CN113244441B - 一种复合止血修复材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种复合止血修复材料及其制备方法，该止血修复材料采用贝壳和电气石为主要原材料，使贝壳和磷源能转化形成羟基磷灰石，并以壳聚糖海绵作基体进行负载。该制备方法以贝壳和电气石为主要原材料，以磷酸氢铵作为磷源进行水热反应，电气石表面自发电场对于体系中带电离子具有吸引作用，贝壳水热转化成的羟基磷灰石在电气石表面原位生长，得到贝壳/电气石复合材料，然后通过冷冻干燥过程将贝壳/电气石复合材料嵌入壳聚糖海绵基体中，制备出贝壳/电气石复合止血修复材料。该止血修复材料能够显著缩短凝血时间，达到了良好的止血效果。

Description

一种复合止血修复材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及止血修复材料技术领域，具体是一种复合止血修复材料及其制备方法。
背景技术
长期以来，失血对于人们生命安全的威胁非常大，据统计，每年失血性休克死亡占创伤性伤害死亡人数的30％-40％。突发情况下，能否实现快速止血至关重要，而人体的止血机制是一个较为复杂且所需时间较长的过程，在一些严重的创伤中，仅仅依靠人体自身的止血功能很难完成止血，此时就需要通过对伤口施加外部干预以达到快速止血的目的。因此，高效率止血材料的开发成为快速止血，降低出血死亡率的关键。然而，同时符合安全、有效、经济等要求的止血剂少之又少。因此选用固体废弃物资源贝壳和矿物电气石为主要原料开发符合大众需求的止血材料。
CN102605459A公开了一种电气石/壳聚糖复合材料及其制备方法，以电气石和壳聚糖为原料，通过搅拌分散和静电纺丝，将电气石颗粒分散在了壳聚糖纤维基体中，其止血效果非常有限。孙荣湛以贝壳和壳聚糖为原材料，通过超临界流发泡体技术制备了贝壳粉/壳聚糖复合止血修复材料，利用动物体内模型所作的止血实验获得了较好的止血效果，但由于其制备工艺较为复杂所需条件苛刻，难以得到推广。
发明内容
本发明目的在于提供一种复合止血修复材料及其制备方法，并具有原材料来源广泛、生物相容性好、止血迅速、成本低廉、制备工艺简单等优势，适合规模化生产，能够满足大众需求。该止血修复材料与伤口接触后，羟基磷灰石中的Ca2+游离出来进入血液中参与凝血酶原向凝血酶的转化，从而促进凝血过程的进行；电气石通过间接或直接加速细胞膜的跨膜运输过程从而促进细胞的新陈代谢，达到修复损伤组织细胞的效果；壳聚糖海绵疏松多孔，具有较强的吸液性能，能够显著缩短凝血时间。三种机制协同作用，达到了良好的止血效果。
本发明采用如下技术方案实现：
一种复合止血修复材料，其特征在于，该止血修复材料采用贝壳和电气石为主要原材料，使贝壳和磷源能转化为羟基能形成羟基磷灰石，并以壳聚糖海绵作基体进行负载。
一种复合止血修复材料的制备方法，该制备方法以贝壳和电气石为主要原材料，以磷酸氢铵作为磷源进行水热反应，电气石表面自发电场对于体系中带电离子具有吸引作用，贝壳水热转化成的羟基磷灰石在电气石表面原位生长，得到贝壳/电气石复合材料，然后通过冷冻干燥过程将贝壳/电气石复合材料嵌入壳聚糖海绵基体中，制备出贝壳/电气石复合止血修复材料。具体包括如下步骤：
(1)将贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎，将所得贝壳粉过筛，然后将贝壳粉于马弗炉中高温煅烧，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取磷酸氢铵溶于去离子水中，在搅拌条件下加贝壳粉，磷酸氢铵中磷元素与贝壳粉中的钙元素的摩尔比例Ca/P＝1.5-1.7，搅拌均匀后再加入电气石粉，电气石与贝壳粉的比例为1:(2-8)，优选比例为1:(4-8)，最后用氨水调节体系pH，使体系pH＝8～10，并在室温下搅拌超声分散均匀；
使用氨水调节pH＝8～10，能够避免引入其他杂质，保持溶液呈较强的碱性，为后面的水热反应提供反应环境。使用磷酸氢铵作为磷源也避免引入其他的阳离子杂质，超声功率为80KW，超声时间为20-30min，使物质能够均匀分散避免团聚；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中进行水热反应，反应温度140-220°，优选180°，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料；
