TWI458507B - 止血纖維、止血敷材及其製造方法 - Google Patents

Description

止血纖維、止血敷材及其製造方法

本發明是有關於一種止血纖維之製造方法。

人體受傷或進行手術時，人體會失血。當人體失去超過15%的血液量時就會有休克的現象，超過30%即會有生命危險，所以開發止血材料是非常重要的。止血材料必須能夠快速地讓血液凝固，而且必須能夠吸收大量的血液，才能有效發揮止血功能。

習知技術中，止血材料可分成粉體狀的止血粉以及止血敷材兩大類。止血粉在接觸患者傷口後，傷口上的止血粉不易被移除，因此讓止血粉的的應用領域受限。反之，止血敷材是以止血纖維為材料，經織造法或非織造法而製成止血敷材。使用止血敷材處理患者傷口後，能夠由傷口上移除止血敷材。因此，止血敷材具有使用方便的優點。

止血纖維通常是利用濕式紡絲的方法而形成纖維狀。濕式紡絲的過程較為繁瑣，並因此導致較高的製造成本。有鑑於此，目前仍亟需一種新方法來製造止血纖維。

本發明之一態樣係提供一種止血纖維之製造方法，此製造方法之製程步驟極為簡便，且以此方法所製造的止血纖維的止血效果以及血液吸收性極佳。

根據本發明一實施方式，此止血纖維之製造方法包括以下步驟：(a)混合β-甲殼質與一鹼，以進行一去乙醯化反應，而得到一去乙醯化β-甲殼質，其中去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度(deacetylation degree)為低於約80%；(b)將去乙醯化β-甲殼質進行酸化處理；以及(c)將酸化處理後之去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀，而得到止血纖維。

根據本發明另一實施方式，此止血纖維之製造方法包括以下步驟：(a)混合β-甲殼質(chitin)與一鹼，以進行一去乙醯化反應，而得到一去乙醯化β-甲殼質，其中去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度(deacetylation degree)為低於約80%；(b)將去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀；(c)以及將絞碎之去乙醯化β-甲殼質進行酸化處理，而得到止血纖維。

在一實施方式中，上述去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度為約20%至約67%。

在一實施方式中，上述鹼係選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣以及氫氧化鎂所組成之群組。

在一實施方式中，進行去乙醯化反應之步驟包括：混合β-甲殼質與一氫氧化鈉水溶液，以得到一混合物；以及加熱混合物至60-100℃，以進行去乙醯化反應。

在一實施方式中，止血纖維之直徑小於12 μm。

本發明之另一態樣係提供一種止血纖維，其係由上述之方法所製造。

本發明之另一態樣係提供一種止血敷材的製造方法，其包括下述步驟：以上述之方法製造止血纖維；以及以非織造(non-woven)方式，將止血纖維製成止血敷材。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。

本發明之一態樣係提供一種止血纖維之製造方法。第1圖繪示本發明一實施方式之止血纖維之製造方法100的流程圖。

在步驟110中，混合β-甲殼質(β-chitin)與一鹼，以進行去乙醯化反應，而得到去乙醯化β-甲殼質。β-甲殼質不同於α-甲殼質或γ-甲殼質。在一般文獻中，未特別註記之「甲殼質」實質上為α-甲殼質。本發明之發明人發現，β-甲殼質可以利用極簡便的方式形成纖維。反之，α-甲殼質通常需要經由濕式紡織才能形成纖維。在本發明一具體實施例中，β-甲殼質是以諸如烏魚軟骨等海洋生物之軟骨為原料所製成的β-甲殼質。

進行去乙醯化反應後的β-甲殼質的去乙醯度(deacetylation degree)為低於約80%。明確地說，去乙醯度(deacetylation degree)為大於約10%，但小於約80%。本案發明人發現，若β-甲殼質的去乙醯度大於約80%，則在後續步驟中β-甲殼質會形成結晶狀，很難直接轉變成纖維狀。反之，若去乙醯度低於10%，則最終所形成的止血纖維的止血效果不理想。在一實施方式中，去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度為約20%至約67%。

