CN113069589A - 一种可生物降解的抗菌止血海绵 - Google Patents

一种可生物降解的抗菌止血海绵 Download PDF

Info

Publication number
CN113069589A
CN113069589A CN202110198381.9A CN202110198381A CN113069589A CN 113069589 A CN113069589 A CN 113069589A CN 202110198381 A CN202110198381 A CN 202110198381A CN 113069589 A CN113069589 A CN 113069589A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biodegradable
ammonium salt
quaternary ammonium
solution
sponge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110198381.9A
Other languages
English (en)
Inventor
石长灿
陈叶祎
杨啸
李徐坚
季志孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Original Assignee
Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering filed Critical Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Priority to CN202110198381.9A priority Critical patent/CN113069589A/zh
Publication of CN113069589A publication Critical patent/CN113069589A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/001—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L24/0015—Medicaments; Biocides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/001—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L24/0036—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/001—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L24/0042—Materials resorbable by the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/04—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices containing macromolecular materials
    • A61L24/08—Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/04—Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices containing macromolecular materials
    • A61L24/10—Polypeptides; Proteins
    • A61L24/104—Gelatin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/05—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
    • C08B15/06—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/04—Materials for stopping bleeding

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可生物降解的抗菌止血海绵的制备工艺及其应用，本发明制备的止血海绵可用于不可压缩伤口处的快速止血和皮肤表面伤口的高效愈合。本发明通过在大分子链上引入季铵盐，并选取带醛基的交联剂，使其与大分子链上氨基发生席夫碱反应，最终得到抗菌止血材料。本发明方法制备得到的止血海绵具有良好的力学强度、可生物降解性能、生物相容性、血液相容性及出色的抗菌性能等，同时还具有优异的止血效果和良好的自愈合能力，在生物医学领域有广泛的应用前景。

