本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種止血材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：外傷造成的緩慢少量出血可以靠自身機(jī)能止血，而對(duì)于重大事故、戰(zhàn)傷以及外科手術(shù)中的大量出血或隱蔽性滲血現(xiàn)象僅靠機(jī)體自身不能有效止血，可能造成傷者的休克或危及生命。因此，安全、高效、使用方便、成本低廉的止血材料對(duì)于臨床應(yīng)用具有重大意義。目前市場(chǎng)上常用的止血材料主要有氧化纖維類止血材料、海藻酸鹽蛋白膠類止血材料、殼聚糖類止血材料和可降解淀粉類止血材料等。氧化纖維類止血材料利用酸性的氧化纖維素上的羧基與血紅蛋白中的三價(jià)鐵離子結(jié)合形成紅色膠塊，從而達(dá)到止血的目的。其明顯的缺點(diǎn)是自身結(jié)構(gòu)較為松散，被機(jī)體吸收較快，故可能引起再出血，另有研究指出氧化纖維素的酸性可能會(huì)引起神經(jīng)纖維的變性，上述種種缺點(diǎn)限制了氧化纖維類止血材料的應(yīng)用范圍。海藻酸鹽蛋白膠類止血材料具有良好的生物相容性和很強(qiáng)的親水性，可以大量吸收創(chuàng)面血液和組織滲出液，但由于海藻酸鈣的質(zhì)地柔軟，缺乏韌性和彈性，對(duì)創(chuàng)面的壓迫力不夠，而且遇水后迅速形成非黏性凝膠體，材料自身不具備黏附性，往往需要借助輔助材料固定，因而也限制了其應(yīng)用范圍。殼聚糖類止血材料因殼聚糖本身具有的抗菌、止血、良好的組織相容性等多種優(yōu)越的性能而受到追捧。但是有研究表明，在肝素化的人血中加入殼聚糖醋酸溶液后仍能出現(xiàn)凝血塊，并且由于殼聚糖只能溶于稀酸水溶液中，所以在實(shí)際應(yīng)用中還存在殘留酸可能誘發(fā)的炎癥問題，而在目前的研究中，一般通過對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性來增加可溶性來解決上述問題。如在中國專利申請(qǐng)CN102648985A中，發(fā)明人利用脫乙酰度為80～99.9％，分子量在10000-1000000之間的殼聚糖制備了具有優(yōu)秀的組織相容性、吸液性以及能有效抗菌、止血、促進(jìn)傷口愈合的殼聚糖微球。但同時(shí)，由于其具有水溶性，吸收速度較快，故也造成黏附能力不強(qiáng)。由于廉價(jià)的價(jià)格、廣泛的來源、良好的體內(nèi)降解性和生物相容性，微孔淀粉在生物材料領(lǐng)域漸漸受到關(guān)注。淀粉微球表面具有微空結(jié)構(gòu)，并具有一定的吸水性，能夠快速吸干血液中的水分，同時(shí)發(fā)揮分子篩的作用，使血液中紅細(xì)胞、凝血酶、血小板和纖維蛋白等有形成分在顆粒表面聚集，形成凝膠狀混合物，從而達(dá)到迅速止血的效果。近年來，為了充分發(fā)揮微孔淀粉用作止血材料方面的優(yōu)勢(shì)，人們借助淀粉表面富有的羥基基團(tuán)，對(duì)其進(jìn)行改性，制備了多種微孔淀粉衍生物。如在中國專利申請(qǐng)103224568A，名稱為一種止血淀粉及其制備方法的發(fā)明申請(qǐng)中，發(fā)明人用微波處理經(jīng)醚化、交聯(lián)、酯化多次變性后的變性淀粉，制備了高吸水性的止血材料；在中國專利申請(qǐng)105457075A，名稱為一種改性淀粉止血粉的制備方法的發(fā)明申請(qǐng)中，發(fā)明人用三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑制備了一種改性淀粉止血微球。但止血淀粉止血不夠迅速，不適用于較大出血量的止血。因此，有必要提供一種能夠迅速止血，同時(shí)具有優(yōu)異的組織相容性和強(qiáng)大的吸水力的新型止血材料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種止血材料及其制備方法，以解決以上缺陷。