(4)取1～3g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌1-6h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取贝壳/电气石复合材料置于壳聚糖溶液中，搅拌并超声，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵。混合物冷冻时选择液氮快速制冷以使其速冻。贝壳/电气石复合材料与壳聚糖的比例为1：2～1：6。
进一步地，所述贝壳为鲍鱼壳、贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳、天然蛤蜊贝壳等，优选天然蛤蜊贝壳，天然蛤蜊贝壳中主要含有文石型碳酸钙，约含有90wt％以上的文石，文石型碳酸钙在相对更短的时间内能够通过水热直接转化为羟基磷灰石。
进一步地，所述步骤(1)中的贝壳粉碎时间为3～5min，过100～200目筛。
进一步地，所述步骤(1)中贝壳煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为60～180min；贝壳煅烧温度优选为300-350℃焙烧，在该温度下能使贝壳表层硬化蛋白分解，留下棱柱层和珍珠层的结构，保留了文石晶相，有利于碳酸钙向羟基磷灰石的转化。温度太高，碳酸钙晶形会由文石变为为方解石，影响碳酸钙向羟基磷灰石的转化。
进一步地，所述步骤(2)最终使体系中Ca/P的摩尔比为1.5-1.7，加入原料时应尽可能地使原料中的Ca/P在此范围内，这样能够使得原料经过反应后能够得到充分利用，减少原料的浪费，有利于产物羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)的形成，提高材料的利用率。
进一步地，所述步骤(2)和(5)中的搅拌并超声过程为先搅拌1h，然后超声0.5h，最后搅拌1h。
进一步地，所述步骤(3)中的水热反应温度为140℃～220℃，水热时间为6-18h；优选地，所述步骤(3)中的水热反应温度为180℃-200℃，水热时间为12-18h；贝壳粉在水热条件下会发生溶解再结晶过程，转化为新相羟基磷灰石，并负载在电气石上进行原位生长。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明突出的实质性特点是：
本发明制备方法以贝壳和电气石为主要原材料，以磷酸氢铵作为磷源进行水热反应，电气石表面自发电场对于体系中带电离子具有吸引作用，贝壳水热转化成的六边形柱状羟基磷灰石在电气石表面原位生长，得到贝壳/电气石复合止血修复材料，然后通过冷冻干燥过程将其嵌入壳聚糖海绵基体中，制备出贝壳/电气石复合止血海绵。在发挥止血修复作用时，Ca2+游离出来进入血液中参与凝血酶原向凝血酶的转化，从而促进凝血过程的进行，电气石通过间接或直接加速细胞膜的跨膜运输过程从而促进细胞的新陈代谢，达到修复损伤组织细胞的效果，且颗粒表面所带负电荷能够刺激凝血级联，壳聚糖海绵疏松多孔，具有较强的吸液性能，与贝壳/电气石复合材料协同作用，显著缩短凝血时间，本申请复合海绵用于止血时，几种机制协同作用，达到了良好的止血效果。
本发明的显著进步是：
1.本发明提供的制备方法，所用主要原料为固体废弃物贝壳和矿物电气石，这两种原料具有来源广、成本低、安全无毒等优点，且制备方法简单易操作，有利于大规模工业化生产；解决了现有技术中贝壳资源遭到大量遗弃，占据土地空间的同时也造成了一系列环境问题的弊端，贝壳是由软体动物分泌出来用于保护自身软体组织的坚硬外壳，贝壳中大量的Ca2+是参与凝血过程的关键因子之一，能够推进止血过程的进行，以次作为钙源应用到止血剂中；
电气石是一种以含硼为特征的具有环状结构的硅酸盐矿物，具有自发极化性、热释电效应、压电效应、负离子释放性能、远红外辐射等特性。电气石能够通过影响细胞的跨膜运输等过程来直接或间接影响细胞的生长代谢，从而达到修复机体组织的作用，并且电气石表面负电荷能够刺激凝血级联，促进止血过程。
2.本发明止血复合材料，将贝壳/电气石复合材料颗粒通过氢键作用和静电引力嵌入壳聚糖海绵基体中，有效避免了颗粒在止血过程中进入血液中产生危害。
