡10min~5h，水清洗胶原3-12h；

2）、梯度脱水：将上述胶原浸泡到体积分数为30%的醇溶液中，静置30~60min，接着补加醇溶液，使其最终体积分数为50%，静置30~60min后，继续补加醇溶液，使其最终体积分数为70%，静置30~60min，将胶原过滤除去溶液后分散在体积分数为90%~95%的醇溶液中，静置30~60min后将胶原过滤除去溶液；

3）、机械粉碎：脱水处理后的胶原低温粉碎成两种不同粒径的胶原颗粒，胶原颗粒的粒径分别为3~5mm和0.1~3mm；再将两种不同粒径的胶原颗粒按2~5:1~3的比例混合均匀，真空干燥10~240min。包装后进行环氧乙烷灭菌。

在本发明的一种优选实施方式中，所述胶原由以下步骤制得：

先对冷冻的跟腱组织顺着纤维方向切成胶原薄片；

再将胶原薄片浸泡到含质量体积分数为0.1%~0.3%的无花果蛋白酶的磷酸盐缓冲溶液中，在4℃~8℃保持24~120h。纯化水冲洗胶原薄片0.5~3h；

然后将胶原薄片浸泡到1~2M氢氧化钠的盐溶液中，在4℃~8℃保持24~72h；

最后用强酸调节上述盐溶液的酸碱度使其偏酸性，收集胶原水洗0.5~3h后去除水分。

在本发明的一种更优选的实施方式中，所述胶原薄片的厚度为0.1~4mm。

在本发明的一种更优选的实施方式中，所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为5.5~8.0。

在本发明的一种更优选的实施方式中，所述盐溶液中的盐为中性盐中氯化钠、硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、磷酸钠中的至少一种；所述中性盐的质量体积分数为10%~40%。

在本发明的一种更优选的实施方式中，所述强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的至少一种，所述强酸的质量体积分数为1%~10%。

在本发明的一种更优选的实施方式中，在对跟腱组织进行切片之前，先对所述新鲜跟腱组织进行预处理；所述预处理方法为：将新鲜的跟腱组织用纯化水反复冲洗，之后用50%~75%的乙醇溶液浸泡2~5h, 再用纯化水反复冲洗；剔除脂肪、筋膜组织，-5~-50℃冷冻保存。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明的制备工艺简单，通过对跟腱组织进行无花果蛋白酶酶解、碱液病毒灭活处理取得胶原长纤维，再对长纤维进行低温粉碎得到的短纤维进行混合。该制备方法工艺简练，大大降低了生产成本；

2、本发明采用化学方法进行交联改性，进一步增强了胶原材料的理化性能及生物降解性能，避免在创面止血过程中由于力学性能较差而导致的创面二次损伤；

3、当胶原纤维的长度太长时，胶原纤维很难分散均匀；当胶原纤维的长度太短时，胶原纤维很难缠绕在一起形成絮状。本发明通过将两种不同长度的短纤维按一定比例混合，有效解决了絮状成型困难的问题；

4、本发明制备的絮状胶原纤维具有良好的生物学性能、止血性能和力学性能，便于包装、携带及使用。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的一种制备絮状胶原止血纤维的方法做进一步说明。需要说明的是本发明的保护范围不受限于实施例所述的范围。

实施例1

将100g冷冻的跟腱组织切成1mm厚的切片，纯化水冲洗浸泡60分钟。滤干水分，将切片浸泡到含0.3%无花果蛋白酶的磷酸盐缓冲溶液中，溶液的pH为7.4，在8℃条件下静置24小时。纯化水冲洗浸泡60分钟，滤干水分。将切片浸泡到含1.5M氢氧化钠、10%硫酸铵的溶液中，在8℃条件下静置24小时。5%硫酸调节溶液pH到5.0，纯化水冲洗浸泡60分钟，过滤收集胶原沉淀即得到胶原样品。

实施例2

将50g胶原样品均匀分散在1%的甲醛溶液中，室温浸泡60分钟，纯化水冲洗浸泡10小时，过滤去除水分。将胶原浸泡到1000ml的30%乙醇溶液中，室温静置30分钟；补加乙醇溶液使其体积分数为50%，搅拌均匀后静置30分钟；接着补加乙醇溶液使其体积分数为70%，搅拌均匀后静置30分钟；将胶原过滤除去溶液后，置于1000ml的90%乙醇溶液中，搅拌均匀后静置30分钟后将胶原过滤除去溶液即得到脱水胶原。

实施例3

将50g胶原样品均匀分散在含2%的1-乙基-3（3-二甲丙氨基）碳化二亚胺溶液中，室温下浸泡120分钟，纯化水冲洗浸泡12小时，过滤除去水分。将胶原浸泡到800ml的30%的异丙醇溶液中，室温静置30分钟；补加异丙醇溶液使其体积分数为50%，搅拌均匀后静置30分钟；接着补加异丙醇溶液使其体积分数为70%，搅拌均匀后静置30分钟；将胶原过滤除去溶液后，置于800ml的90%的异丙醇溶液中，搅拌均匀后静置30分钟，过滤除去溶液即得到脱水胶原。

实施例４

将20g胶原样品均匀分散在含1%的1-乙基-3（3-二甲丙氨基）碳化二亚胺溶液中，室温下浸泡160分钟，纯化水冲洗浸泡10小时，过滤除去水分。将胶原浸泡到400ml的30%的乙醇溶液中，室温静置45分钟；补加乙醇溶液使其体积分数为50%，搅拌均匀后静置45分钟；继续补加乙醇溶液使其体积分数为70%，搅拌均匀后静置45分钟；过滤除去溶液，浸泡在400ml的95%的乙醇溶液中静置45分钟，过滤即得脱水胶原。