本發(fā)明提供了一種止血材料的制備方法，包括以下步驟：A)酸解：取淀粉與1～38％的鹽酸溶液按1:(1～100)的比例混合，攪拌得淀粉多糖溶液，將上述淀粉多糖溶液置于10～90℃的恒溫水浴中反應(yīng)0.1～10h，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌，攪拌速度為200～3000rpm；B)交聯(lián)：往上述酸解處理后的淀粉多糖溶液加入植物油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和交聯(lián)劑，攪拌混合，其中，植物油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和交聯(lián)劑的重量比為(1～2):(1～2):(0.1～0.9):(0.1～1)；C)陰離子化反應(yīng)：將乙醇溶液、一氯醋酸、氫氧化鈉溶液以及經(jīng)上述B)步驟處理后的淀粉多糖溶液分別加入反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢?，升溫?0～90℃，反應(yīng)1～24h后加入冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為6.5～7.0，過濾，用乙醇溶液洗滌，干燥，得陰離子淀粉；D)陽離子化反應(yīng)：將0.1～3g帶電分子、0.1～3g羰基二咪唑加入到30～80ml的二甲基甲酰胺溶液中，常溫反應(yīng)1～3小時(shí)，加入1～10g上述步驟C)所得的陰離子淀粉，攪拌均勻，升溫至50～70℃，反應(yīng)8～24h，靜置分層后用乙醇洗滌并干燥，即得；其中，所述帶電分子包括至少一個(gè)羧基官能團(tuán)和至少一個(gè)氨基官能團(tuán)。優(yōu)選地，所述淀粉選自馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉、大米淀粉、綠豆淀粉、荸薺淀粉、葛根淀粉、蓮藕淀粉、紅薯淀粉、糯米淀粉、綠豆淀粉、甘薯淀粉和菱角淀粉中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述淀粉由馬鈴薯淀粉和玉米淀粉按(0.01～0.1):(0.01～0.2)的重量比組成。優(yōu)選地，所述步驟B)中所述植物油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和交聯(lián)劑的重量比為2:1:0.06：0.1。優(yōu)選地，所述步驟B)中所述植物油為大豆油；所述乳化劑選自司盤-60、司盤-80、司盤-85、壬基酚聚氧乙烯醚、吐溫-80、吐溫-20、吐溫-40和吐溫-60中的一種或者幾種；所述交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷。優(yōu)選地，所述帶電分子的用量為2g。優(yōu)選地，所述帶電分子為羧甲基殼聚糖。優(yōu)選地，所述羧甲基殼聚糖的分子量為2～4×103，取代度為80～90％。優(yōu)選地，所述步驟D)中所述羰基二咪唑的用量為1g，陰離子淀粉的用量為4g。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了如上述制備方法制備得到的止血材料。羧甲基殼聚糖是殼聚糖的一種水溶性衍生物，羧甲基化的取代使兩種異電基團(tuán)(羧基和氨基)共存于同一葡聚糖鏈上。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將同時(shí)含有羧基和氨基的羧甲基殼聚糖連接到可降解淀粉上，可以改變可降解淀粉的特性。優(yōu)選是將羧甲基殼聚糖連接到陰離子可降解淀粉上。試驗(yàn)證明，將羧甲基殼聚糖連接到大部分陰離子可降解淀粉上可以明顯地提高止血淀粉的止血速度，同時(shí)能夠克服由于羧甲基殼聚糖的水溶性而導(dǎo)致止血材料對(duì)創(chuàng)面的粘附力不足的缺陷。同時(shí)從試驗(yàn)中可看出，不經(jīng)陰離子化反應(yīng)，直接將可降解淀粉與羧甲基殼聚糖連接得到的止血淀粉，其止血時(shí)間延長(zhǎng)了60s，出血量增加了0.61g，體外凝血時(shí)間延長(zhǎng)了63s，同時(shí)吸水率降低了31％。值得提出的是，發(fā)明人同時(shí)發(fā)現(xiàn)，羧甲基殼聚糖的分子量和取代度對(duì)止血淀粉的性能有較大的影響。發(fā)明人經(jīng)過大量的試驗(yàn)終于得出，羧甲基殼聚糖的分子量?jī)?yōu)選為2～4×103，更優(yōu)選2.6×103，取代度優(yōu)選為80～90％，更優(yōu)選為88％更有利于止血淀粉性能的提升。另外，發(fā)明人將馬鈴薯淀粉和玉米淀粉作為原料，經(jīng)酸解、交聯(lián)、陰離子化、陽離子化反應(yīng)后制得的止血淀粉的在流血20～23s后即可止血，出血量控制在0.39～0.43g內(nèi)，體外凝血時(shí)間為25～28s，具有優(yōu)異的止血性能。