CN111053943A - 一种止血材料的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种止血材料的制备方法及其应用。采用微球表面修饰方法，将变性淀粉微球外壳层的变性淀粉活化与壳聚糖氨基偶联，制备得到表面修饰壳聚糖的变性淀粉止血微球。变性淀粉微球具有良好的吸水性能，能够快速吸收血液中的水分，浓缩凝血因子，达到快速止血效果。修饰壳聚糖可以增强止血效果，激活凝血因子，形成凝血块，从而促进凝血，此外，壳聚糖具有一定的抑菌活性，表面修饰壳聚糖可以减少感染风险。表面修饰可以降低壳聚糖的加入量，最小限度地影响变性淀粉微球的吸水性能和降解吸收性能。本发明制备的止血粉可用于体表、体内组织、脏器等出血部位的快速止血，并具有一定的抑菌功能，降低伤口感染风险。

Description

一种止血材料的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是一种止血材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着人们对止血材料认识的不断深入，对材料的安全性越加重视，要求也越来越高，如要求：术中止血材料可吸收、能在体内代谢、非人源性及动物源性、无免疫反应、无毒副作用、减少术后感染几率等。

目前常用的止血材料包括可吸收性明胶海绵、胶原蛋白海绵、氧化再生纤维素、天然生物多聚糖类止血材料等。明胶和胶原来源于动物组织，、容易出现免疫原性，临床表现为病人过敏反应和伤口易感染并发症；纤维素类产品，人体缺乏使其降解的酶，无法在体内吸收降解，可能会带来感染等副作用；壳聚糖类产品具有较好的吸水性，可以在创面激活凝血因子促进凝血，并且具有一定的抑菌功能，但壳聚糖在体内降解吸收缓慢；淀粉类止血材料不含有任何动物源或人源性的成份，生物相容性良好。变性淀粉具有优异的吸水性能，能够富集血液中的固体成分，如血小板、红细胞、白蛋白、凝血酶和纤维蛋白原等血浆蛋白，在颗粒周围形成一种胶状混合物，从而加速了自然凝血过程，同时可被人体吸收降解，但是仅通过物理吸水作用，富集凝血因子而达到止血效果，止血效果有限。

壳聚糖是一种天然阳离子多糖，能够通过吸附血细胞，激活凝血因子，形成凝血块促进凝血。此外，壳聚糖具有一定的抑菌功能，因此，通过将淀粉和壳聚糖复合可以增强材料的止血性能，同时使得止血材料具有一定的抑菌性能，减少伤口感染风险。目前，淀粉-壳聚糖止血材料主要通过将羧甲基壳聚糖与淀粉溶液混合后，环氧氯丙烷、戊二醛、三偏磷酸钠等作为交联剂，采用乳化交联共聚法制备复合物微球。这些方法制备的止血微球，壳聚糖均匀分布于微球内，然而壳聚糖在体内降解吸收缓慢，且吸水性能较变性淀粉差，加入壳聚糖比例过高会影响止血微球的可吸收性能和吸水性能。

发明内容

本发明提供了一种止血材料的制备方法及应用，采用表面修饰的方法复合壳聚糖可以发挥壳聚糖抑菌及促进止血的功效的同时减少其对材料可吸收性能和吸水性能的影响。

本发明的技术方案如下：

一种止血材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、变性淀粉微球制备

以原淀粉或者变性淀粉粉末为原料，采用乳化交联或者沸腾制粒制备变性淀粉微球，经筛网筛选后得到40-200目的变性淀粉微球；

步骤2、变性淀粉微球表面活化

将步骤1中的变性淀粉微球混悬于二甲基亚砜，变性淀粉与二甲基亚砜的质量体积分数为5-20％，然后加入相当于变性淀粉质量0.5-5％的N，N′-羰基二(1，2，4-三氮唑)或者羰基二咪唑作为活化剂，搅拌2-24小时，经离心、去上清液后，用二甲基亚砜清洗，得到活化后的变性淀粉；

步骤3、变性淀粉微球表面偶联壳聚糖

将上述活化后的变性淀粉混悬于二甲基亚砜，然后缓慢加入壳聚糖溶液，壳聚糖与活化后的变性淀粉质量比为1∶500-1∶20，活化剂将变性淀粉表面羟基活化后与壳聚糖氨基偶联，反应时间为2-24小时，经离心去上清后，用无水乙醇清洗，最后将沉淀物真空干燥得到表面修饰壳聚糖的变性淀粉，即本发明的止血材料。

