CN109200330B - 一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗海绵领域，目的在于提供一种莲子淀粉‑亲水胶复合海绵及其制备方法，包括以下步骤：步骤1：将亲水胶和水混合后，静置5~7h，得到亲水胶溶液；步骤2：将莲子淀粉加入步骤1的亲水胶溶液中，混合，于70~90℃加热搅拌4~6min后进行高压灭菌，得到复合液；步骤3：将步骤2的复合液进行冷藏22~26h，接着进行冷冻22~24h，然后冷冻干燥得到莲子淀粉‑亲水胶复合海绵。本发明制备得到的莲子淀粉‑亲水胶复合海绵能迅速止血且韧性强。

Description

一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵及其制备方法
技术领域
本发明涉及医疗海绵制备领域，尤其涉及一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵及其制备方法。
背景技术
外科手术及外伤都会形成有血创面，期间会有大量血液流出，需要及时有效的止血方式。其中，常用的止血手段是将生物相容性的可吸收的止血材料敷在有血创面上，止血海绵就是其中之一。现有常用的外科可吸收止血海绵包括明胶海绵和胶原蛋白海绵，其中明胶海绵的亲水性差，吸血量小，粘附性较差易脱落且易引起伤口感染；而胶原海绵被人体吸收慢，力学性能差且来源于动物胶原提取物，易引起过敏反应，临床上可引起病人发热等症状。近年来，纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物及海藻酸钙等作为医用止血材料也获得了广泛的研究和关注，如壳聚糖海绵吸水性较好，可以引发并加速启动自身的凝血机制而促凝，但是人体缺乏将其迅速有效降解的酶。淀粉作为一种植物源材料，是自然界最丰富的可再生资源之一，具有良好的生物相容性和可降解性、无毒副作用、无刺激性、代谢机理明确，不会在体内沉积而引起炎症，可被人体充分吸收，分解的产物完全无毒的优点，是制备可吸收止血材料的理想原料，在生物医学领域有广阔的应用情景。粉状淀粉止血材料已在临床应用，并显示出吸水止血速度快、吸血量大等优点，但也存在使用不方便等缺点，因此需要采用适当的方法将其加工成型。
作为改进，申请号为201010534834 .2的中国发明专利公开了一种复合医用敷料及其制备方法，改医用海绵在淀粉海绵的原料为马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉。但是由于上述淀粉本身的性质加上上述工艺仅单纯采用低温加热和冻干方式进行加工，导致淀粉海绵的稳定性进而导致淀粉海绵的韧性及弹性较差，同时吸水和止血效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能迅速止血且韧性强的莲子淀粉-亲水胶复合海绵及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案一为：
一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将亲水胶和水混合后，静置5~7h，得到亲水胶溶液；
步骤2：将莲子淀粉加入步骤1的亲水胶溶液中，混合，于70~90℃加热搅拌4~6min后进行高压灭菌，得到复合液；
步骤3：将步骤2的复合液进行冷藏22~26h，接着进行冷冻22~24h，然后冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
上述技术方案一的关键构思在于：本发明通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉与特定的亲水胶溶液复配，接着在冷冻和冷冻干燥之前进行加热、高压灭菌、冷藏处理，进而得到能迅速止血、韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
进一步的，所述亲水胶的使用量为水的0.05~0.2wt%，莲子淀粉的使用量为水的5~7wt%。
进一步的，所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶中的其中一种或两种。
进一步的，所述冷藏的温度为2~8℃；所述冷冻的温度为-75~ -85℃；所述冷冻干燥的温度为-81℃。
进一步的，所述高压灭菌的参数为：压力0.1MPa，温度121℃，时间30min。
进一步的，步骤2中向亲水胶溶液加入莲子淀粉的同时还添加有甘油，所述甘油的添加量为水的1.5~2.5wt%。
上述技术方案一的有益效果是：（1）现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，而本发明则通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液进行复配，经过加热后，采用高压灭菌处理，接着冷藏后再进行冷冻和冻干，进而制备出止血效果且韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵；（2）制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合；（3）所使用的亲水胶和莲子淀粉均属于天然高分子化合物，原料来源丰富，可生物降解，不易造成二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案二为：
一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵，包括以下步骤：
步骤a：将0.05~0.2重量份亲水胶和100重量份水混合，静置5~7h，得到亲水胶溶液；
步骤b：将5~7重量份莲子淀粉和1.5~2.5重量份甘油加入步骤a的亲水胶溶液中，然后在70~90℃条件下加热搅拌4~6min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于2~8℃条件下冷藏22~26h，接着置于-75~ -85℃条件下冷冻22~24h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵；
其中，所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶。
上述技术方案二的关键构思在于：本发明通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉与特定的亲水胶（黄原胶或瓜尔豆胶）溶液及甘油复配，接着在冷冻和冷冻干燥之前进行加热、高压灭菌、冷藏处理，进而得到能迅速止血、韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
上述技术方案二的有益效果是：（1）现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，而本发明则通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液和甘油进行复配，经过加热后，采用高压灭菌处理，接着冷藏后再进行冷冻和冻干，进而制备出止血效果好且韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵；（2）制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合；（3）所使用的亲水胶和莲子淀粉均属于天然高分子化合物，原料来源丰富，可生物降解，不易造成二次污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案三为：