但令發(fā)明人意想不到的是，以葛根淀粉和蓮藕淀粉作為原料經(jīng)本發(fā)明方法制備得到的止血淀粉的止血性能不太理想，這可能是與淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例有關(guān)，而含有較多的支鏈淀粉更有利于止血材料的性能的提升。本申請(qǐng)中所述乳化劑選自司盤-60、司盤-80、司盤-85、壬基酚聚氧乙烯醚、吐溫-80、吐溫-20、吐溫-40和吐溫-60中的一種或者幾種。優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述乳化劑由司盤-80和吐溫-60按1:(0.1～1)的重量比組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明止血材料具有以下優(yōu)勢(shì)：1)本申請(qǐng)止血材料具有優(yōu)異的止血效果和強(qiáng)大的吸水力，在流血20～23s后即可迅速止血，出血量控制在0.39～0.43g內(nèi)，體外凝血時(shí)間為25～28s，吸水率達(dá)到90％以上。2)本申請(qǐng)通過在陰離子淀粉上連接同時(shí)含有一個(gè)以上羧基和氨基官能團(tuán)的羧甲基殼聚糖，使得制備得到的止血材料的止血性能和吸水力大大提升，并且優(yōu)于現(xiàn)有的Arista快速止血粉，取得了顯著的進(jìn)步。具體實(shí)施方式：以下通過具體實(shí)施方式的描述對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明部分原料的廠家信息組分廠家/CAS號(hào)馬鈴薯淀粉9005-25-8玉米淀粉9005-25-8豌豆淀粉煙臺(tái)雙塔食品股份有限公司木薯淀粉中山市弘欣生物科技有限公司小麥淀粉鄭州明瑞化工產(chǎn)品有限公司大米淀粉江西金農(nóng)生物科技有限公司綠豆淀粉濟(jì)南興森淀粉科技有限公司荸薺淀粉襄陽三珍食品有限公司葛根淀粉昆明朗盛生物科技有限公司蓮藕淀粉廣西南寧世博基業(yè)貿(mào)易有限公司紅薯淀粉重慶金田農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司糯米淀粉無錫金陵塔淀粉有限公司甘薯淀粉重慶金田農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司菱角淀粉西安天瑞生物技術(shù)有限公司實(shí)施例1、不同淀粉原料的組合對(duì)止血材料止血性能的影響試驗(yàn)1.材料與方法1.1試驗(yàn)動(dòng)物：健康成年SD大鼠90只，雌雄不限，體重210～240g；健康成年新西蘭兔8只，雌雄不限，體重1.9～2.1kg，均由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。1.2試驗(yàn)方法1.2.1止血時(shí)間及出血量測(cè)定將90只大鼠根據(jù)下表1的15種淀粉的組合制得的止血材料隨機(jī)分為15組，每組6只。全部動(dòng)物術(shù)前均禁食(不禁水)12h，3％戊巴比妥鈉40mg/kg體重腹腔注射麻醉，于肋弓下沿腹中線作一長(zhǎng)約2cm縱行切口，沿腹中線剪開腹肌，擠壓腹部至肝中葉從切口處被擠出，吸干肝臟周圍腹腔液后將稱重后的無菌紗布?jí)|于肝中葉下，于肝中葉下緣以上2cm處快速切除肝中葉。根據(jù)分組立即均勻涂抹上述15種淀粉的組合制得的止血材料300mg，并開始計(jì)時(shí)，直至出血停止，記錄止血時(shí)間及出血量。止血時(shí)間為切除肝中葉開始至出血停止；出血量為切除前后無菌紗布重量差。1.2.2體外促凝血測(cè)定取根據(jù)表1的15種淀粉的組合制得的止血材料，分別置于5ml0.01mol/LPBS溶液(取8gNaCl/0.2gKCl、1.44gNa2HPO4和0.24gKH2PO4，溶于800ml蒸餾水中，用HCl調(diào)節(jié)溶液的pH值至7.4，最后加蒸餾水定容至1L制成0.01mol/LPBS溶液)中，終濃度為0.2mg/ml，分別標(biāo)記好。各組取0.2ml溶液置于直徑1cm、長(zhǎng)10cm的試管璃管中，于37℃水浴箱中水浴2分鐘。于每只新西蘭兔耳中央動(dòng)脈抽取30ml動(dòng)脈血，分別加入2ml兔血于上述試管中，混合均勻后水浴，每隔30s傾斜試管，至血液凝結(jié)不流動(dòng)，記錄凝血時(shí)間，每組測(cè)量8個(gè)樣本，結(jié)果取平均值。1.3結(jié)果見表1。