步骤1中所述的变性淀粉微球粒径为40-200目，优选为100-200目；

步骤2中所述变性淀粉与二甲基亚砜的质量体积分数优选为5％-10％；

步骤2中所述活化剂占变性淀粉的质量百分比优选为0.5％-2％；

步骤3中所述壳聚糖与活化后的变性淀粉质量比优选为1∶200-1∶50；所述的变性淀粉包括醚化淀粉、预糊化淀粉、交联淀粉中的一种或多种。

所述的醚化淀粉包括羧甲基淀粉、羟烷基淀粉、阳离子淀粉的一种或多种，优选为羧甲基淀粉。

所述的交联淀粉包括交联羧甲基淀粉钠、交联马铃薯淀粉、交联木薯淀粉、交联玉米淀粉中的一种或多种，优选为交联马铃薯淀粉或交联羧甲基淀粉。

所述的壳聚糖分子量范围(Molecular Weight，Mw)为5-300kD，优选为10-100kD，脱乙酰度(Deacetylation Degree，DD)范围为55％-95％，优选为75-90％。

本发明的止血材料，可应用到人或动物的术中或术后的体表、体内组织、脏器等出血部位的快速止血。

有益效果

修饰壳聚糖可以吸附血细胞，激活凝血因子，形成凝血块，从而增强止血效果，此外，壳聚糖具有一定的抑菌活性，可以减少伤口感染风险。表面修饰可以降低壳聚糖的加入量，保持变性淀粉微球的吸水性能和降解吸收性能，同时兼具壳聚糖止血及抑菌的优势。鉴于壳聚糖吸附血细胞以及发挥抑菌作用主要通过接触完成，采用表面修饰的方法复合壳聚糖可以发挥壳聚糖抑菌及促进止血的功效的同时减少其对材料可吸收性能和吸水性能的影响，本发明制备的止血粉可用于体表、体内组织、脏器等出血部位的快速止血，并具有一定的抑菌功能，降低伤口感染风险。

具体实施方式

实施例1

以羧甲基淀粉钠为原料，将原料粉末经过沸腾制粒，经筛网筛选，选取100-200目的微球，记为A0样品。将10g上述羧甲基淀粉微球分散于100mL二甲基亚砜，同时加入50mgN，N′-羰基二(1，2，4-三氮唑)，搅拌4小时，经离心，去上清液后，用二甲基亚砜清洗三遍，重新加入50mL新的二甲基亚砜，然后缓慢加入50mL、Mw为50kD、DD为95％的壳聚糖溶液，浓度10mg/mL，偶联反应2小时，经离心、去上清液后，用无水乙醇清洗3遍，沉淀物真空干燥即可得本发明的止血材料(A1样品)。

通过离心法测定变性淀粉-壳聚糖复合微球的吸水倍率，吸水倍率(mL/g)＝吸水量(mL)/样品量(g)。结果如表1所示，表面修饰壳聚糖的变性淀粉微球A1和未修饰的变性淀粉微球A0吸水倍率接近，表明表面修饰对变性淀粉的吸水性能影响较少，能够避免壳聚糖含量过大导致吸水性能下降的情况。

表1

试样	吸水倍率
		A0	16.9
A1	16.7

通过大鼠出血模型止血时间的对比，可以看出，经过壳聚糖表面修饰，可以增强止血微球的止血效果。

表2

试样	止血时间
		A0	95±3s
A1	82±4s

实施例2

玉米淀粉经三偏磷酸钠乳化交联，醇洗，干燥，经筛网筛选，选取40-100目的交联淀粉微球(此交联淀粉微球记为B0样品)。20g上述交联淀粉微球分散于100mL二甲基亚砜，加入500mg羰基二咪唑，搅拌24小时后，离心，去上清液，用二甲基亚砜清洗三遍，重新加入50mL新鲜二甲基亚砜。缓慢加入40mL、Mw为300kD、DD为90％的壳聚糖溶液，浓度10mg/mL，偶联反应24小时，经离心去上清液后，用无水乙醇清洗3遍，将沉淀物真空干燥即可得本发明的止血材料(B1样品)。通过离心法测定变性淀粉-壳聚糖复合微球的吸水倍率，吸水倍率(mL/g)＝吸水量(mL)/样品量(g)。结果如表3所示，表面修饰壳聚糖的交联变性淀粉微球B1和未修饰的交联变性淀粉微球B0吸水倍率接近，表明表面修饰对变性淀粉的吸水性能影响较少，能够避免壳聚糖含量过大导致吸水性能下降的情况。

