CN1217706C

CN1217706C - 一种制备生物止血海绵材料的方法

Info

Publication number: CN1217706C
Application number: CN 03153820
Authority: CN
Inventors: 王小红; 刘军朵
Original assignee: BEIJING YIERKANG BIOENGINEERING DEVELOPMENT CENTER
Current assignee: Beijing Yierkang Bioengineering Co ltd; Wang Xiaohong
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: CN1485097A

Abstract

一种制备生物止血海绵材料的方法，属于医用材料制备技术领域。该方法以壳聚糖/甲壳素为原料配成溶液，经脱泡后装在容器中冻干，形成厚度为1～10毫米的海绵层；然后用氨水或氨水/乙醇、氨水/丙酮、氨水/甲醇浸泡，再用蒸馏水冲洗干净，然后再冻干、消毒即可。本发明制备工艺简单，成本低；所制备的海绵止血材料不仅具有良好的生物相容性、止血活性和促进组织修复的生物活性，而且具有较强的粘附性、机械强度以及抗菌性，使用方便，经细胞实验和动物实验表明：该止血材料可在体内(包括内脏、血管等)、体外普遍使用，是一种促进组织修复的、在体内降解速度可调的多功能材料，在外科手术止血中具有广泛的应用价值。

Description

一种制备生物止血海绵材料的方法

技术领域

本发明涉及一种医用生物止血材料的制备方法，属于医用材料制备技术领域。

背景技术

甲壳素(Chitin)又名壳聚糖、甲壳质、几丁质、壳多糖、壳蛋白等，是一种维持和保护甲壳动物及微生物躯体的不溶于水、碱和常规溶剂的线性氨基多糖，广泛存在于节足动物类(蜘蛛类、甲壳类)的翅膀或外壳以及菌类和藻类的细胞壁中(陈天，严俊，徐荣南，夏炎.生物医学工程学杂志，1989；6(1)：60.)，每年生物合成近十亿吨之多，仅在蟹、虾等水产品加工后的甲壳废弃物中就有10～30％的含量。是一种具有潜在价值、尚待开发的自然资源。酸溶性壳聚糖(Chitosan)是甲壳素的脱乙酰化合物，属甲壳素的衍生物，分子量为12～59万，化学名为聚(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，具有明显的碱性、良好的生物相容性和生物可降解性，降解产物为对人体无毒的N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖，降解过程中产生的中间产物在体内不积累，无免疫源性(姜雪松，王勃生等.生物医学工程学杂志，1996；13(4)：353.)。近年来，随着研究的深入和广泛，甲壳素衍生物的应用已涉及到纺织、印染、造纸、医疗及水处理等许多部门或领域。尤其是作为具有独特性能的生物材料，越来越引起人们的注意，有些项目已具有生产价值和实用意义。

外科手术中病人大量出血是导致休克、致死的主要原因。壳聚糖在人体内可被酶分解而吸收。能溶于酸性溶液而形成带正电的阳离子基团，这些阳离子基团对人体细胞有很强的亲和性，可络合和螯合重金属离子，并可促进血小板聚集和激活凝血系统。因而具有一定的止血作用。壳聚糖作为止血剂，无论是溶液还是固体粉末，都能有效地起到止血作用，并能阻止伤口纤维组织的增生，促进伤口组织的再生。在狗体内的试验表明，把pH＝4.0的壳聚糖溶液直接注射到血管内，可使血管堵塞，而停止出血(陈天，严俊，徐荣南，夏炎.生物医学工程学杂志，1989；6(1)：60.)。在狗受伤的皮肤表面，壳聚糖溶液、纤维或膜在显示止血活性的同时，还显示了它作为止血剂的另一个优点，它能够阻止血纤维蛋白束的形成、结缔组织细胞的增殖以及胶原蛋白的合成，而且伤口愈合可以达到最小的结痂(Ger.Offen.DE3，1984；321：446)。目前现有技术中使用了一种胶原和明胶止血海绵，但该止血海绵制作工艺复杂，成本较高，与创伤组织的粘附性较差，在机械性能、抗菌性能方面等方面尚存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种医用生物止血海绵材料的制备方法，该方法工艺简单，成本较低，所制备的止血材料与创伤组织的粘附性较好，且具有良好的机械强度和优良的抗菌性能

本发明的技术方案如下：一种制备生物止血海绵材料的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)以壳聚糖或甲壳素为原料配成浓度为0.5～5％溶液，壳聚糖溶液以弱酸为溶剂，甲壳素溶液以三氯乙酸/氯代烃为溶剂；