3.本发明所制备复合止血海绵材料具有质轻、柔软、孔隙率高、吸液性强等优点，并具有良好的抗菌性，较低的溶血率，经过性能评价实验得出，本申请所制备复合止血修复材料抗菌率达到85％以上，溶血率小于5％符合国标中对于生物材料的生物安全性的要求，凝血时间在210s左右，在发挥止血作用时，通过Ca2+释放、电气石作用、海绵吸水几种机制协同作用，能够达到良好的止血效果。
4.本发明通过控制不同的水热条件如温度、时间、pH使得贝壳粉充分溶解，向羟基磷灰石晶体的转化更加完全，更利于止血作用的发挥，将电气石颗粒与贝壳转化物的结合，从而使二者的特性有机结合，共同发挥止血作用，达到了良好的凝血效果。
5.本发明方法在对凝胶混合物进行冷冻时，选择液氮快速制冷以使其速冻，以免影响颗粒分散的均匀性，避免混合物中的复合材料颗粒沉降到底部。
附图说明
图1为贝壳/电气石复合材料(ST)、电气石、羟基磷灰石(HA)的XRD对比图。
图2为贝壳/电气石复合材料(ST)和电气石的SEM对比图，其中(1)、(2)为电气石的SEM图，(3)、(4)为ST的SEM图。
图3为贝壳/电气石复合材料(ST)的TEM图，其中(1)为ST颗粒表面形貌TEM图，(2)为ST颗粒表面柱状HA全貌。
图4为复合止血修复材料(STS)表面形貌图，其中，a为本申请制备的复合止血海绵的数码照片，b、c、d为海绵微观形貌扫描图。
图5为本发明制备方法的作用机理示意图。ST颗粒被镶嵌在了壳聚糖海绵基体中，海绵材料呈多孔网状结构，具有较好的吸液性能，亲水基团对水分的吸收使局部凝血因子聚集，从而加速止血；电气石表面的HA能够释放出Ca2+，Ca2+是人体凝血系统中必不可少的因子，能够进入凝血瀑布中参与凝血酶原向凝血酶的转化过程，因此Ca2+的增加能够有效提高凝血系统的效率；除Ca2+外，电气石表面所带负电荷也具有促凝活性，能够激活凝血因子从而刺激凝血级联，激发内源性凝血系统，达到加速止血的效果。ST不仅对于血液具有促凝作用，而且可以修复损伤部位的细胞组织，这与电气石的特性对细胞生长的影响作用相关。电气石的自发电场以及远红外射线能够减弱或破坏水分子之间的氢键，使较大的水分子团簇分解为较小的团簇，水分子团簇由大变小之后，其生物膜透过率增加，使细胞的新陈代谢加快，从而加速了机体组织的生长。同时电气石的表面电场能够为自由离子的跨膜移动施加一个外力，从而加快物质的跨膜运输，达到增强代谢，促进生长的效果。羟基磷灰石在电气石表面沉积，当复合材料处于血液环境中时，电气石的远红外射线可能会对羟基磷灰石中Ca2+的逸出产生促进作用，从而增强止血作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
(1)将天然蛤蜊贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎5min，将所得贝壳粉过200目筛，然后将贝壳粉于马弗炉中于300℃煅烧2h，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取1.584g磷酸氢铵溶于50ml去离子水中，在搅拌条件下加入2.000g贝壳粉，然后以贝壳：电气石＝8:1的比例加入电气石粉，用氨水调节pH＝9，室温条件下搅拌1h，然后超声0.5h，再次搅拌1h；所用电气石颗粒粒径范围为1-10μm，微米级的电气石需要与去离子水混合后进行超声分散处理，以减少团聚，分散后在搅拌过程中将电气石分散液直接加入；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中于180℃下反应12h，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料ST；
(4)取2.000g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌2h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取上述制备的贝壳/电气石复合材料ST置于壳聚糖溶液中，搅拌1h后，超声0.5h，再次搅拌1h，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵STS。
贝壳/电气石复合材料(ST)、电气石、羟基磷灰石(HA)的XRD对比图谱如图1所示，表明经过水热反应后反应釜中形成了HA新相，并且在ST中保留了电气石晶相。
图2为贝壳/电气石复合材料(ST)和电气石的SEM对比图，如图2所示，表明六边形柱状HA生长在电气石颗粒表面，形成贝壳/电气石复合材料。
图3为贝壳/电气石复合材料(ST)的TEM图像，进一步证实了柱状HA与电气石颗粒表面的结合。图3中(1)显示了柱状HA在电气石颗粒表面的生长情况。图3中(2)选取了能够清晰显示两种物相晶格条纹的部位，其中区域A和区域B均可看出规则的晶体排列，区域A晶面间距为0.398nm，与黑电气石相的特征晶面(220)相对应，同样的，区域B处晶面间距为0.271nm，对应HA的(300)晶面。通过TEM图像进一步证实了HA与电气石的结合。
海绵表面形貌如图4所示，表明经冷冻干燥后，凝胶混合物转化为表面疏松多孔且具有良好强度的海绵材料，复合粉末成功负载在了海绵基体上，并且分散较为均匀，无团聚现象发生。
实施例2
(1)将天然蛤蜊贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎5min，将所得贝壳粉过200目筛，然后将贝壳粉于马弗炉中于300℃煅烧2h，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取1.584g磷酸氢铵溶于50ml去离子水中，在搅拌条件下加入2.000g贝壳粉，然后以贝壳：电气石＝2:1的比例加入电气石粉，用氨水调节pH＝9，室温条件下搅拌1h，然后超声0.5h，再次搅拌1h；所用电气石颗粒粒径范围为1-10μm，微米级的电气石需要与去离子水混合后进行超声分散处理，以减少团聚，分散后在搅拌过程中将电气石分散液直接加入；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中于180℃下反应12h，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料ST；
(4)取2.000g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌2h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取上述制备的贝壳/电气石复合材料ST置于壳聚糖溶液中，搅拌1h后，超声0.5h，再次搅拌1h，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵STS。
实施例3
(1)将天然蛤蜊贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎5min，将所得贝壳粉过200目筛，然后将贝壳粉于马弗炉中于300℃煅烧2h，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取1.584g磷酸氢铵溶于50ml去离子水中，在搅拌条件下加入2.000g贝壳粉，然后以贝壳：电气石＝8:1的比例加入电气石粉，用氨水调节pH＝9，室温条件下搅拌1h，然后超声0.5h，再次搅拌1h；所用电气石颗粒粒径范围为1-10μm，微米级的电气石需要与去离子水混合后进行超声分散处理，以减少团聚，分散后在搅拌过程中将电气石分散液直接加入；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中于180℃下反应12h，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料ST；
(4)取3.000g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌2h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取上述制备的贝壳/电气石复合材料ST置于壳聚糖溶液中，搅拌1h后，超声0.5h，再次搅拌1h，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵STS。
实施例4
