本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿的制備方法與應(yīng)用，該海綿具有良好的生物相容性、生物可降解性以及快速膨脹止血的性能。
背景技術(shù)：
：出血是戰(zhàn)場創(chuàng)傷的第一大殺手，是城市交通事故傷的第二大殺手，也是創(chuàng)傷病人手術(shù)室死亡主要原因，因此治療過程中快速止血可以明顯降低死亡率。常規(guī)的止血方式由壓迫、血管結(jié)扎、沸石封閉以及使用止血材料等。臨床使用過程中不論使用那種止血方式，物理壓迫處理都是非常必須的，其中止血材料輔助物理壓迫越來越多的被應(yīng)用在臨床止血過程中。殼聚糖是自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖，它可以和紅細胞表面的負電荷產(chǎn)生靜電吸附作用，使傷口處紅細胞大量粘附聚集，形成血栓，加快血液凝固，從而不依賴于機體內(nèi)的凝血機制，其作為生物止血材料，已是世界公認(rèn)的有效外科封閉劑和止血劑，是一種安全度高、相容性好、原材料來源廣泛的新型止血敷料，因此殼聚糖類的止血材料正成為國內(nèi)外的研究熱點。目前殼聚糖類止血材料種類繁多，如止血粉、止血海綿、止血繃帶等，商品化產(chǎn)品有Celox止血粉、Xstat快速止血系統(tǒng)、HemCon等，其主要機理是利用殼聚糖分子上攜帶的正電荷與紅細胞表面的負電荷進行靜電吸附達到止的目的，為了提高殼聚糖止血材料的止血性能，多采用提高材料的孔隙率以改善止血效果，專利CN200510024503.3采用的是含有甘油、羧甲基殼聚糖、殼聚糖粉和環(huán)保型離子交聯(lián)劑的羧甲基殼聚糖水溶液制備海綿，但該方案中的海綿由于發(fā)泡不充分，孔隙少而不穩(wěn)定，而且吸附能力差，使用過程中易發(fā)硬發(fā)脆；專利CN1431021A公開一種殼聚糖-膠原海綿，通過酸溶解殼聚糖，用戊二醛交聯(lián)，然后再冷凍干燥，蒸餾水清洗再次冷凍干燥；CN1071587A則是用醋酸溶解殼聚糖，再加入膠原溶液，用甲醛交聯(lián)制備成海綿。由此可見上述的工藝中都使用了化學(xué)交聯(lián)劑、發(fā)泡劑等來提高材料的孔隙率，其殘留對人體都具有一定的毒性，在臨床使用過程中帶來較大的安全隱患，同時上述工藝最大的一個瓶頸便是吸血速度慢、必須輔助物理壓迫方能達到止血的效果，且傳統(tǒng)工藝的制備的止血海綿的微觀結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)，多孔的不貫通性大大限制了止血效果。于此同時國內(nèi)影響殼聚糖止血材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個最大瓶頸是殼聚糖材料的生物相容性，CFDA也加大了對此類產(chǎn)品的監(jiān)管，2014年后強行將II類的殼聚糖產(chǎn)品轉(zhuǎn)成III類進行監(jiān)管，造成此現(xiàn)狀的主要原因是殼聚糖原料的生物相容性，文獻(Histopathologicalandimmunohistochemicalstudiesofmembranesofdeacetylatedchitinderivativesimplantedoverratcalvaria.JBiomedMaterRes.1999,46(3):418–423)研究表明殼聚糖的分子量和脫乙酰度越高，體內(nèi)生物相容性越好，因此高脫乙酰度和高分子量的殼聚糖原料是解決此類問題的關(guān)鍵，而常規(guī)的殼聚糖的制備方法是傳統(tǒng)的強堿高溫脫乙酰，此方法制備的殼聚糖原料分子量低且分散系數(shù)大，勢必導(dǎo)致生物相容性差，基于上述弊端與瓶頸，本發(fā)明提供了一種高膨脹性、片層結(jié)構(gòu)的新型止血海綿的制備方法，首先本發(fā)明采用間歇微波法制備殼聚糖原料，提高了殼聚糖的分子量并減小了分子量的分散系數(shù)，提高產(chǎn)品的生物相容性；本發(fā)明制備的止血材料最大特點是膨脹速度和膨脹率非常快，可達到瞬間止血，同時有序化的片層結(jié)構(gòu)提供了定向的膨脹空間，在吸血的同時對周圍組織產(chǎn)生了較大的物理壓迫力更好地提高了止血效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)止血材料在止血過程中不能快速膨脹封閉出血的創(chuàng)口或者腔道，最終造成止血效果不明顯甚至止血失敗?，F(xiàn)有臨床上常用的止血材料在使用中存在止血時間較長、且對出血量大的傷口止血能力有限以及腔道止血不足等問題。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)措施實現(xiàn)：一、間歇微波法制備殼聚糖原料取幾丁質(zhì)粉末在40％-50％的NaOH溶中90℃保溫10min-15min，然后將幾丁質(zhì)溶液放入微波爐中，中火4min，再用純化水洗滌至洗滌液為中性，酒精脫色，最后50℃烘箱中烘干，獲得第一次脫乙酰的殼聚糖。然后在此基礎(chǔ)上重復(fù)該過程3次，最終獲得高脫乙酰度的殼聚糖干粉。二、殼聚糖海綿制備A.殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.5％-1％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h-8h，最終獲得的殼聚糖濃度為0.5％-2％(W/V)，甘油的濃度為0.2％-1％(W/V)。B.將制備的殼聚糖和甘油混合溶液澆注于模具中冷凍干燥，獲得第一次凍干的殼聚糖海綿。三、高膨脹殼聚糖止血海綿的制備A.將第一次凍干獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為1％-4％的NaOH溶液中24h-72h，然后用純化水洗滌至中性。B.將清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。C.將二次凍干的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。發(fā)明的創(chuàng)新點：1.本發(fā)明中采用間歇微波法制備了殼聚糖原料，脫乙酰度高、分子量分布窄。2.本發(fā)明制備的止血海綿具有高膨脹性，可瞬間吸血，同時對周圍組織產(chǎn)生較大的物理壓迫力，更好地發(fā)揮止血功能。3.