Description

一种可生物降解的抗菌止血海绵
技术领域
本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种可生物降解的抗菌止血海绵。
背景技术
不可控制的出血是在战场和意外事故中致死的主要原因。过度出血还会造成凝血功能障碍、伤口感染甚至器官衰竭的风险。快速凝结形成血块或止血对于防止大量失血和因过度出血而死亡至关重要，还能为进一步抢救争取足够的时间。一方面，对于不可压缩的创面，想要达到快速止血是具有一定操作难度的，容易引起二次损伤和压迫出血；另一方面，若出血表面不能得到及时处理，伤口还暴露在外面，易造成伤口处感染而导致溃烂、脓化，甚至引发诸多严重的并发症。迄今为止，已经研究了多种生物衍生和多糖基材料作为局部止血剂、组织粘合剂和密封剂，例如凝血酶、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、纤维素、透明质酸、淀粉和藻酸盐等。此外，沸石、高岭土、蒙脱土和生物活性玻璃等无机材料也被掺入使用以改善材料的各种性能。
目前，一些新型的止血敷料包括局部止血试剂，组织粘合剂，密封胶被科研人员广泛研究，并且一些产品已都被证明对常规的伤口具有很好的止血效果且被广泛应用到手术室以及战场上，如FibrinGule、Surgical®、TISSEEL、HemCon、QuikClot、CELOX、Arista等。但这些产品或多或少的存在使用上的缺陷，如贮存期短并且具有潜在的病毒污染风险；对合成的材料来说，较差的止血能力以及降解问题不可避免；沸石类无机材料存在致热性以及长期炎症反应的问题。因此，我们需要研究一种新型的止血敷料，使其具有安全可生物降解、高效的止血能力、抗菌消炎能力等。
随着新材料的进步和发展，市面上出现了越来越多的新型止血支架，如纱布、海绵、凝胶及微球等，其止血机理、止血效果及应用都各有不同。纱布、水凝胶和微球等多用于伤口表面的止血和修复。而对于某些不规则创面及深层伤口，使用海绵能达到快速膨胀止血的效果。海绵由于具有相互连接的均匀的大孔结构，赋予了其优异的吸水/血能力。海绵能快速吸收伤口渗出物和伤口表面的血液，保持伤口周围湿润，并有效地浓缩血细胞/血小板，实现快速止血。目前研究中，有研究出具备抗菌效果的海绵，但对于可降解的、可促进伤口愈合的抗菌海绵还缺乏研究。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种可生物降解的抗菌止血海绵。
本发明所采取的技术方案如下： 一种可生物降解的抗菌止血海绵，其制备过程包括以下步骤：
（1）在含氨基的大分子聚合物上进行季铵盐接枝改性得到季铵盐接枝改性聚合物；
（2）将步骤（1）制备得到的季铵盐接枝改性聚合物与含醛基的交联剂充分交联合成可生物降解的抗菌止血海绵。
在步骤（1）中，所述的含氨基的大分子聚合物为明胶、羟乙基纤维素、甲壳质、壳聚糖中的一种或多种。
在步骤（1）中，季铵盐接枝改性的具体步骤如下：将含氨基的大分子聚合物溶解到溶剂中得到聚合物溶液，调节酸碱度使pH为8-10，然后加入季铵盐溶液，进行接枝反应，反应结束后，透析纯化、冷冻干燥后得到季铵盐接枝改性聚合物。
所述季铵盐溶液为失水甘油基三甲基氯化铵（GTMAC）、环氧丙基三乙基氯化铵（GTA）、甲硝唑双季铵盐（Q-IMDZ）、双十二烷基二甲基氯化铵（DDMAC）中的一种或多种溶解形成的溶液。
所述的含醛基的交联剂为氧化葡聚糖、戊二醛、甘油醛、甲醛、京尼平中的一种或多种。
所述的含醛基的交联剂为氧化葡聚糖。
氧化葡聚糖的制备过程如下：将葡聚糖溶解于水中，将NaIO4在避光加热条件下溶解于水中；待葡聚糖溶解完全后，调解酸碱度使pH为3-4，得到葡聚糖溶液，随后向葡聚糖溶液缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液；避光反应至反应结束后，透析纯化、冷冻干燥后得到氧化葡聚糖。
氧化葡聚糖的制备所采用的葡聚糖分子量为2000-40000.
步骤（2）中，将步骤（1）制备得到的季铵盐接枝改性聚合物溶解于溶剂中，加入发泡剂进行发泡；待发泡后，加入NaOH，搅拌，然后加入含醛基的交联剂，摇床反应使反应体系充分交联，合成海绵，然后放入模具中进行压缩，冻干后得到可生物降解的抗菌止血海绵。
步骤（2）中，所述季铵盐接枝改性聚合物与含醛基的交联剂的质量比为2：1～3：1。
本发明的有益效果如下：本发明通过在含氨基的大分子聚合物上进行季铵盐接枝改性得到季铵盐接枝改性聚合物，并通过分子链上的氨基与交联剂上的醛基发生了席夫碱反应，交联形成具有良好抗菌和止血性能的可生物降解海绵。海绵的多孔结构和大分子聚合物上大量的亲水基团，使材料具有优良的吸水和膨胀性能。含醛基的交联剂的加入改善了海绵的力学性能。同时，该海绵具有良好的细胞相容性、血液相容性、良好的生物降解性及优异的抗菌性能。由于该海绵中含有大量的正电荷基团，使得该海绵能够有效地吸附和浓缩血小板和红细胞，起到快速凝血止血的作用。
在本发明的一些实施例中，通过实验数据可以看出，所制备的海绵在肝体积损伤模型和股动脉出血模型中显示出较优异的止血效果。同时在大鼠全层皮肤缺损模型中显示该海绵对创面愈合有较好的促进作用。因此，该可生物降解的抗菌止血海绵可作为不可压缩伤口的潜在止血材料，促进伤口愈合，在生物医学领域有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的压缩性能测试结果。
图2. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的最大吸液比测试结果。
图3. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的体外降解测试结果。（A）加酶组，（B）未加酶组。
图4. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的溶血率测试结果。
图5. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的全血凝血指数测试结果。
图6. 实施例1、2、3、4所得止血海绵的细胞毒性测试结果（浓度5mg/mL和1mg/mL）。