上述去乙醯化反應所使用之鹼可例如為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氫氧化鎂。

在一實施方式中，以下述方法進行去乙醯化反應。首先，混合β-甲殼質與氫氧化鈉水溶液而形成一混合物。氫氧化鈉水溶液之重量百分濃度為約10-30%，例如為15-25%。β-甲殼質在混合物中的重量百分濃度可例如為約1-30%。完成上述混合步驟之後，將β-甲殼質與氫氧化鈉的混合物加熱至60-100℃進行去乙醯化反應。進行去乙醯化反應之溫度較佳為約80-98℃，反應時間可例如為約0.5小時至約8小時。

可藉由控制去乙醯化反應的溫度及時間來控制β-甲殼質的去乙醯度。明確地說，當進行去乙醯化反應的溫度愈高或進行去乙醯化反應的時間愈長，則β-甲殼質的去乙醯度也就愈高。因此，可藉由控制去乙醯化反應的條件，以獲得期望的去乙醯度。

在步驟120中，將去乙醯化的β-甲殼質進行酸化處理。酸化處理目的在於提升去乙醯化的β-甲殼質的止血效果。更明確地說，酸化處理是將去乙醯化β-甲殼質上的NH₂ 基團，轉變為NH₃ ⁺ 基團。在一實施方式中，可將去乙醯化β-甲殼質浸泡在弱酸溶液中，使去乙醯化β-甲殼質與弱酸溶液接觸。上述弱酸可例如為醋酸、乳酸、檸檬酸、馬來酸、蘋果酸、琥珀酸或上述之組合。上述弱酸溶液中還包含水和醇類，且醇類的重量百分濃度大於水的重量百分濃度。如果弱酸溶液中水的濃度太高，去乙醯化β-甲殼質可能會被溶解，而不利於後續步驟。

在一實施方式中，酸化處理所使用的弱酸溶液包含醋酸、乙醇及水。在弱酸溶液中乙醇的重量百分濃度為約80-95%，水的重量百分濃度為約5-20%，醋酸在溶液中的體積莫耳濃度為約0.5-5 M。酸化處理可在室溫下進行，例如為約10-35℃。上述進行酸化處理的浸泡時間可例如為約10-60分鐘。

在步驟130中，將酸化處理後之去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀，而得到止血纖維。因β-甲殼質的結構特性以及經過上述適當的去乙醯化反應後，能夠將原本顆粒狀的去乙醯化β-甲殼質直接絞碎而形成纖維狀。若非使用β-甲殼質，例如使用α-甲殼質，則無法藉由絞碎步驟使其形成纖維狀。再者，如果β-甲殼質的去乙醯度太高，例如大於約80%，也無法經由絞碎方法使其形成纖維狀。此外，如果β-甲殼質沒有進行去乙醯化反應，則不易藉由絞碎步驟來形成直徑小於約12 μm的纖維。因此，根據本發明一實施方式，從纖維的直徑大小及分纖效果的觀點而言，較佳的去乙醯度為約20%至約40%。

在一實施方式中，可使用內含機械式攪拌刀刃的均質機來絞碎撕裂經酸化處理的去乙醯化β-甲殼質，而直接形成纖維狀的去乙醯化β-甲殼質，而得到止血纖維。在一實施方式中，止血纖維的直徑小於約12 μm，例如為約3-12 μm。止血纖維的長度為約1-5 mm。

在一實施方式中，可直接將步驟120酸化處理時所製備的弱酸溶液以及浸泡其中的去乙醯化β-甲殼質一起置入均質機中，並將去乙醯化β-甲殼質的固含量控制在約1-20%，然後再進行絞碎動作。在某些具體實例中，當β-甲殼質的固含量大於20%時，因混合物的黏度太高，而不利於將去乙醯化β-甲殼質絞碎而形成纖維狀外觀。若β-甲殼質在混合物的固含量太低，例如低於1%，則在後續步驟中所製備的止血纖維的總量偏低，導致生產效率不理想。

在另一實施方式中，可將酸化處理後的去乙醯化β-甲殼質過濾出，並選擇性地加入酒精或其他適當液體，以調整進行絞碎步驟時去乙醯化β-甲殼質的固含量。

第2圖繪示本發明另一實施方式之止血纖維之製造方法200的流程圖。

在步驟210中，混合β-甲殼質與一鹼，以進行一去乙醯化反應，而得到去乙醯化β-甲殼質。去乙醯化β-甲殼質的去乙醯度為低於80%。步驟210的具體實施方式及特徵，可與前述方法100的步驟110相同。

