CN114588309B - 一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，具体是涉及一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法，包括如下步骤，1)将壳聚糖溶解在酸水溶液中；2)将双组分交联剂加入到壳聚糖酸水溶液中，充分搅拌溶解；所述双组分交联剂为1,4‑丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的混合物；3)将步骤2)得到的壳聚糖溶液进行冷冻真空干燥，完成后，得到多重微孔止血海绵；本发明有效提高止血海绵的凝血率和吸液倍数。

Description

一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体是涉及一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法。
背景技术
在战争、自然灾难、意外事故、手术治疗出现的突发性创伤时，快速止血是拯救生命、降低伤害的必需和直接的方法。同时出血是临床手术中最常见问题之一，如：外科手术、动脉穿刺(动脉介入性诊断和介入性治疗)、日常生活中的大小创伤。人体大量的失血会导致严重的后果，出血过多导致死亡是常见现象。创伤非控制性失血是日常生活中平民死亡的第二位原因，是战场上的第一死因。因此，研究有效的止血方法和优良的止血材料尤为重要。
止血材料有传统止血材料、蛋白类止血敷料、矿物质止血敷料、多肽类止血敷料等，这些止血材料都有一定的凝血功能，但生物相容性差、抑菌消炎效果不好而限制其应用。几丁质脱乙酰壳聚糖(chitosan)作为一种多糖止血材料，主要通过与血液中的血红细胞的蛋白质物质发生静电作用使血红细胞粘附聚集，或激活血小板聚集成凝块而达到止血效果。壳聚糖来源广泛、与血液相容性好、易生物降解、具有凝血、抑菌消炎、促进伤口愈合、无免疫原性的一类天然高分子，作为止血领域得到越来越广泛应用。
为了提高壳聚糖的凝血效果，血液能够渗透到材料中，充分与材料接触作用快速凝血，需要将壳聚糖制备成多孔海绵结构。化学交联法操作简单、易于控制，是制备多孔材料常用方法，用于壳聚糖的交联剂主要有二醛化合物、环氧化合物、酸酐类、碳二亚胺、缩水甘油酸类等，这些交联剂对壳聚糖改性，能制备得到孔径均匀的结构材料，凝血效果明显。然而，这些交联剂不可能制备兼有大小微孔的多重孔结构凝血材料，凝血效果有待提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法，有效提高止血海绵的凝血率和吸液倍数。
本发明的内容包括一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法，包括如下步骤，
1)将壳聚糖溶解在酸水溶液中；
2)将双组分交联剂加入到壳聚糖酸水溶液中，充分搅拌溶解；所述双组分交联剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的混合物；
3)将步骤2)得到的壳聚糖溶液进行冷冻真空干燥，完成后，得到多重微孔止血海绵。
优选的，所述壳聚糖的脱乙酰度为80％～95％(优选为90％～95％)，分子量为1.0×104～1.0×105Da。
优选的，酸水溶液为乙酸水溶液，体积百分浓度为0.1％～2.0％(v/v)，优选为0.4％～1.0％。
优选的，壳聚糖酸水溶液中，壳聚糖重量体积百分浓度为1％～5％(w/v)，优选为1％～3％。
本申请在壳聚糖海绵微孔控制中采用长链和短链双组分交联剂，通过长链交联剂控制材料的大微孔结构、短链交联剂控制材料的小微孔结构，两种交联剂的协同作用，制备得结构稳定的多重微孔止血海绵。
其短链交联剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚，如式1所示。
长链交联剂为聚乙二醇二缩水甘油醚，如式2所示。
优选的，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1000～2000(相对应的n约为20～40)。
优选的，所述1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为3～7:7～3。
优选的，所述双组分交联剂与壳聚糖单糖的摩尔比为0.1:1～0.5:1。
本发明的有益效果是，本发明制备的多重微孔止血海绵具有多重微孔结构，大孔径在150～200μm间，小孔径在30～80μm间，血液从大孔径快速渗透到材料中，进入小孔径后与材料能充分接触，血红细胞粘附聚集，止血海绵的正电荷与红细胞、血小板中的负电荷发生静电作用，凝血速度快，凝血率高。
本发明制备的多重微孔结构壳聚糖海绵为交联体，强度高，韧性好，在水中不溶解，结构稳定。
附图说明
图1为本发明的实施例1的多重微孔止血海绵的SEM图；
图2为本发明的实施例4的多重微孔止血海绵的SEM图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明方法做进一步详细说明，但不限定本发明：
实施例1
配置0.25％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为1.0％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.04mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖酸水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例2
配置0.3％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为1.5％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.05mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖酸水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到120mm×120mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例3
配置0.4％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为1.8％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.06mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为2:1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖酸水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例4
配置0.4％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为1.8％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.06mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:2，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到120mm×120mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔的海绵状制品。
实施例5
配置0.5％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为2.0％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.07mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为7:3，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例6
配置0.5％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为2.0％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.07mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为3:7，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到120mm×120mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例7
配置0.6％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为2.5％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.08mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例8
配置0.6％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为2.5％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.08mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为7:3，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到120mm×120mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例9
配置0.6％(v/v)的乙酸水溶液100ml，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为3.0％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.08mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为3:7，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
实施例10
配置0.7％(v/v)的乙酸水溶液，将壳聚糖(脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da)加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为3.0％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤。将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚(双交联剂0.09mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1:1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500)加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔海绵状制品。
对比例1
和实施例7相比，区别在于：只加入交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚0.08mol，不加入交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚，其他和实施例7相同。
对比例2
和实施例7相比，区别在于：只加入交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚0.08mol，不加入交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚，其他和实施例7相同。
凝血率实验：将样品切成1cm×1cm大小，并放入100ml玻璃烧杯中。再一起放入37℃的恒温培养箱中预热1min。随后取0.25mL血液样本滴入样品直至血液被完全吸收。在恒温培养箱中放置1min后，将20mL纯水溶液沿烧杯壁缓慢加入烧杯中，在倾倒过程中尽量不要影响样品上的凝固。在恒温培养箱中放置10min后，将溶液部分在800rpm/min的条件下离心5min。取上层清液，利用紫外分光光度计在波长540nm处检测，并记录吸收值。用0.25ml血液溶于20ml纯水作为100％对照。
按下面公式计算：BCR＝(1-X)×100％，
式中：BCR—产品的凝血率；
X—测试样品的吸收值与对照样品的吸收值的比。
计算出各个止血海绵的凝血率。
液体吸收性实验：将0.2g样品置于培养皿内，加入预热至(37±1)℃的试验液(在容量瓶中用去离子水溶解8.298g氯化钠和0.368g二水氯化钙并稀释至1L)，其质量为供试材料的40倍，±0.5g；移入干燥箱内，在(37±1)℃下保持30min；用镊子夹持样品一角或一端，悬垂30s，称量。
每克产品30min内吸收液体的质量，计算出结果。
表一.不同多重微孔止血海绵的凝血率及液体吸收
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种双交联的多重微孔止血海绵的制备方法，其特征是，
配置0.6％v/v的乙酸水溶液100ml，将脱乙酰度为90％、分子量为1.0×105Da的壳聚糖加入到乙酸水溶液中，搅拌6h，得到质量浓度为2.5％的壳聚糖透明水溶液，静置24h，过滤；将交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚加入到壳聚糖水溶液中，机械搅拌混匀后，将制得的壳聚糖水溶液注入到直径55mm的模具中冷冻真空干燥，得到厚度为3mm的多重微孔止血海绵；其中，双交联剂为0.08mol，1,4-丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚的摩尔比为1：1，聚乙二醇二缩水甘油醚的分子量为1500。
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