图7. 实施例1所得止血海绵的(A)肝脏损伤模型中出血时间统计，（B）肝脏损伤模型中出血量统计。
图8. 实施例1所得止血海绵的(A)股动脉出血时间统计，(B)股动脉出血量统计。
图9.实施例1和实施例3所得止血海绵的抗菌测试结果。（A）大肠杆菌，（B）金黄色葡萄球菌。
具体实施方式
一种可生物降解的抗菌止血海绵，其制备过程包括以下步骤：
（1）在含氨基的大分子聚合物上进行季铵盐接枝改性得到季铵盐接枝改性聚合物；
（2）将步骤（1）制备得到的季铵盐接枝改性聚合物与含醛基的交联剂充分交联合成可生物降解的抗菌止血海绵。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，本发明实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明进行任何限制。
实施例1
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g明胶溶于在PBS中，配置成质量浓度为10%的明胶溶液，升温到55℃，待明胶溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后，在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20ml DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.15g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为30%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.05 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30 min，使之充分交联。
实施例2
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g明胶溶于在PBS中，配置成质量浓度为10%的明胶溶液，升温到55℃，待明胶溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后，在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20ml DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.15g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为30%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.075 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30min，使之充分交联。
实施例3
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g明胶溶于在PBS中，配置成质量浓度为10%的明胶溶液，升温到55℃，待明胶溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后，在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20ml DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.10g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为20%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.03 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30min，使之充分交联。
实施例4
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g明胶溶于在PBS中，配置成质量浓度为10%的明胶溶液，升温到55℃，待明胶溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后，在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20ml DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.10g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为20%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.05 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30min，使之充分交联。
实施例5
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：将5g明胶和壳聚糖（质量比1:1）溶于在PBS中，配置成质量浓度为15%的悬浊液，升温到60℃，待其溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后，在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.15g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为30%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取60 μL戊二醛溶液并加入40 μL PBS， 再与上述发泡溶液中混合，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30min，使之充分交联。
实施例6