表1試驗(yàn)結(jié)果由上表可知，淀粉原料的種類對(duì)止血材料的止血性能有較大的影響。其中，以馬鈴薯淀粉和玉米淀粉、菱角淀粉和玉米淀粉、大米淀粉和綠豆淀粉作為原料經(jīng)本發(fā)明申請(qǐng)所述制備方法制得的止血材料的止血性能較好。其中，以馬鈴薯淀粉和玉米淀粉作為原料制得的止血材料的止血性能最佳，其止血時(shí)間為20s，出血量為0.38，體外促凝血時(shí)間為26s。值得提出的是，以葛根淀粉和蓮藕淀粉為原料經(jīng)本發(fā)明申請(qǐng)所述制備方法制得的止血材料的止血性能不太理想，這一點(diǎn)是發(fā)明人意想不到的。實(shí)施例2、一種止血材料本發(fā)明實(shí)施例2所述止血材料由以下步驟制得：A)酸解：取淀粉與10％的鹽酸溶液按1:5的比例混合，攪拌得淀粉多糖溶液，將上述淀粉多糖溶液置于50℃的恒溫水浴中反應(yīng)15h，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌，攪拌速度為600rpm，得到酸解后的淀粉多糖溶液；B)交聯(lián)：往上述酸解處理后的淀粉多糖溶液中加入大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷，攪拌混合；其中，大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷的重量比為2:1:0.06：0.1，反應(yīng)36h；C)陰離子化反應(yīng)：將乙醇溶液、一氯醋酸、氫氧化鈉溶液以及經(jīng)上述B)步驟處理后的淀粉多糖溶液分別加入反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃，反應(yīng)3h后加入冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為6.8，過濾，用乙醇溶液洗滌，干燥，得陰離子淀粉；D)陽離子化反應(yīng)：將2g分子量為3×103，取代度為88％的羧甲基殼聚糖、1g羰基二咪唑加入到50ml的二甲基甲酰胺溶液中，常溫反應(yīng)2小時(shí)，加入4g上述步驟C)所得的陰離子淀粉，攪拌均勻，升溫至60℃，反應(yīng)12h，靜置分層后用乙醇洗滌并干燥，即得；其中，所述淀粉由馬鈴薯淀粉和玉米淀粉按0.06:0.04的重量比組成，所述乳化劑由司盤-80和吐溫-60按1:0.3的重量比組成。實(shí)施例3、一種止血材料本發(fā)明實(shí)施例3所述止血材料由以下步驟制得：A)酸解：取淀粉與38％的鹽酸溶液按1:1的比例混合，攪拌得淀粉多糖溶液，將上述淀粉多糖溶液置于30℃的恒溫水浴中反應(yīng)1h，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌，攪拌速度為200rpm，得到酸解后的淀粉多糖溶液；B)交聯(lián)：往上述酸解處理后的淀粉多糖溶液中加入大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷，攪拌混合；其中，大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷的重量比為1:1:0.1:0.1，反應(yīng)36h；C)陰離子化反應(yīng)：將乙醇溶液、一氯醋酸、氫氧化鈉溶液以及經(jīng)上述B)步驟處理后的淀粉多糖溶液分別加入反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃，反應(yīng)1h后加入冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為6.5，過濾，用乙醇溶液洗滌，干燥，得陰離子淀粉；D)陽離子化反應(yīng)：將0.1g分子量為2×103，取代度為80％的羧甲基殼聚糖、0.1g羰基二咪唑加入到30ml的二甲基甲酰胺溶液中，常溫反應(yīng)1小時(shí)，加入1g上述步驟C)所得的陰離子淀粉，攪拌均勻，升溫至50℃，反應(yīng)8h，靜置分層后用乙醇洗滌并干燥，即得；其中，所述淀粉由馬鈴薯淀粉和玉米淀粉按0.01:0.01的重量比組成，所述乳化劑由司盤-80和吐溫-60按1:0.1的重量比組成。