(1)将天然蛤蜊贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎5min，将所得贝壳粉过200目筛，然后将贝壳粉于马弗炉中于300℃煅烧2h，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取1.584g磷酸氢铵溶于50ml去离子水中，在搅拌条件下加入2.000g贝壳粉，然后以贝壳：电气石＝8:1的比例加入电气石粉，用氨水调节pH＝8，室温条件下搅拌1h，然后超声0.5h，再次搅拌1h；所用电气石颗粒粒径范围为1-10μm，微米级的电气石需要与去离子水混合后进行超声分散处理，以减少团聚，分散后在搅拌过程中将电气石分散液直接加入；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中于140℃下反应6h，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料ST；
(4)取2.000g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌2h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取上述制备的贝壳/电气石复合材料ST置于壳聚糖溶液中，搅拌1h后，超声0.5h，再次搅拌1h，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵STS。
实施例5
(1)将天然蛤蜊贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎5min，将所得贝壳粉过200目筛，然后将贝壳粉于马弗炉中于300℃煅烧2h，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取1.584g磷酸氢铵溶于50ml去离子水中，在搅拌条件下加入2.000g贝壳粉，然后以贝壳：电气石＝8:1的比例加入电气石粉，用氨水调节pH＝10，室温条件下搅拌1h，然后超声0.5h，再次搅拌1h；所用电气石颗粒粒径范围为1-10μm，微米级的电气石需要与去离子水混合后进行超声分散处理，以减少团聚，分散后在搅拌过程中将电气石分散液直接加入；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中于220℃下反应18h，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料ST；
(4)取2.000g壳聚糖溶于100ml1％醋酸溶液中，搅拌2h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取上述制备的贝壳/电气石复合材料ST置于壳聚糖溶液中，搅拌1h后，超声0.5h，再次搅拌1h，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，24h后即得到贝壳/电气石复合止血海绵STS。
对5个实施例所制备的复合止血修复材料进行体外凝血时间测定。取0.500g止血材料放入试管中，加入1ml的抗凝血液，加入0.1ml的2.5mol/L的氯化钙溶液后开始计时，每过10s将试管倾斜一次，观察血液是否凝固，当将试管倾斜90°血液不流动时即血液完全凝固时停止计时，此时所记录即为血液凝血时间。每组重复三次取平均值。实验结果如表1所示。
表1复合止血修复材料凝血时间
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
凝血时间(s) 210 220 220 220 210
对5个实施例所制备的复合止血修复材料进行了抗菌性能评价试验。采用大肠杆菌作为抗菌试验的对象。根据中华人民共和国建材行业标准JC/T897-2002《抗菌陶瓷制品抗菌性能检测方法》的标准对材料的抗菌性能进行评价。步骤如下：
(1)菌液制备：取用菌种为第三代营养琼脂培养基斜面上的新鲜菌种(36℃±1℃，18-20h)，将菌种刮下稀释至与细菌标准比浊管浓度相同，即5×108个菌/ml，用灭菌的生理盐水继续稀释菌液至10-1～10-6不同稀释度。
(2)菌样接种：取10-6稀释度菌液0.1ml接种于营养琼脂培养皿中，共做三个平皿于(36±1)℃下培养24h，菌落数为0小时菌落数。再取10-3稀释度的菌液0.5ml分别接种于样品表面并铺平，用塑料薄膜封口，在(36±1)℃于恒温恒湿箱中培养24h。