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g壳聚糖溶于在PBS中，配置成质量浓度为15%的聚合物溶液，升温到55℃，待壳聚糖溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后， 在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20mL DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24 h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.10g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为20%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.05 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30 min，使之充分交联。
实施例7
具有可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备季铵盐接枝改性聚合物：称取5g羟乙基纤维素溶于在PBS中，配置成质量浓度为15%的聚合物溶液，升温到55℃，待其溶解后用氢氧化钠调节其pH至9。随后， 在磁力搅拌条件下少量多次地缓慢加入事先配置好的季铵盐溶液，在55℃下反应24 h。之后，将产品倒入透析袋中（MWC = 3500）在去离子水中透析纯化48 h。冷冻干燥后，得到所需的接枝改性聚合物；产品存放于干燥柜中，待进一步使用；
（2）制备氧化葡聚糖：将4g葡聚糖在30℃、磁力搅拌条件下溶于20mL DW中；同时将5.2812g的NaIO4在避光加热条件下溶解于20ml的DW中。待葡聚糖溶解完全后，加入1 M的盐酸调节其pH至3.5。随后缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液。避光反应约3小时后，将所得溶液盛入透析袋中，用DW透析24 h后，冷冻干燥得到所需产品，放入干燥柜中待进一步使用。
（3）制备止血海绵：称取步骤（1）所得产物0.15g溶于500 μL PBS中，配置成质量分数为30%的溶液，置于烘箱中溶解；随后加入40 μL的十二烷基硫酸钠（SDS）（50 mg/ml），进行发泡。待发泡差不多，加入适量20 μL NaOH，搅拌几分钟。同时称取（2）所得产物0.05 g溶于100 μL PBS中，再加入到上述发泡溶液中，在磁子搅拌下使其进行均匀交联。将其放入摇床中30 min，使之充分交联。
止血海绵性能分析实例：
实验例1：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后接枝改性聚合物结构进行了压缩性能测试。图1所示为该止血海绵的在80%应变下的应力应变曲线。可以看出来实施例1具有最佳的应力值。
实验例2：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后海绵进行了最大吸液比测试。具体实验步骤：用PBS（pH=7.4）测定海绵的最大吸液比。将所有海绵进行冷冻干燥，每个样品称重并记录。然后，将海绵置于载玻片中，通过蠕动泵以30 ml/h的速度不断滴加PBS。记录其最大吸水量。实验结果表明，该止血海绵吸水后可达到其自重的十几倍，且实施例3中的材料显示出最佳的吸水效果，结果如图2 所示。
实验例3：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后海绵进行了体外降解能力测试。
具体实验步骤：实验前，称取一定重量的预干燥的海绵，随后将其浸没在PBS（pH =7.4）和事先配好的I型胶原蛋白酶（>125CDU/mg）溶液（0.05mg/ml）的PBS（pH = 7.4）中，并在37 ℃摇动孵育。浸泡液保持每2-3天更换一次。在规定的时间节点，取出并收集未降解的海绵，用去离子水冲洗海绵3次。随后将样品冷冻过夜，然后冻干。冻干后，测量每一块海绵的最终重量。
数据结果显示了质量随着培养时间的变化趋势。四组样品在加入胶原酶组均在24h内完全降解，且实施例3、4组在10h内得到了完全降解。而未加酶组，实施例3、4组在100h附近就已经降解完全，而实施例1、2组也在130h附近得到了降解。该海绵具有优异的可生物降解能力。
实验例4：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后海绵进行了溶血率测试。
具体实验步骤：用生理盐水（NS）配制浓度为10 mg/ml的样品溶液。收集健康献血者的血液存放于抗凝管中，并取出 50 μl全血加入到1 ml的样品溶液中。同时取相同量的全血分别加入到DW和NS中并作为阳性和阴性对照。所有样本在37 ℃下孵育作用2h后，1500rpm离心10 min。最后吸取200 μl上清液加入到96孔板中并用酶标仪检测其在540 nm处的吸光度值。实施例1、2、3、4组海绵的溶血率分别为0.61%、0.31%、1.09%和0.49%，均在生物材料允许范围内（小于5%）。该止血海绵不会引起溶血现象，具有很好的生物相容性。
实验例5
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后海绵进行了体外全血凝血能力测试。其中对照组1为市售明胶海绵，对照组2为空白对照。BCI数据如图5所示，四组海绵的BCI值分别为24.4%、31.2、29.3和31.9%，而市售的海绵达到了61.2%。BCI值越小，表示材料的凝结能力越强。可见与其相比，四组海绵均具有显著的凝血能力。这是由于明胶本身可以激活血小板，加速凝血过程。可以看出来实施例1、2组由于含有更多的明胶，其凝血能力越强。
实验例6：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，实施例1、2、3、4中对交联后海绵进行了细胞毒性研究。采用CCK-8法研究了四组海绵的体外细胞毒性。如图所示，实施例1、2、3、4组海绵浸提液（5mg/ml和1mg/ml）在与L929细胞孵育48h后，均对其没有任何毒性作用。故该海绵均显示优异的生物相容性。