實(shí)施例4：一種止血材料本發(fā)明實(shí)施例4所述止血材料由以下步驟制得：A)酸解：取淀粉與15％的鹽酸溶液按1:10的比例混合，攪拌得淀粉多糖溶液，將上述淀粉多糖溶液置于60℃的恒溫水浴中反應(yīng)10h，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌，攪拌速度為3000rpm，得到淀粉多糖溶液；B)交聯(lián)：往上述酸解處理后的淀粉多糖溶液中加入大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷，攪拌混合，其中，大豆油、氫氧化鈉溶液、乳化劑和環(huán)氧氯丙烷的重量比為2:2:0.9:1,反應(yīng)36h；C)陰離子化反應(yīng)：將乙醇溶液、一氯醋酸、氫氧化鈉溶液以及經(jīng)上述B)步驟處理后的淀粉多糖溶液分別加入反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃，反應(yīng)4h后加入冰醋酸，調(diào)節(jié)pH為7.0，過濾，用乙醇溶液洗滌，干燥，得陰離子淀粉；D)陽離子化反應(yīng)：將3g分子量為4×103，取代度為90％的羧甲基殼聚糖、3g羰基二咪唑加入到80ml的二甲基甲酰胺溶液中，常溫反應(yīng)3小時(shí)，加入10g上述步驟C)所得的陰離子淀粉，攪拌均勻，升溫至70℃，反應(yīng)16h，靜置分層后用乙醇洗滌并干燥，即得；其中，所述淀粉由馬鈴薯淀粉和玉米淀粉按0.1:0.2的重量比組成，所述乳化劑由司盤-80和吐溫-60按1:1的重量比組成。對(duì)比例1、一種止血材料對(duì)比例1與實(shí)施例2的區(qū)別在于：去掉C)步驟，其余操作及參數(shù)如實(shí)施例2。對(duì)比例2、一種止血材料對(duì)比例2與實(shí)施例2的區(qū)別在于：將步驟C)和步驟D)調(diào)換順序，其余操作及參數(shù)如實(shí)施例2。對(duì)比例3、一種止血材料對(duì)比例3與實(shí)施例2的區(qū)別在于：用精氨酸替換步驟D)中的羧甲基殼聚糖，其余操作及參數(shù)如實(shí)施例2。對(duì)比例4、一種止血材料對(duì)比例4與實(shí)施例2的區(qū)別在于：步驟D)中羧甲基殼聚糖的分子量為1×103，其余操作及參數(shù)如實(shí)施例2。對(duì)比例5、一種止血材料對(duì)比例5與實(shí)施例2的區(qū)別在于：用殼聚糖替換步驟D)中的羧甲基殼聚糖，其余操作及參數(shù)如實(shí)施例2。試驗(yàn)例一、效果試驗(yàn)1.止血效果試驗(yàn)取健康成年SD大鼠48只，雌雄不限，體重210～240g，隨機(jī)分成6組；健康成年新西蘭兔8只，雌雄不限，體重1.9～2.1kg作為試驗(yàn)動(dòng)物，取本發(fā)明申請(qǐng)實(shí)施例2～4以及對(duì)比例1～5所述止血材料按照實(shí)施例1中的“1.2試驗(yàn)方法”，同時(shí)以Arista快速止血粉(美國Medafor公司)作為對(duì)照組，測(cè)定各組止血材料止血時(shí)間、出血量以及體外促凝血時(shí)間，結(jié)果取平均值，如表2所示。2.吸水率測(cè)定取0.1g本申請(qǐng)實(shí)施例2～4以及對(duì)比例1～5所述止血材料分別置于尼龍布袋中，將各尼龍布袋放入500ml燒杯中，加入蒸餾水，間隔一段時(shí)間測(cè)定吸收后各止血材料吸收后的重量，按照以下公式計(jì)算各組止血材料的吸水率，測(cè)定結(jié)果如表2所示。吸水率＝(止血材料吸水后重量-干燥重量)/干燥重量表2測(cè)試結(jié)果組別止血時(shí)間(s)出血量(g)體外凝血時(shí)間(s)吸水率(％)實(shí)施例2200.39251671實(shí)施例3220.42271506實(shí)施例4230.43281701對(duì)比例1801.0339722對(duì)比例2730.9238713對(duì)比例3650.8836805對(duì)比例4600.7333808對(duì)比例5540.7939703對(duì)照組240.6944765由上表2可知，本申請(qǐng)止血材料的止血效果和吸水率均優(yōu)于Arista快速止血粉，取得了顯著的進(jìn)步。需要提出的是：對(duì)比例1～5與實(shí)施例2相比，止血效果和吸水率均有明顯下降。從中可看出，將羧甲基殼聚糖連接到陰離子可降解淀粉上比直接連接到可降解淀粉上更有利于提高止血材料的止血效果和吸水力，這一點(diǎn)從對(duì)比例2的試驗(yàn)結(jié)果也可以看出。另外，與精氨酸相比，羧甲基殼聚糖的加入更有利于提高止血材料的止血效果和吸水力，同時(shí)羧甲基殼聚糖的分子量對(duì)止血材料的止血效果也有一定的影響。當(dāng)前第1頁1 2 3