(3)“0”接触时间制取菌样：接种后，用稀释液将试样上的菌充分冲洗，混合均匀后按1:10作10倍递增稀释分离，置(36±1)℃恒温恒湿箱中培养24h。取培养后的试样，用9.5ml生理盐水分别将样品及塑料薄膜上的菌液冲洗到灭菌平皿中，混匀后稀释成5000～10000个菌/ml，在此浓度范围内取0.1ml接种于三个营养琼脂平皿于(36±1)℃培养24h，作菌落数计算。
(4)结果计算：
Figure BDA0003079431240000081
式中：A—24小时培养的试样上菌落数；
B—“0”接触时间试样上的菌落数。
所得结果如表2所示：
表2复合止血修复材料抗菌率测定
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
抗菌率(％) 85.5 91.4 88.6 86.3 84.9
对5个实施例所制备的复合止血修复材料进行了溶血率评价试验。评价参考国家标准GB/T14233.2-2005医用输液、输血、注射器具检验方法，方法如下：
取新鲜抗凝猪血8ml，加入10ml0.9％的生理盐水稀释，得到稀释血液。样品组每支试管中加入0.500g样品，再加入10ml0.9％的生理盐水；阴性对照组试管中加入10ml0.9％的生理盐水(此环境中基本不发生溶血)；阳性对照组试管中加入10ml去离子水(此环境中细胞内浓度高于外部环境，红细胞吸水胀裂，发生溶血)；每组平行设置三组。将所有试管放入37℃恒温水浴中保温30min，然后在每支试管中加入0.2ml的稀释猪血，混匀后置于37℃恒温水浴中保温60min，在2000rpm的转速下离心5min，取上清液于比色皿中用紫外分光光度计在545nm的波长下测量其吸光度，每组做三次重复试验取平均值。其中阴性对照组的吸光度值不应大于0.03，阳性对照组的吸光度应为0.8±0.3，否则重新实验。(按本试验检验溶血率时，合格判定指标一般规定为溶血率应小于5％)
溶血率计算公式：
Figure BDA0003079431240000091
溶血率评价结果如表3所示。
表3复合止血修复材料溶血率
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
溶血率(％) 1.37 1.24 1.32 1.41 1.33
从上述实施例中可以看出本申请的凝血时间优选控制在210-220s左右，实施例2中，当电气石用量比例增加时，凝血时间略有延长，抗菌率显著增加，这是由于电气石的作用主要体现在抗菌性能方面，而沉积在电气石表面的贝壳转化物较电气石具有更为显著的凝血效果，因此当贝壳比例相对减少，电气石增多时，所制备止血材料的凝血能力略微降低，抗菌能力显著增加。实施例3中，随着壳聚糖用量增多，海绵中基体材料逐渐增多，机械强度增加，结构变得致密，并且保持了较高的孔隙率和较大的孔径，因此吸液率增加，达到提高止血效率的结果。实施例4中，水热温度、pH值、时间均降低，反应并不完全，尚有部分碳酸钙被包裹于贝壳有机质中，减少了游离出Ca2+的量，因此止血能力略有降低。实施例5中的条件下，水热反应发生完全，凝血效果较好。
本申请所使用抗凝猪血的正常的体外凝血时间为330s，利用新鲜抗凝猪血对常用市售止血剂Celox(主要成分为壳聚糖粉末)进行了体外凝血时间测定，测得其体外凝血时间为260s，按照本申请实施例的制备方式，将贝壳与磷源进行水热反应而不加入电气石，其贝壳壳聚糖测得凝血时间为240s，仅用电气石直接负载在壳聚糖内凝血时间为260s。本研究所制备复合海绵的体外凝血时间能够达到210s，显著缩短了凝血时间。
通过本申请的体外凝血时间测定，单独的电气石并不能达到显著的促进凝血效果，因为电气石的主要作用在于对组织细胞的修复作用，这是一个相对缓慢的过程，并不会直观地体现在凝血过程中。本申请中电气石所起作用主要有三方面作用，首先是对贝壳转化而成的羟基磷灰石起到负载作用，实现羟基磷灰石在电气石表面的生长；其次是电气石通过影响细胞新陈代谢，从而促进组织细胞的生长增殖；电气石由于其表面强电极性以及金属离子的溶出从而具有良好的抗菌性能。因此本申请的材料既能保证快速凝血、修复又能保证其良好的抗菌性能。