(2)将所配溶液脱去气泡，装入容器中冻干，形成厚度为1～10毫米的海绵层；

(3)用氨水或氨水/乙醇、氨水/丙酮或氨水/甲醇混合溶液浸泡；

(4)然后用蒸馏水冲洗干净，再冻干、消毒后备用。

本发明中所用原料还可采用壳聚糖与胶原、壳聚糖与明胶或壳聚糖与聚乙烯醇的混合物，壳聚糖分别与胶原、明胶或聚乙烯醇的重量比为1～50∶1。

本发明中配制壳聚糖弱酸溶液所用溶剂采用稀盐酸、醋酸、甲酸、丙酸、乳酸或马来酸中的任一种。

为增加所得产品的机械强度，本发明在所配制的溶液中加入重量比为0.5～5％的增塑剂。所述的增塑剂采用甘油或山梨醇。

本发明的技术特征还在于：在上述步骤(2)冻干前的溶液中或步骤(4)冻干前的海绵层中加入0.1～1％的纤维蛋白原、聚乳酸与聚羟基乙酸共聚物、凝血酶、生长因子或止血因子。

为了增加该止血材料在使用时的粘附性，在该产品使用前，还可用壳聚糖弱酸(如醋酸)、用碳酸氢钠调节pH值的酸溶液、明胶/PLGA/EDC、壳聚糖/PLGA/EDC、羧甲基纤维素水溶液或血清蛋白涂抹海绵层表面以增加海绵的粘附性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：本发明采用壳聚糖/甲壳素为原料，本发明制备工艺简单，成本低；所制备的海绵止血材料不仅具有良好的生物相容性、止血活性和促进组织修复的生物活性，而且具有较强的粘附性、机械强度以及抗菌性，使用方便，经细胞实验和动物实验表明：该止血材料可在体内(包括内脏、血管等)、体外普遍使用，是一种促进组织修复的、在体内降解速度可调的多功能材料，在外科手术止血中具有广泛的应用价值。

具体实施方式

本发明以脱乙酰度1％～100％、分子量为5000～590000道尔顿的壳聚糖/甲壳素为原料，配制成溶液，经静止或真空脱泡后装入容器中，冻干，通过倒入溶液的量来控制形成的海绵的厚度。通过选用不同脱乙酰度的甲壳素/壳聚糖来控制海绵在体内的降解时间。所述壳聚糖/甲壳素为原料也可用壳聚糖与胶原、壳聚糖与明胶、壳聚糖与聚乙烯醇的混合物，其重量比为1～50∶1。

所用凝固剂氨水的浓度可为1％-100％的范围内，通过氨水的浓度来控制海绵的机械强度。氨水也可用氨水/乙醇、氨水/丙酮、氨水/甲醇、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、精氨、腐氨、氢氧化钠、甲醇/乙酸/二环己基碳二亚胺(DCC)、吡咯、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基吡咯烷酮、碳二亚胺盐酸盐(EDC)、聚氨基酸等凝固剂或交联剂。

为了增加所制产品的生物活性，在冻干前的溶液中或成型后的海绵层中加入0.1～1％的纤维蛋白(原)、聚乳酸与聚羟基乙酸共聚物(PLGA)、凝血因子(如凝血酶)、生长因子(如表皮生长因子、血管内皮生长因子)。

为了增加该止血材料在使用时的粘附性，在该产品使用前，还可用壳聚糖弱酸溶液(用碳酸氢钠调节酸溶液的pH值)、明胶/PLGA/EDC、壳聚糖/PLGA/EDC、羧甲基纤维素水溶液或血清蛋白涂抹海绵层表面以增加海绵的粘附性。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

将脱乙酰度为50％、分子量为10000道尔顿的壳聚糖溶解在0.1M的盐酸溶液中，制成浓度为1％壳聚糖溶液，静止脱泡，分装在容器中，冻干，制成厚为1毫米的海绵层；用氨水/乙醇(7∶3)浸泡5分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

实施例2：

将脱乙酰度为70％、分子量为50000道尔顿的壳聚糖溶解在1％的醋酸中，真空脱泡，分装在容器中，冻干，形成厚为2毫米的海绵层，用氨水浸泡15分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中可用少量1％的壳聚糖醋酸(用碳酸氢钠溶液调节溶液的pH值到5左右)涂抹壳聚糖海绵附着面，以增强壳聚糖海绵的粘附性和止血效果。

实施例3：

将脱乙酰度为20％、分子量为100000道尔顿的甲壳素，溶解在三氯乙酸/氯代烃(3∶1)混合溶剂中，制成浓度为1％的甲壳素溶液，脱去气泡，分装在容器中，再加入重量比为0.5％的纤维蛋白原及1％的山梨醇，冻干，制成3mm厚的海绵层，氨水/甲醇(7∶1)浸泡5分钟后，蒸馏水冲洗干净，然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中可直接将海绵层贴在伤口上，用镊子压住海绵。

实施例4：

将脱乙酰度为90％、分子量为20000道尔顿的壳聚糖溶解在2％的甲酸溶液中，脱去气泡，分装在分装在容器中，冻干。用氨水/丙酮(7∶3)浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后加入1％的表皮生长因子，再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。使用中用少量的明胶/PLGA/EDC(30∶70∶1)液涂抹附创伤面，以增强壳聚糖海绵的粘附性和止血效果。

