CN109111591B - 一种载药止血海绵的制备方法及其制备的载药止血海绵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载药止血海绵的制备方法，其步骤为：（1）制备木质纤维素海绵；（2）通过喷涂或浸渍的方式在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物，经冻干，得到载药止血海绵。木质纤维素海绵的制备过程为：1）将碱脲溶液冷冻形成冰浆，然后向其中加入木质纤维素，制得木质纤维素溶液；2）向木质纤维素溶液中加入表面活性剂，搅拌形成泡沫体；3）将泡沫体冷冻成泡沫冰浆，向其中加入致孔剂，注模后进行冷冻、陈化，得到凝胶；4）浸泡去除凝胶中的表面活性剂和致孔剂，经冷冻定型、冷冻干燥，制得木质纤维素海绵。本发明制备的载药止血海绵通过壳聚糖和止血药物的协同作用，能迅速吸收伤口表面的血液，有效促进创面凝血，快速止血。

Description

一种载药止血海绵的制备方法及其制备的载药止血海绵

技术领域

本发明属于医用高分子材料领域，具体涉及一种载药止血海绵的制备方法，同时还涉及一种利用该方法制备的载药止血海绵产品。

背景技术

血液是向机体输送氧气的重要载体。人体因受伤而失血过多时，器官和细胞会发生功能障碍，发生衰竭，影响生命安危。未受控制的出血一直都是造成人员伤亡的主要原因。虽然有防弹衣、头盔等个人防护用具保护，但在现代战争中，出血依然是战场创伤的主要死因，尤其当创伤发生于肢体连接部位如腋窝、腹股沟、颈部等，这些部位无法用止血带或者人工压迫进行止血，容易导致人员出血性休克甚至死亡。因此，及时有效的止血能够大幅度降低战场创伤死亡率。美军在阿富汗与伊拉克战争中死亡的1000例尸检报告显示，可挽救性死亡中出血占85％，其中无法常规压迫性出血占69％。因此，有效地实现快速止血，是在战场或者重大事故中提高伤员生存率的关键。

目前报道的快速止血材料主要有止血粉末(沸石、胶原粉末和马铃薯淀粉)、多孔海绵(明胶海绵、胶原海绵)、纤维蛋白胶等，但它们都自有一定的不足之处：明胶和胶原的组织粘附力较差，两者的止血功能均依赖于足量的血小板和凝血因子；血纤维蛋白源自血液，可能会导致病毒感染；多孔沸石和马铃薯淀粉在吸收血液中的水分后会放出大量的热，容易导致伤口炎症。

公开号为CN 107050502 A的中国发明专利申请介绍了一种超吸水性高分子水凝胶干凝胶海绵及其制备方法和用途，它利用壳聚糖为骨架、以超吸水聚合物为支链，制备具有柔性结构的大分子或聚合物作为交联剂的立体网状多孔海绵，该海绵呈多孔道结构，具有超吸水性特征，且吸水后保持整体结构和一定的机械强度，但使用的超吸水聚合物如聚丙烯酰胺等和交联剂戊二醛等都会给多孔海绵带来一定的毒性，存在潜在的危险；并且，该材料强度不高，容易破碎形成微小碎屑，可能引发动静脉血栓。可见，制备安全稳定、快速有效的止血海绵势在必行。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种制备载药止血海绵的制备方法，同时还提供一种采用该方法制备的载药止血海绵产品。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明首先提供了一种载药止血海绵的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备木质纤维素海绵：

1)、配制碱脲溶液，冷冻使之形成冰浆(即：含有悬浮冰晶颗粒的固液两相溶液)；向处于冰浆状态的碱脲溶液中搅拌加入木质纤维素，制得木质纤维素溶液；

2)、向步骤1)制得的木质纤维素溶液中加入表面活性剂，快速搅拌使体系形成稳定的泡沫体；

3)、对步骤2)制得的泡沫体进行冷冻，形成泡沫冰浆，边搅拌边向泡沫冰浆中加入致孔剂，注模后经冷冻、陈化，得到凝胶；

4)、将步骤3)制得的凝胶放入水中浸泡去除表面活性剂和致孔剂，然后冷冻定型，再冷冻干燥，制得木质纤维素海绵；

(2)在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物：

a、配制壳聚糖溶液，然后向壳聚糖溶液中加入止血药物，搅拌分散均匀，得到壳聚糖-止血药物复合溶液；

b、采用喷涂或浸渍的方法将壳聚糖-止血药物复合溶液负载到木质纤维素海绵上，然后冷冻定型，再冷冻干燥，得到载药止血海绵。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤1)中，所加木质纤维素的重量为碱脲溶液重量的1wt％～3wt％；步骤2)中，所加表面活性剂的重量为木质纤维素溶液重量的0.1wt％～8wt％；步骤3)中，所加致孔剂的重量为木质纤维素溶液重量的40wt％～80wt％