一种根据上述制备方法制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
上述技术方案二的有益效果是：根据上述方法制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵能迅速止血且韧性和弹性好，透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合。
附图说明
图1所示为实施例3制备的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的激光共聚焦显微镜扫描照片。
图2所示为对比例3制备的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的激光共聚焦显微镜扫描照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明如下：
如图1至图2所示，本发明提供的一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将亲水胶和水混合后，静置5~7h，得到亲水胶溶液；
步骤2：将莲子淀粉加入步骤1的亲水胶溶液中，混合，于70~90℃加热搅拌4~6min后进行高压灭菌，得到复合液；
步骤3：将步骤2的复合液进行冷藏22~26h，接着进行冷冻22~24h，然后冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
具体的，本发明的工作原理如下：
现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，申请人研究发现通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液进行复配，通过严格控制各组成的使用量，接着在冷冻和冷冻干燥之前进行加热、高压灭菌、冷藏处理，上述原料和上述处理步骤之间紧密结合，使得得到的复合海绵内部具有丰富孔道的疏松结构，具有极好的吸水性，当复合海绵吸收血液中的血浆后，可迅速形成凝胶，能有效的封堵住破损组织和血管，同时提高血液浓度，加速血小板的凝聚，促进止血；而且发明人研究发现在冷冻前对复合液进行高压灭菌和冷藏处理后，能有效改进复合海绵的吸水性、同时有效改善复合海绵的柔软性、韧性及弹性，具体原理有待进一步研究；所得复合海绵具有吸水性，但在水中不溶，经较重的揉搓不致崩碎，浸入20℃的水中，其吸收的水分大于供试品重量的20倍。
从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：（1）现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，而本发明则通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液和甘油进行复配，经过加热后，采用高压灭菌处理，接着冷藏后再进行冷冻和冻干，进而制备出止血效果好且韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵；（2）制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合；（3）所使用的亲水胶和莲子淀粉均属于天然高分子化合物，原料来源丰富，可生物降解，不易造成二次污染。
进一步的，所述亲水胶的使用量为水的0.05~0.2wt%，莲子淀粉的使用量为水的5~7wt%。
通过严格控制亲水胶和莲子淀粉的使用量能进一步有效提高复合海绵的吸水性，同时改善柔韧性。
进一步的，所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶中的其中一种或两种。
采用黄原胶或瓜尔豆胶作为亲水胶，相对其他亲水胶而言，得到的复合海绵止血效果最佳。
进一步的，所述冷藏的温度为2~8℃；所述冷冻的温度为-75~ -85℃；所述冷冻干燥的温度为-81℃。
由上述描述可知，通过控制冷藏、冷冻及冷冻干燥的温度分别为上述温度范围，使得得到的复合海绵不易崩塌，结构更稳定，止血性能得以进一步提升。
进一步的，所述高压灭菌的参数为：压力0.1MPa，温度121℃，时间30min。
进一步的，步骤2中向亲水胶溶液加入莲子淀粉的同时还添加有甘油，所述甘油的添加量为水的1.5~2.5wt%。
由上述描述可知，向亲水胶溶液中添加莲子淀粉的同时添加上述使用量的甘油能在进一步改善复合海绵柔软及韧性且不影响复合海绵的吸水效果；如果盲目增加甘油的添加量则会导致复合海绵的吸水性下降。
本发明还提供一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵，包括以下步骤：
步骤a：将0.05~0.2重量份亲水胶和100重量份水混合，静置5~7h，得到亲水胶溶液；
步骤b：将5~7重量份莲子淀粉和1.5~2.5重量份甘油加入步骤a的亲水胶溶液中，然后在70~90℃条件下加热搅拌4~6min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于2~8℃条件下冷藏22~26h，接着置于-75~ -85℃条件下冷冻22~24h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵；
其中，所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶。
从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：（1）现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，而本发明则通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液和甘油进行复配，经过加热后，采用高压灭菌处理，接着冷藏后再进行冷冻和冻干，进而制备出止血效果好且韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵；（2）制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合；（3）所使用的亲水胶和莲子淀粉均属于天然高分子化合物，原料来源丰富，可生物降解，不易造成二次污染。
本发明还提供上述制备方法制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
根据上述方法制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵能迅速止血且韧性和弹性好，透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合。
以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本发明的技术内容以及本发明相对于现有技术所做出的技术贡献：