本發(fā)明制備的殼聚糖海綿微觀結(jié)構(gòu)為有序的片層多孔結(jié)構(gòu)，顯著區(qū)別與傳統(tǒng)的網(wǎng)狀多孔。4.本發(fā)明制備的殼聚糖止血海綿具有較高的機械強度，其最大拉力可以達到50N以上；5.本發(fā)明制備的殼聚糖止血海綿具有較快的吸水膨脹速率，在10s-20s內(nèi)可以迅速吸水膨脹，膨脹后的體積是原來的3-6倍。附圖說明圖1殼聚糖原料分子量和分散系數(shù)譜圖圖2殼聚糖止血海綿的機械拉力圖圖3-a殼聚糖止血海綿SEM圖(壓縮前)圖3-b殼聚糖止血海綿SEM圖(壓縮后)圖3-c止血海綿對照SEM圖(天義福)具體實施方式現(xiàn)結(jié)合實施例，對本發(fā)明作詳細描述，但本發(fā)明的實施不僅限于此。實施方式一1、間歇微波法制備殼聚糖原料取幾丁質(zhì)粉末在50％的NaOH溶中90℃保溫10min，然后將幾丁質(zhì)溶液放入微波爐中，中火4min，再用純化水洗滌至洗滌液為中性，酒精脫色，最后50℃烘箱中烘干，獲得第一次脫乙酰的殼聚糖。然后在此基礎(chǔ)上重復(fù)該過程3次，最終獲得高脫乙酰度的殼聚糖干粉。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備稱量一定質(zhì)量的步驟1獲得的殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.5％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為1％(W/V)，甘油的濃度為0.3％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為4％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式二1、殼聚糖原料的制備參照實施方式一中的殼聚糖原料制備方法。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.5％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為1％(W/V)，甘油的濃度為0.5％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為2％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式三1、殼聚糖原料的制備參照實施方式一中的殼聚糖原料制備方法。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.5％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為0.5％(W/V)，甘油的濃度為0.2％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為1％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式四1、殼聚糖原料的制備參照實施方式一中的殼聚糖原料制備方法。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為1％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為2％(W/V)，甘油的濃度為0.2％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為2％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式五1、殼聚糖原料的制備參照實施方式一中的殼聚糖原料制備方法。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.7％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為2％(W/V)，甘油的濃度為0.5％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為2％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式六1、殼聚糖原料的制備參照實施方式一中的殼聚糖原料制備方法。2，殼聚糖甘油混合溶液的制備殼聚糖干粉和甘油溶解在濃度為0.7％(V/V)的醋酸溶液中，攪拌5h，最終獲得的殼聚糖濃度為1％(W/V)，甘油的濃度為1％(W/V)。3，將2中獲得的殼聚糖甘油混合溶液冷凍干燥48h以上，得到含有醋酸的殼聚糖凍干海綿。4，將3中獲得的殼聚糖凍干海綿浸泡在濃度為2％的NaOH溶液中24h，然后用純化水洗滌1d至中性。5，將4中清洗后的殼聚糖海綿再次進行冷凍干燥48h以上，得到pH值近中性的殼聚糖海綿。6，將5中獲得的殼聚糖海綿用機械壓縮處理，最后制的具有高膨脹、片層多孔殼聚糖止血海綿。實施方式七由實施方式一中制備的殼聚糖原料，其分子量測定是通過多角度激光散射儀測定，圖1是殼聚糖原料分子量和分散系數(shù)圖譜，其分子量計算結(jié)果如表一所示。脫乙酰度是通過元素分析儀測定。表二是通過元素分析儀測量殼聚糖原料中C、H、O、N的含量通過公式1計算出脫乙酰度，其脫乙酰度在95％左右。表一，殼聚糖原料的分子量與分散系數(shù)序號樣品1樣品2樣品3平均值分散系數(shù)1.2831.2751.3161.291分子量4.834×1054.925×1054.82×1054.86×105表二，殼聚糖原料的脫乙酰度序號NCH脫乙酰度(C)18.53829844.486556.85128696.0728.49192244.455026.82955794.6338.48519444.407446.84839194.71平均值8.50513844.449676.84307895.14殼聚糖的分子式：[C6H11-aO4N·(C2H3O)a·bH2O]n，采用元素分析儀檢測碳、氫、氮的含量，然后根據(jù)以下方程式計算a的值，即為乙酰度，(1-a)×100％即為脫乙酰度。式中：a為平均每個殼聚糖單元上乙?；鶊F數(shù)；b為平均每個殼聚糖單元上被含有的水分。實施方式八由實施方式一制備的殼聚糖海綿其完全膨脹時間為15s，吸水膨脹后的體積為原體積的5倍。實施方式九由實施方式四得到的殼聚糖海綿的機械拉伸強度的力學(xué)曲線如圖2所示。實施方式十由實施方式一得到的殼聚糖海綿壓縮之前的掃描電鏡圖片3(a)所示，圖3-b為壓縮之后的殼聚糖海綿，圖3-c為對照組(天義福)。當(dāng)前第1頁1 2 3