本发明将贝壳这种固体废弃物资源进行高附加值利用的探索用于止血材料开发当中，其中存在大量Ca2+，加入具有组织修复功能的电气石，经过水热反应后贝壳形态和结构均发生了转变，并沉积在电气石颗粒表面，使电气石的组织修复作用与贝壳的凝血作用相结合。并选择具有一定凝血能力的壳聚糖作为载体，通过液氮快速制冷将贝壳/电气石复合材料均匀负载在其中，避免直接应用细小的颗粒时会随血液进入人体，产生危害的弊端。本发明不直接使用贝壳粉，而是通过水热反应将贝壳转化为羟基磷灰石，去除了与Ca2+键结合的有机质，将大量的CaCO3暴露，更易于生成羟基磷灰石，更利于Ca2+的溶出，促进凝血效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，凡依本发明申请专利范围内所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的保护范围。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (9)

1.一种复合止血修复材料的制备方法，其特征在于，该制备方法以贝壳和电气石为主要原材料，以磷酸氢铵作为磷源进行水热反应，电气石表面自发电场对于体系中带电离子具有吸引作用，贝壳水热转化成的羟基磷灰石在电气石表面原位生长，得到贝壳/电气石复合材料，然后通过冷冻干燥过程将贝壳/电气石复合材料嵌入壳聚糖海绵基体中，制备出贝壳/电气石复合止血修复材料；
所述制备方法的具体步骤是：
(1)将贝壳用去离子水洗净后敲碎，将贝壳碎片置于粉碎机中粉碎，将所得贝壳粉过筛，然后将贝壳粉于马弗炉中高温煅烧，即得到所需贝壳粉原料；
(2)取磷酸氢铵溶于去离子水中，在搅拌条件下加贝壳粉，磷酸氢铵中磷元素与贝壳粉中的钙元素的摩尔比例Ca/P＝1.5-1.7，搅拌均匀后再加入电气石粉，电气石与贝壳粉的比例为1:(2-8)，最后用氨水调节体系pH，使体系pH＝8～10，并在室温下搅拌超声分散均匀；
(3)将上述混合物倒入100ml水热釜中进行水热反应，反应温度140-220°，经抽滤、洗涤、干燥后得到贝壳/电气石复合材料；
(4)取1～3g壳聚糖溶于100ml 1wt％醋酸溶液中，搅拌1-6h，待壳聚糖完全溶解后得到粘稠的壳聚糖溶液；
(5)取贝壳/电气石复合材料置于壳聚糖溶液中，搅拌并超声，将所得混合物冷冻后放入冷冻干燥机中，即得到贝壳/电气石复合止血海绵。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，混合物冷冻时选择液氮快速制冷以使其速冻；贝壳/电气石复合材料与壳聚糖的比例为1：2～1：6。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贝壳为鲍鱼壳、贻贝壳、扇贝壳、牡蛎壳或天然蛤蜊贝壳。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的贝壳粉碎时间为3～5min，过100～200目筛；贝壳煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为60～180min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(5)中的搅拌并超声过程为先搅拌1h，然后超声0.5h，最后搅拌1h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的水热反应温度为180℃～200℃，水热时间为6-18h，贝壳粉在水热条件下会发生溶解再结晶过程，转化为新相羟基磷灰石，并负载在电气石上进行原位生长。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，电气石与贝壳粉的比例为1:(4-8)，贝壳煅烧温度为300-350℃。
8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法，其特征在于，所制备复合止血修复材料的凝血时间为控制在210-220s，复合止血修复材料的抗菌率达到85％以上，溶血率小于5％。
9.一种复合止血修复材料，其特征在于，该止血修复材料采用权利要求1-8任一所述的制备方法获得，采用贝壳和电气石为主要原材料，使贝壳和磷源能转化形成羟基磷灰石，并以壳聚糖海绵作基体进行负载。
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