表3

试样	吸水倍率
		B0	12.5
B1	12.1

通过大鼠出血模型止血时间的对比，可以看出，经过壳聚糖表面修饰，可以增强止血微球的止血效果。

表4

试样	止血时间
		B0	100±3s
B1	85±6s

实施例3

以预糊化马铃薯淀粉为原料，将原料粉末经过沸腾制粒，经筛网筛选，选取40-200目的微球。将5g上述预糊化马铃薯淀粉微球分散于100mL二甲基亚砜，同时加入75mg N，N′-羰基二(1，2，4-三氮唑)，搅拌2小时，经离心，去上清液后，用二甲基亚砜清洗三遍，重新加入50mL新的二甲基亚砜，然后缓慢加入10mL、Mw为5kD、DD为55％的壳聚糖溶液，浓度1mg/mL，偶联反应12小时，经离心、去上清液后，用无水乙醇清洗3遍，沉淀物真空干燥即可得本发明的止血材料。

实施例4

以羧甲基淀粉钠、羟丙基淀粉为原料，将原料粉末经过沸腾制粒，经筛网筛选，选取60-120目的微球。将7.5g上述预糊化马铃薯淀粉微球分散于100mL二甲基亚砜，同时加入75mg N，N′-羰基二(1，2，4-三氮唑)，搅拌8小时，经离心，去上清液后，用二甲基亚砜清洗三遍，重新加入50mL新的二甲基亚砜，然后缓慢加入15mL、Mw为10kD、DD为75％的壳聚糖溶液，浓度10mg/mL，偶联反应8小时，经离心、去上清液后，用无水乙醇清洗3遍，沉淀物真空干燥即可得本发明的止血材料。

实施例5

玉米淀粉经三偏磷酸钠乳化交联，醇洗，干燥，经筛网筛选，选取50-100目的交联淀粉微球；以预糊化马铃薯淀粉为原料，将原料粉末经过沸腾制粒，经筛网筛选，选取50-100目的微球。将2.5g上述交联玉米淀粉与2.5g上述预糊化马铃薯淀粉微球混合后，分散于100mL二甲基亚砜，加入500mg羰基二咪唑，搅拌12小时后，离心，去上清液，用二甲基亚砜清洗三遍，重新加入50mL新鲜二甲基亚砜。缓慢加入25mL、Mw为100kD、DD为90％的壳聚糖溶液，浓度1mg/mL，偶联反应12小时，经离心去上清液后，用无水乙醇清洗3遍，将沉淀物真空干燥即可得本发明的止血材料。

Claims (10)

1.一种止血材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、变性淀粉微球制备

以原淀粉或者变性淀粉粉末为原料，采用乳化交联或者沸腾制粒制备变性淀粉微球，经筛网筛选后得到40-200目的变性淀粉微球；

步骤2、变性淀粉微球表面活化

将步骤1中的变性淀粉微球混悬于二甲基亚砜，变性淀粉占二甲基亚砜的质量体积分数为5-20％，然后加入相当于变性淀粉质量0.5-5％的N，N′-羰基二(1，2，4-三氮唑)或者羰基二咪唑作为活化剂，搅拌2-24小时，经离心、去上清液后，用二甲基亚砜清洗，得到活化后的变性淀粉；

步骤3、变性淀粉微球表面偶联壳聚糖

将上述活化后的变性淀粉混悬于二甲基亚砜，缓慢加入壳聚糖溶液，壳聚糖与活化后的变性淀粉质量比为1∶500-1∶20，活化剂将变性淀粉表面羟基活化后与壳聚糖氨基偶联，反应时间为2-24小时，经离心去上清后，用无水乙醇清洗，最后将沉淀物真空干燥得到表面修饰壳聚糖的变性淀粉，即本发明的止血材料。

2.根据权利要求1所述的止血材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述壳聚糖与活化后的变性淀粉质量比为1∶200-1∶50。

3.根据权利要求1所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述变性淀粉包括醚化淀粉、预糊化淀粉、交联淀粉中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述醚化淀粉包括羧甲基淀粉、羟烷基淀粉、阳离子淀粉的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述醚化淀粉为羧甲基淀粉。

6.根据权利要求3所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述交联淀粉包括交联羧甲基淀粉、交联马铃薯淀粉、交联木薯淀粉、交联玉米淀粉中的一种或多种，优选为交联马铃薯淀粉或交联羧甲基淀粉。

7.根据权利要求6所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述交联淀粉为交联马铃薯淀粉或交联羧甲基淀粉。

8.根据权利要求1所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖分子量范围为5-300kD，脱乙酰度范围为55％-95％。

9.根据权利要求8所述的止血材料的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖分子量范围为10-100kD，脱乙酰度范围为75-90％。

10.根据权利要求1-9任一项所述的止血材料的应用，其特征在于，所述止血材料应用于人或动物的术中或术后的体表、体内组织、脏器等出血部位的快速止血。