实验例7
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，对实施例1中所制备的止血海绵采用肝脏损伤模型进行止血效果表征。
实验步骤：以SD大鼠的肝脏损伤出血为模型，通过水合氯醛水溶液腹腔注射麻醉及腹毛而剃掉，在腹部被打开，露出肝脏。用活检针（内径5 mm）制造肝脏体积缺损伤口。提前将合成的海绵和市售海绵制成一定高度的直径为5 mm的尺寸。然后立即将海绵放入缺损伤口内，并在肝脏底部放置滤纸以评估失血量。每隔几秒轻轻举起海绵样本，观察其出血情况，直至止血完成。其中对照1为纱布组，对照2为市售明胶海绵组。记录术中止血时间和伤口出血量。结果如图所示，肝脏损伤出血模型实验结果表明，实施例1的止血海绵具备有效的止血效果，能减少止血时间并降低出血量。
实验例8
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，对实施例1中所制备的止血海绵采用SD大鼠股动脉出血模型进行止血效果表征。
具体实验步骤：用10%水合氯醛根据体重定量通过腹腔注射来麻醉大鼠，刮去其腿毛，将腹股沟上盖肌打开并暴露股动脉。使用针头对股动脉进行穿刺。将直径为12 mm、高度为3 mm的海绵放置于出血部位。过程中根据情况每隔几秒轻轻举起样本，观察出血状况，直至止血完成中对照1为纱布组，对照2为市售明胶海绵组。结果如图所示，股动脉出血模型实验结果表明，实施例21的止血海绵具备优异的止血效果，能减少止血时间并降低出血量。
实验例9：
以可生物降解的抗菌止血海绵的制备方法中，对实施例1、3中所制备的止血海绵进行了抗菌性能测试。
具体实验步骤：采用琼脂板铺板法评估海绵的抗菌效果。选用金黄色葡萄球菌（S.aureus）和大肠杆菌（E. coli）作为实验菌来评估其杀菌效果。取出冰箱中冻存的细菌，吸取50μl用培养基培养24h进行定量。配制所需的细菌浓度溶液。称取0.1g海绵置于24孔板中，用移液枪吸取100 μl 浓度为1×106 CFU/ml的细菌溶液接种到海绵上。其中对照组为市售明胶海绵组。置于37 ℃摇床中孵育4 h。随后，加入1 ml PBS反复冲洗样品，冲掉附着在海绵上的细菌。根据需求可将细菌悬液稀释到可以计数的量级，置于1.5% LB琼脂平板上，37 ℃孵育24 h后进行计数。每组样品涂板三次，进行误差分析。
抗菌实验表明，实施例1和实施例3中交联接枝后的止血海绵对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有很好的抗菌效果，能很好地用于止血和促进伤口愈合。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于其制备过程包括以下步骤：
（1）在含氨基的大分子聚合物上进行季铵盐接枝改性得到季铵盐接枝改性聚合物；
（2）将步骤（1）制备得到的季铵盐接枝改性聚合物与含醛基的交联剂充分交联合成可生物降解的抗菌止血海绵。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：在步骤（1）中，所述的含氨基的大分子聚合物为明胶、羟乙基纤维素、甲壳质、壳聚糖中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：在步骤（1）中，季铵盐接枝改性的具体步骤如下：将含氨基的大分子聚合物溶解到溶剂中得到聚合物溶液，调节酸碱度使pH为8-10，然后加入季铵盐溶液，进行接枝反应，反应结束后，透析纯化、冷冻干燥后得到季铵盐接枝改性聚合物。
4.根据权利要求3所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：所述季铵盐溶液为失水甘油基三甲基氯化铵、环氧丙基三乙基氯化铵、甲硝唑双季铵盐、双十二烷基二甲基氯化铵中的一种或多种溶解形成的溶液。
5.根据权利要求1或2所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：所述的含醛基的交联剂为氧化葡聚糖、戊二醛、甘油醛、甲醛、京尼平中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：所述的含醛基的交联剂为氧化葡聚糖。
7.根据权利要求6所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：氧化葡聚糖的制备过程如下：将葡聚糖溶解于水中，将NaIO4在避光加热条件下溶解于水中；待葡聚糖溶解完全后，调解酸碱度使pH为3-4，得到葡聚糖溶液，随后向葡聚糖溶液缓慢多次加入溶解好的NaIO4溶液；避光反应至反应结束后，透析纯化、冷冻干燥后得到氧化葡聚糖。
8.根据权利要求7所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：氧化葡聚糖的制备所采用的葡聚糖分子量为2000-40000。
9.根据权利要求1所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：步骤（2）中，将步骤（1）制备得到的季铵盐接枝改性聚合物溶解于溶剂中，加入发泡剂进行发泡；待发泡后，加入NaOH，搅拌，然后加入含醛基的交联剂，摇床反应使反应体系充分交联，合成海绵，然后放入模具中进行压缩，冻干后得到可生物降解的抗菌止血海绵。
10.根据权利要求1或9所述的一种可生物降解的抗菌止血海绵，其特征在于：步骤（2）中，所述季铵盐接枝改性聚合物与含醛基的交联剂的质量比为2：1～3：1。
CN202110198381.9A 2021-02-22 2021-02-22 一种可生物降解的抗菌止血海绵 Pending CN113069589A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110198381.9A CN113069589A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种可生物降解的抗菌止血海绵