实施例5

将50g胶原样品均匀分散在含0.3%的丙二酸溶液中，4℃浸泡5小时，纯化水冲洗浸泡8小时，过滤除去水分。将胶原浸泡到1200ml的30%乙醇溶液中，室温静置30分钟；补加乙醇溶液使其体积分数为50%，搅拌均匀后静置30分钟；接着补加乙醇溶液使其体积分数为70%，搅拌均匀后静置30分钟；将胶原过滤除去溶液后，置于1200ml的95%乙醇溶液中，搅拌均匀后静置30分钟后将胶原过滤除去溶液即得到脱水胶原。

实施例6

将50g胶原样品均匀分散在含0.5%的京尼平溶液中，室温浸泡3小时，纯化水冲洗浸泡12小时，过滤除去水分。将胶原浸泡到1000ml的30%异丙醇溶液中，室温静置40分钟；补加异丙醇溶液使其体积分数为50%，搅拌均匀后静置40分钟；接着补加异丙醇溶液使其体积分数为70%，搅拌均匀后静置40分钟；将胶原过滤除去溶液后，置于1000ml的95%异丙醇溶液中，搅拌均匀后静置40分钟后将胶原过滤除去溶液即得到脱水胶原。

实施例7

将脱水得到的长胶原纤维用低温离心式粉碎机4℃条件下粉碎，分别得到3mm和1.5mm的短纤维，将其按3:2的比例混合均匀，30℃真空干燥箱中干燥40分钟，即得到棉絮状的胶原纤维。双层泡罩包装后，环氧乙烷灭菌。

实施例8

将脱水得到的长胶原纤维用低温离心式粉碎机4℃条件下粉碎，分别得到3mm和2mm的短纤维，将其按1:1的比例混合均匀，37℃真空干燥箱中干燥20分钟，即得到棉絮状的胶原纤维。双层泡罩包装后，环氧乙烷灭菌。

实施例9

将脱水得到的长胶原纤维用低温离心式粉碎机4℃条件下粉碎，分别得到4mm和2.5mm的短纤维，将其按2:1的比例混合均匀，35℃真空干燥箱中干燥35分钟，即得到棉絮状的胶原纤维。双层泡罩包装后，环氧乙烷灭菌。

实施例10 止血性能检测

健康新西兰大白兔2只，3%戊巴比妥钠耳缘静脉注射，麻醉平稳后用绷带将新西兰大白兔四肢固定在手术台上，耳缘动脉周围备皮，轻弹几下，碘伏消毒，铺无菌手术单。距耳尖部8cm处割断耳缘动脉，将1.0g灭菌的絮状胶原止血纤维敷压于伤口，观察出血量及止血时间。对照组使用国外同类产品，观察出血量及止血时间。

肉眼观察：

絮状胶原止血纤维粘附性优于国外同类产品，敷压后不易被血流冲破，力学性能优良。

止血性能检测结果如下表1

产品	本产品	国外同类产品
			止血时间（s）	178	215
出血量(g)	0.84	1.02

从表1看出，本发明提供的絮状胶原止血纤维的止血性能优越，在所用的止血性能检测方法下，已经超过了国外同类产品的止血性能。

Claims (10)

1.一种絮状胶原止血纤维，其特征是：所述的絮状胶原止血纤维由两种粒径不同的胶原颗粒组成；所述的絮状胶原纤维是指类似棉絮状而松散的絮花状物质。

2.一种权利要求1所述的絮状胶原止血纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将胶原分散在0.1%~10%的化学改性剂溶液中，4℃~37℃浸泡10min~5h，水清洗胶原3-12h；

将交联改性后的胶原浸泡到体积分数为30%的醇溶液中，静置30~60min，接着补加醇溶液，使其最终体积分数为50%，静置30~60min后，继续补加醇溶液，使其最终体积分数为70%，静置30~60min，将胶原过滤除去溶液后分散在体积分数为90%~95%的醇溶液中，静置30~60min后将胶原过滤除去溶液；

脱水处理后的胶原低温粉碎成两种不同粒径的胶原颗粒，胶原颗粒的粒径分别为3~5mm和0.1~3mm；再将两种不同粒径的胶原颗粒按2~5:1~3的比例混合均匀，真空干燥10~240min，

包装后进行环氧乙烷灭菌。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述胶原是从猪腱、牛腱、马腱、鼠尾腱中的任何一种中提取获得。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的化学改性剂为戊二醛、甲醛、丙二酸、碳化二亚胺、京尼平、环氧化物中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的醇溶液为乙醇或异丙醇中的任何一种。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的环氧乙烷灭菌是使用环氧乙烷气体消毒灭菌，环氧乙烷浓度800~900 mg/L，灭菌时间8~10h，灭菌温度38±2℃，灭菌湿度30%~70%RH。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述胶原由以下步骤制得：

先对新鲜的肌腱组织剔除筋膜、冷冻后切片；

再将跟腱组织切片浸泡到含有质量体积分数为0.2%~0.3%无花果蛋白酶的磷酸盐缓冲溶液中，4℃~8℃保持24~120h；

然后将所述的跟腱组织切片浸泡到1~2M氢氧化钠的盐溶液中，4℃~8℃保持24~72h；

最后，将所述的含切片的氢氧化钠盐溶液用强酸溶液调节pH至偏酸性，取出切片反复清洗，脱水处理，即得到胶原。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲溶液的PH为5.5~8.0。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述盐溶液的质量体积分数为10%~40%；所述盐溶液中的盐为中性盐中氯化钠、硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、磷酸钠中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述强酸溶液的质量体积分数为1%~10%；所述的强酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸中的至少一种。