在步驟220中，將去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀。步驟220的絞碎方式可與上述方法100的步驟130中所述的相同。在一實施方式中，可先將去乙醯化β-甲殼質與水或其他適當液體混合，讓去乙醯化β-甲殼質的固含量為約1-20%，然後再進行絞碎步驟。

在步驟230中，將絞碎之去乙醯化β-甲殼質進行酸化處理，而得到止血纖維。步驟230的酸化處理及具體實施方式可與上述方法100的步驟120中所敘述的相同。

本發明之另一態樣係提供止血纖維，其是以上述任一實施方式或實施例所述的方法所製造。

本發明之又一態樣係提供一種止血敷材的製造方法，其包含下述步驟。首先，以上述任一實施方式或實施例所述的方法製造止血纖維。然後，以非織造(non-woven)方式，將止血纖維製成止血敷材。例如，可使用水抄法或壓吸法，將止血纖維製造成不織布。

本發明所揭露之實施方式，具有製程簡便、高凝血性以及高吸水率的優點。根據本發明之實施方式，無須使用濕式紡絲技術，僅須利用絞碎方式便能直接形成纖維狀的去乙醯化β-甲殼質。在習知技術中，通常必須使用濕式紡絲才能將甲殼質製造成纖維狀，但濕式紡絲的製程步驟較為複雜繁瑣，其不若本發明之製程方法簡便。此外，根據本發明實施方式所製造之止血纖維的凝血性以及血液吸收性均優於習知技術，下文的實施例中，將更詳細敘述。

實施例

以下的實施例係用以詳述本發明之特定態樣，並使本發明所屬技術領域中具有通常知識者得以實施本發明。以下的實施例不應被解釋為本發明之限制。

實施例1-5 A.製備止血纖維

分別取20 g市售天然β-甲殼質加入200 ml濃度為20%(w/v)的氫氧化鈉水溶液中，以製備實施例1-5的止血纖維。將β-甲殼質與氫氧化鈉水溶液混合物置於90℃的環境中進行去乙醯化反應0.5小時、2小時、4小時、6小時或8小時，而分別得到去乙醯化度為約10%(實施例1)、約20%(實施例2)、約40%(實施例3)、約67%(實施例4)及約80%(實施例5)的去乙醯化β-甲殼質。然後，在室溫下分別將不同去乙醯度的β-甲殼質浸泡在濃度2M的醋酸溶液(溶劑組成為85 wt%的乙醇及15 wt%的水)中，進行30分鐘的酸化處理。隨後，分別將酸化處理後的去乙醯化β-甲殼質置入機械式均質機中進行高速攪拌5分鐘，而得到實施例1-5的止血纖維。以電子顯微鏡觀察實施例1-5製備之止血纖維的直徑，其結果彙整於下表1中。實施例1-4之止血纖維的直徑分別為10.5 μm、7.8 μm、5.1 μm以及7.6 μm。實施例5的β-甲殼質之去乙醯度約80%，在高速攪拌後並不會形成纖維狀，而是呈現顆粒狀。

B.血液吸收性測試

分別取0.3 g之實施例1-5所製備的止血纖維置入濾網袋中(「笙美株式會社」製，95 mm×70 mm)，再將含有止血纖維的濾網袋浸泡在蒸餾水中5分鐘，使其中的止血纖維吸收蒸餾水。然後，取出濾網袋(含止血纖維)，並懸吊5分鐘，使多餘的水滴下。藉由秤重法計算止血纖維吸水前與吸水後的重量差，來計算止血纖維的吸水倍率。止血纖維的吸水倍率代表使用止血纖維處理會者傷口時，止血纖維所能吸收血液的量。吸水倍率以下數學式計算：

吸水倍率=(W-(T+S)-A)/S

其中W為吸水後濾網袋及止血纖維樣品的總重；T為濾網袋淨重；S為止血纖維樣品淨重；A為濾網袋的淨吸水重量。

實施例1-5製備之止血纖維的吸水倍率彙整於表1中。實施例1-4之止血纖維的吸水倍率分別為5.38、7.89、10.44以及10.37。止血纖維的吸水倍率隨著β-甲殼質的去乙醯度增加而增加。