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110198381.9A CN113069589A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种可生物降解的抗菌止血海绵

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113069589A true CN113069589A (zh) 2021-07-06

Family

ID=76609428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110198381.9A Pending CN113069589A (zh) 2021-02-22 2021-02-22 一种可生物降解的抗菌止血海绵

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113069589A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115300665A (zh) * 2022-08-08 2022-11-08 北京化工大学 一种抗菌可吸收鼻腔止血海绵及其制备方法和应用
CN116350835A (zh) * 2023-03-24 2023-06-30 中国海洋大学 一种生物止血海绵及其制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020012675A1 (en) * 1998-10-01 2002-01-31 Rajeev A. Jain Controlled-release nanoparticulate compositions
CN102600496A (zh) * 2012-01-30 2012-07-25 施耐克江苏生物制药有限公司 Ⅰ、ⅱ、ⅲ类医疗器械产品作用于皮肤、粘膜、伤口灭活病毒
US20140205636A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-24 Ethicon, Inc. Fibrin Sealant Compositions with Chemical Crosslinking
CN106620825A (zh) * 2016-12-26 2017-05-10 浙江大学 一种双组分快速止血凝胶及其应用
CN107349458A (zh) * 2017-07-14 2017-11-17 北京化工大学 一种明胶/植物多糖复合止血海绵的制备方法
CN107349459A (zh) * 2017-06-16 2017-11-17 大连理工大学 一种葡聚糖基止血抗菌促愈合材料及其制备方法
CN107596431A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 温州生物材料与工程研究所 一种天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途
CN107929816A (zh) * 2017-10-27 2018-04-20 温州生物材料与工程研究所 一种具有止血、抗菌、促愈合功能的防粘连材料及其制备方法
CN108587543A (zh) * 2018-04-10 2018-09-28 广州迈普再生医学科技股份有限公司 一种医用封堵胶及其制备方法
CN109293948A (zh) * 2018-08-10 2019-02-01 广东省医疗器械研究所 一种水凝胶及其制备方法和应用
CN110787317A (zh) * 2019-10-25 2020-02-14 重庆医科大学附属永川医院 一种麻醉科用止血海绵
CN111154149A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心） 一种水凝胶及其制备方法与敷料