实施例5：

将壳聚糖与胶原(5∶1)溶解在2％的醋酸溶液中，制成浓度为1％的溶液，脱去气泡，分装容器中，冻干，形成5mm厚的海绵层。用氨水/丙酮(7∶3)浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中在海绵层上涂抹壳聚糖/PLGA/EDC(10∶90∶1)，以增强壳聚糖海绵的粘附性和止血效果。

实施例6：

将1％的壳聚糖(脱乙酰度为80％，分子量为8000)醋酸溶液与5％的明胶水溶液按5∶1比例混匀，其中复合凝血因子(1％)后脱去气泡，分装在容器中，冻干，制成厚为4mm的海绵。用氨水浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中壳聚糖海绵可在1％的醋酸溶液中略浸一下，以增强止血壳聚糖海绵的粘附性和止血效果。

实施例7：

将1％的甲壳素(脱乙酰度为30％，分子量为500000)三氯乙酸/氯代烃(3∶1)溶液与10％聚乙醇酸水溶液混合均匀，脱去气泡，分装在容器中，冻干，制成3mm厚的海绵。用60％氨水浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中壳聚糖海绵可用1％的羧甲基纤维素水溶液涂抹创伤面，以增强止血海绵的粘附性和止血效果。

实施例8：

将脱乙酰度为70％，分子量为300000的壳聚糖醋酸溶液分装在容器中，冻干，制成2mm厚的海绵。用80％氨水浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中壳聚糖海绵可用纤维蛋白胶粘剂涂抹海绵层或创伤面，以增强止血海绵的粘附性和止血效果。

纤维蛋白胶粘剂的配制：将1g猪(血)纤维蛋白原37℃下溶于约10mL的蒸馏水中制成溶液A。将5000单位的人的凝血酶溶于由1mL 0.5M氯化钙(CaCI₂)，4mL抑肽酶(5000KIE)及7mL蒸馏水配制成的B溶液中。使用前将相同体积的A液和B液混合均匀，取一定量剂涂抹于出血处或伤口周围，然后贴上止血海绵。

实施例9：

将脱乙酰度为50％的壳聚糖醋酸溶液分装在一定的容器中，冻干。用氨水浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中壳聚糖海绵可用明胶/PLGA/EDC胶粘剂涂抹创伤面，以增强止血海绵的粘附性和止血效果。

明胶/PLGA/EDC胶粘剂的配制：将等量的明胶水溶液和PLGA氯仿溶液混合，37℃下预热后滴于出血处。随即加入少量的EDC的磷酸缓冲液或水溶液，最后贴上止血海绵。

实施例10：

将脱乙酰度为40％的分子量为100000道尔顿的甲壳素，溶解在三氯乙酸/氯代烃溶剂，加入重量比为1％的甘油，制成浓度为1％的甲壳素溶液，脱去气泡，分装在容器中，再加入0.5％的表皮细胞生长因子，冻干，制成3mm厚的海绵层。用90％氨水浸泡20分钟后，蒸馏水冲洗干净。然后再冻干、Co⁶⁰消毒、备用。

使用中壳聚糖海绵可用壳聚糖/PLGA/EDC胶粘剂涂抹创伤面，以增强止血海绵的粘附性和止血效果。

壳聚糖/PLGA/EDC胶粘剂的配制：将等量的壳聚糖醋酸溶液和PLGA的1，4-二氧六环溶液混合，37℃下预热后加入一定量的EDC的水溶液中即可。使用时将上述液体滴于出血处涂抹开后贴上止血海绵。

Claims

1.一种制备生物止血海绵材料的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)以壳聚糖或甲壳素为原料分别配成重量百分比浓度为0.5～5％溶液，其中壳聚糖溶液以弱酸为溶剂，甲壳素溶液以三氯乙酸/氯代烃为溶剂；

(4)然后用蒸馏水冲洗干净，再冻干、消毒后备用。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述原料可采用壳聚糖与胶原、壳聚糖与明胶、壳聚糖与聚乙烯醇的混合物；壳聚糖分别与胶原、明胶或聚乙烯醇的重量比为1～50∶1。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的弱酸采用稀盐酸、醋酸、甲酸、丙酸、乳酸或马来酸中的任一种。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：在所配制的溶液中加入重量比为0.5～5％的增塑剂，所述的增塑剂采用甘油或山梨醇

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(2)中冻干前的溶液中或步骤(4)中冻干前的海绵层中加入重量比为0.1～1％的纤维蛋白原、聚乳酸与聚羟基乙酸共聚物、凝血酶、生长因子。

6.按照权利要求1所述的的方法，其特征在于：该止血材料在使用时还可用壳聚糖弱酸溶液、明胶/PLGA/碳二亚胺盐酸盐、壳聚糖/PLGA/碳二亚胺盐酸盐、羧甲基纤维素水溶液、血清蛋白涂抹海绵层表面。