实施例1
一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤a：将0.05g黄原胶和100g水混合，静置5~7h，得到黄原胶溶液；
步骤b：将5g莲子淀粉和1.5g甘油加入步骤a的黄原胶溶液中，然后在70℃条件下加热搅拌4min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于2℃条件下冷藏22h，接着置于-75℃条件下冷冻22h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
实施例2
一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤a：将0.2g瓜尔豆胶和100g水混合，静置7h，得到瓜尔豆胶溶液；
步骤b：将7g莲子淀粉和2.5g甘油加入步骤a的瓜尔豆胶溶液中，然后在90℃条件下加热搅拌6min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于8℃条件下冷藏26h，接着置于 -85℃条件下冷冻24h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
实施例3
一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，包括以下步骤：
步骤a：将0.125g瓜尔豆胶和100g水混合，静置6h，得到瓜尔豆胶溶液；
步骤b：将6g莲子淀粉和2.0g甘油加入步骤a的瓜尔豆胶溶液中，然后在80℃条件下加热搅拌5min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于4℃条件下冷藏24h，接着置于-81℃条件下冷冻24h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
该实施例制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的激光共聚焦显微镜扫描照片见图1。
对比例1
其他同实施例3，不同之处在于，省略步骤b中的高压灭菌。
对比例2
其他同实施例3，不同之处在于，省略步骤c中的冷藏处理，直接将步骤b的复合液进行冷冻和冷冻干燥。
对比例3
其他同实施例3，不同之处在于，将瓜尔豆胶替换成壳聚糖。
该对比例制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的激光共聚焦显微镜扫描照片见图2。
对比例4
其他同实施例3，不同之处在于，将莲子淀粉替换成玉米淀粉。
对实施例1~实施例3和对比例1~对比例4的复合海绵和市售明胶止血海绵进行性能测试，结果见表1。
采用大鼠肝脏表浅切口出血模型。实验分8组，每组10只动物。
表1
项目 吸水率（%） 平均止血时间（s） 力学性能
实施例1 2298 18 韧性好
实施例2 2315 19 韧性好
实施例3 2439 16 韧性好
对比例1 1598 45 脆性较大
对比例2 1431 51 脆性较大
对比例3 1881 34 韧性好
对比例4 1501 41 脆性大
明胶止血海绵 563 90 脆性大
从表1的结果可知，本发明的制备的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的吸水性好，止血迅速且具有良好的韧性。从对比例1~对比例4的结果可以看出，本发明各组分及各工序之间相互作用、协调增效，省略其中任意一种均无法制得止血效果好且韧性好的止血海绵。
从图1和图2上可看出，本发明制备的海绵形成多孔且密集的网状凝胶结构；与对比例3相比，实施例3制备的复合海绵凝胶孔洞较为密集，稳定均一，是其复合海绵吸水吸附量大且快速的关键因素。
综上所述，本发明提供的一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵及其制备方法，现有技术中常常选用支链淀粉高的马铃薯淀粉、木薯淀粉、蜡质玉米淀粉或红薯淀粉作为制备淀粉海绵的原料，而本发明则通过选取直链淀粉相对较高的莲子淀粉，再与亲水胶溶液和甘油进行复配，经过加热后，采用高压灭菌处理，接着冷藏后再进行冷冻和冻干，进而制备出止血效果好且韧性和弹性好的莲子淀粉-亲水胶复合海绵；本发明制备得到的莲子淀粉-亲水胶复合海绵的透气性高，柔软保湿性好，可防止细胞脱水，促进细胞生长还不易与创面粘连，能够有效促进伤口愈合；本发明所使用的亲水胶和莲子淀粉均属于天然高分子化合物，原料来源丰富，可生物降解，不易造成二次污染。
本发明已由上述相关实施例和附图加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必须指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包括于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将亲水胶和水混合后，静置5～7h，得到亲水胶溶液；
步骤2：将莲子淀粉加入步骤1的亲水胶溶液中，混合，于70～90℃加热搅拌4～6min后进行高压灭菌，得到复合液；
步骤3：将步骤2的复合液进行冷藏22～26h，接着进行冷冻22～24h，然后冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵；
所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶中的其中一种或两种；
所述冷藏的温度为2～8℃；所述冷冻的温度为-75～-85℃；所述冷冻干燥的温度为-81℃；
步骤2中向亲水胶溶液加入莲子淀粉的同时还添加有甘油，所述甘油的添加量为水的1.5～2.5wt％。
2.根据权利要求1所述莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，其特征在于，所述亲水胶的使用量为水的0.05～0.2wt％，莲子淀粉的使用量为水的5～7wt％。
3.根据权利要求1所述莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，其特征在于，所述高压灭菌的参数为：压力0.1MPa，温度121℃，时间30min。
4.一种莲子淀粉-亲水胶复合海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：将0.05～0.2重量份亲水胶和100重量份水混合，静置5～7h，得到亲水胶溶液；
步骤b：将5～7重量份莲子淀粉和1.5～2.5重量份甘油加入步骤a的亲水胶溶液中，然后在70～90℃条件下加热搅拌4～6min，接着于压力0.1MPa、温度121℃的条件下高压灭菌30min，得到复合液；
步骤c：将步骤b的复合液于2～8℃条件下冷藏22～26h，接着置于-75～-85℃条件下冷冻22～24h，然后在-81℃条件下冷冻干燥得到莲子淀粉-亲水胶复合海绵；
其中，所述亲水胶为黄原胶或瓜尔豆胶。
5.一种根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法制得的莲子淀粉-亲水胶复合海绵。
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