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020012675A1 (en) * 1998-10-01 2002-01-31 Rajeev A. Jain Controlled-release nanoparticulate compositions
CN102600496A (zh) * 2012-01-30 2012-07-25 施耐克江苏生物制药有限公司 Ⅰ、ⅱ、ⅲ类医疗器械产品作用于皮肤、粘膜、伤口灭活病毒
US20140205636A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-24 Ethicon, Inc. Fibrin Sealant Compositions with Chemical Crosslinking
CN106620825A (zh) * 2016-12-26 2017-05-10 浙江大学 一种双组分快速止血凝胶及其应用
CN107349459A (zh) * 2017-06-16 2017-11-17 大连理工大学 一种葡聚糖基止血抗菌促愈合材料及其制备方法
CN107349458A (zh) * 2017-07-14 2017-11-17 北京化工大学 一种明胶/植物多糖复合止血海绵的制备方法
CN107596431A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 温州生物材料与工程研究所 一种天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途
CN107929816A (zh) * 2017-10-27 2018-04-20 温州生物材料与工程研究所 一种具有止血、抗菌、促愈合功能的防粘连材料及其制备方法
CN108587543A (zh) * 2018-04-10 2018-09-28 广州迈普再生医学科技股份有限公司 一种医用封堵胶及其制备方法
CN109293948A (zh) * 2018-08-10 2019-02-01 广东省医疗器械研究所 一种水凝胶及其制备方法和应用
CN110787317A (zh) * 2019-10-25 2020-02-14 重庆医科大学附属永川医院 一种麻醉科用止血海绵
CN111154149A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心） 一种水凝胶及其制备方法与敷料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁浩等: "《纳米抗菌技术》", 31 January 2008, 化学工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115300665A (zh) * 2022-08-08 2022-11-08 北京化工大学 一种抗菌可吸收鼻腔止血海绵及其制备方法和应用
CN116350835A (zh) * 2023-03-24 2023-06-30 中国海洋大学 一种生物止血海绵及其制备方法
CN116350835B (zh) * 2023-03-24 2023-09-15 中国海洋大学 一种生物止血海绵及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xie et al. Multifunctional carboxymethyl chitosan/oxidized dextran/sodium alginate hydrogels as dressing for hemostasis and closure of infected wounds
CN112972749B (zh) 基于壳聚糖纤维的高效止血材料及其制备方法
CN112156222B (zh) 一种止血抗菌促愈合的冷冻凝胶海绵制备方法
CN113769156B (zh) 兼具止血和创面修复的杂化纤维海绵及其制备方法
CN111019162A (zh) 以氧化透明质酸为交联剂的壳聚糖多肽衍生物自交联水凝胶的制备方法及应用
Wei et al. Injectable hydrogel based on dodecyl-modified N-carboxyethyl chitosan/oxidized konjac glucomannan effectively prevents bleeding and postoperative adhesions after partial hepatectomy
KR20190103559A (ko) 생체안정성과 기계적 물성이 향상된 생분해성 고분자 하이드로겔 복합체 및 이의 제조방법
CN113069589A (zh) 一种可生物降解的抗菌止血海绵
Wei et al. EGCG-crosslinked carboxymethyl chitosan-based hydrogels with inherent desired functions for full-thickness skin wound healing
Ma et al. Oxidized dextran crosslinked polysaccharide/protein/polydopamine composite cryogels with multiple hemostatic efficacies for noncompressible hemorrhage and wound healing
Zhang et al. An injectable serotonin–chondroitin sulfate hydrogel for bio-inspired hemostatic adhesives with high wound healing capability
Cao et al. Preparation of biodegradable carboxymethyl cellulose/dopamine/Ag NPs cryogel for rapid hemostasis and bacteria-infected wound repair
CN111690078A (zh) 双季铵化壳聚糖衍生物及其合成方法、包含其的复合海绵生物敷料与应用
CN115737891B (zh) 基于桃胶的止血多孔海绵及应用
CN107412843B (zh) 一种具有抗菌性能的淀粉基微孔止血材料及其制备方法和应用
CN113244442A (zh) 多氨基阳离子化合物在制备表面促凝血增强型止血材料上的应用
CN113663116A (zh) 具有止血和抗粘连的离子基水凝胶及其制备方法和应用
CN109498833A (zh) 一种医用可吸收多聚糖复合材料及其用途
Li et al. Quaternized chitosan/oxidized bacterial cellulose cryogels with shape recovery for noncompressible hemorrhage and wound healing
CN113908330B (zh) 一种具有光热抗菌止血特性的复合凝胶的制备方法及其产品和应用
Zhang et al. In situ gelation strategy based on ferrocene-hyaluronic acid organic copolymer biomaterial for exudate management and multi-modal wound healing
CN111905144B (zh) 一种可生物降解的晶胶敷料及其制备方法和应用
CN117462724A (zh) 一种可水/血液触发的HNTs/MSt膨胀海绵及其制备方法与应用
KR102280553B1 (ko) 개선된 하이드로젤 지혈제 제조방법 및 그에 따른 지혈제
CN110180017B (zh) 一种多功能双组份水凝胶组织粘合剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210706

RJ01 Rejection of invention patent application after publication