C.凝血效果測試

以Lee-White’s方法測試實施例1-5之止血纖維的凝血效果。簡言之，取0.2克的止血纖維樣品置於試管中，加入1.4 ml含有抗凝血劑(Heparin)的血液。然後，將試管密封後置於反覆傾斜震盪的裝置上，觀察量測試管內血液凝固的時間。實施例1-5之止血纖維的測試結果同樣彙整於表1中。實施例1-4之止血纖維的血液凝固時間分別為930秒、33秒、28秒以及28秒。由此可知，當β-甲殼質之去乙醯度大於或等於約20%時，其凝血效果大幅提昇。

比較例1

以台灣專利公告號I244397(美國專利公告號US 6,693,180)所述的方式製造止血纖維，並以上述相同的方式測試其血液吸收性及凝血效果。比較例1之止血纖維的吸水倍率5.35，血液凝固時間為149秒，其結果彙整於表1中。實施例2-4之止血纖維的吸水倍率及凝血效果明顯優於比較例1。

比較例2

利用與實施例1-5相同的方式製備比較例2的止血纖維，但是比較例2的β-甲殼質沒有進行去乙醯化反應。比較例2之止血纖維的吸水倍率5.17，血液凝固時間為1800秒，其結果亦彙整於表1中。實施例1-4之止血纖維的吸水倍率及凝血效果明顯優於比較例2。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200．．．方法

110、120、130、210、220、230．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖繪示本發明一實施方式之止血纖維之製造方法的流程圖。

第2圖繪示本發明另一實施方式之止血纖維之製造方法的流程圖。

100．．．方法

110、120、130．．．步驟

Claims (14)

1. 一種止血纖維之製造方法，包括：混合β-甲殼質(chitin)與一鹼，以進行一去乙醯化反應，而得到一去乙醯化β-甲殼質，其中該去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度(deacetylation degree)為低於約80%；將該去乙醯化β-甲殼質進行酸化處理；以及將酸化處理後之該去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀，而得到該止血纖維。
2. 一種止血纖維之製造方法，包括：混合β-甲殼質(chitin)與一鹼，以進行一去乙醯化反應，而得到一去乙醯化β-甲殼質，其中該去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度(deacetylation degree)為低於約80%；將該去乙醯化β-甲殼質絞碎成纖維狀；以及將絞碎之該去乙醯化β-甲殼質進行酸化處理，而得到該止血纖維。
3. 如請求項1或請求項2所述之製造方法，其中該去乙醯化β-甲殼質之去乙醯度為約20%至約67%。
4. 如請求項1或請求項2所述之製造方法，其中該鹼係選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣以及氫氧化鎂所組成之群組。
5. 如請求項1或請求項2所述之製造方法，其中進行該去乙醯化反應之步驟包括：混合該β-甲殼質與一氫氧化鈉水溶液，以得到一混合物；以及加熱該混合物至60-100℃，以進行該去乙醯化反應。
6. 如請求項5所述之製造方法，其中該氫氧化鈉水溶液之重量百分濃度為約10-30%，且進行該去乙醯化反應之時間為約0.5小時至約8小時。
7. 如請求項6所述之製造方法，其中該β-甲殼質在該混合物中之重量百分濃度為約1-30%。
8. 如請求項1所述之製造方法，其中該酸化處理之步驟包含將該去乙醯化β-甲殼質與一弱酸溶液接觸，其中該弱酸係選自醋酸、乳酸、檸檬酸、馬來酸、蘋果酸以及上述之組合所組成之群組。
9. 如請求項8所述之製造方法，其中該弱酸溶液更包含乙醇及水，且該乙醇在該弱酸溶液之重量百分濃度為約80-95%，該水在該弱酸溶液之重量百分濃度為約5-20%。
10. 如請求項1所述之製造方法，其中將酸化處理後之該去乙醯化β-甲殼質絞碎之步驟包含使用一均質機攪拌酸化處理後之該去乙醯化β-甲殼質。
11. 如請求項1所述之製造方法，其中該止血纖維之一直徑小於約12 μm。
12. 一種止血纖維，係由請求項1至請求項11之任一項所述之方法所製造。
13. 一種止血敷材的製造方法，包括：以請求項1或請求項2所述之方法製造該止血纖維；以及以非織造(non-woven)方式，將該止血纖維製成該止血敷材。
14. 如請求項13所述之製造方法，其中將該止血纖維製成該止血敷材之步驟包含使用水抄法或壓吸法將該止血纖維製成該止血敷材。