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸盐中的一种或多种。这些表面活性剂来源广泛，泡沫丰富，加入到木质纤维素溶液中后搅拌，容易形成稳定的泡沫体，能够有效减少致孔剂的用量，大幅提升海绵的孔隙率和吸水率，提高海绵的柔软性。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，所述致孔剂为十水硫酸钠(Na₂SO₄·10H₂O)、无水硫酸钠(Na₂SO₄)、无水硫酸镁(MgSO₄)中的一种或多种。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤3)中所述冷冻的温度为-18～-24℃，经实验验证，在该温度范围内冷冻均能满足本发明要求。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤4)中制得的木质纤维素海绵的孔隙率为96.10％～98.77％，密度为18.7～59.6mg/cm³。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤4)中所述冷冻定型的温度为-18～-24℃，经实验验证，在该温度范围内进行冷冻定型均能满足本发明要求。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤a中，所述壳聚糖为脱乙酰度大于90％的酸溶性壳聚糖，酸溶性壳聚糖用0.01～0.5mol//L的稀醋酸做溶剂配制成壳聚糖溶液。更加优选地，酸溶性壳聚糖用0.1mol//L的稀醋酸做溶剂配制成壳聚糖溶液。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤a中，所述壳聚糖为水溶性壳聚糖，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中的一种或多种。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤a中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1wt％～1wt％；所述壳聚糖-止血药物复合溶液中止血药物的质量分数为0.1wt％～1wt％。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤a中，所述止血药物为维生素K1、维生素K3、维生素K4、醋甘氨酸乙二胺、卡巴克洛、卡络磺钠、云南白药、凝血酶中的一种或多种。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤b中所述喷涂是将壳聚糖-止血药物复合溶液加入喷枪中，均匀喷涂于木质纤维素海绵的表面。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤b中所述浸渍是将木质纤维素海绵浸入壳聚糖-止血药物复合溶液中浸泡2～5h。

根据上述载药止血海绵的制备方法，优选地，步骤b中所述冷冻定型的温度为-18～-24℃，经实验验证，在该温度范围内进行冷冻定型均能满足本发明要求。

止血药物中，卡巴克洛可直接作用与血管，无拟肾上腺素作用，因此不影响血压和心率，而且能增强毛细血管对损伤的抵抗力，稳定血管及其周围组织中的酸性黏粘多糖，降低毛细血管的通透性，增强受损毛细血管端的回缩作用，使血块不易从管壁脱落，从而缩短止血时间，但不影响凝血过程。同时，还可抑制前列腺素E1(PGE1)的合成和释放，从而降低毛细血管的通透性，阻止致热物质渗出。本品内服可吸收，但在胃肠道内可被迅速破坏、排出。

本发明还提供了一种利用上述载药止血海绵的制备方法制得的载药止血海绵产品。进一步地，根据受伤部位、伤口形状的不同，可以将本发明制备的载药止血海绵产品放入不同形状的模具中进行压制成型处理，压制后进行真空包装，进而得到特定形状的压缩载药止血海绵，以满足不同伤口的止血需求，同时压制处理后的压缩载药止血海绵便于储存、运输和携带。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的制备方法选用木质纤维素为基材，利用表面活性剂与无机盐致孔剂联合发泡，制得的产品质轻而柔软，富有弹性。表面活性剂虽然泡沫丰富，但制造的泡沫不稳定，随着溶液静置时间的增加其泡沫逐渐减少；添加适量的无机盐致孔剂，无机盐颗粒通过占据纤维素溶液中的空位来稳定泡沫，同时可增加木质纤维素海绵的孔隙率和蓬松性，两者相辅相成，共同促成了高孔隙率和高蓬松度木质纤维素海绵的形成。

此外，致孔剂与表面活性剂的共同作用，还有助于在木质纤维素海绵内形成纤维束，纤维束结构能够表现出优异的毛细效应，大幅度提升了木质纤维素海绵的吸水速率和吸水能力，使木质纤维素海绵表现出更快的吸水反应，能够快速吸收伤口表面多余血液，快速止血的目的。

2)在有冰晶存在的条件下溶解木质纤维素，有助于更好地分散木质纤维素；进一步向含有冰晶的泡沫体中加入致孔剂，能够有效防止粉状致孔剂在加入过程中消除泡沫，保持泡沫的稳定性。

3)本发明提供的制备方法条件温和，制备过程中不使用任何交联剂，采用表面活性剂-致孔剂联用制备木质纤维素海绵，两者均容易通过水浸洗脱，不存在有害物质残留，安全性高。

4)本发明制得的木质纤维素海绵具有高孔隙率(孔隙率范围为96.10％～98.77％)、高吸水能力和海绵体特殊的微观结构，具有吸水迅速、吸水能力请的特点。此外，发明人在研究过程中发现，在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物后，壳聚糖和止血药物的负载对木质纤维素海绵的孔隙率影响很小，基本上不改变海绵的孔隙率。因此，得益于木质纤维素海绵的高孔隙率、高吸水能力和海绵体特殊的微观结构，本发明制备的载药止血海绵产品也具有吸水迅速、吸水能力强等特点，能够迅速吸收伤口表面的血液。同时，通过负载壳聚糖和止血海绵，一方面，壳聚糖具有促进血液凝固(壳聚糖表面具有大量的氨基基团，带正电的氨基基团与带负电的红细胞作用，使红细胞粘附聚集，从而使血液凝聚)、灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用，另一方面，止血药物具有止血、凝血、消炎等作用。所以，通过将壳聚糖和止血药物与止血海绵相配合，三者协同作用，能够迅速吸收伤口表面的血液，有效促进创面凝血，实现快速止血的目的。

5)根据受伤部位、伤口形状的不同，可以将本发明制备的载药止血海绵放入不同形状的模具中进行压制成型处理，压制后进行真空包装，进而得到特定形状(如楔形、钉型等)的压缩载药止血海绵，以满足不同伤口的止血需求。同时，压制成型后的止血海绵在60s内基本可实现吸附平衡，膨胀体积达到自身体积的6倍以上，因此，压制成型后的压缩载药止血海绵塞入伤口处能迅速吸血膨胀，占据并积压大面积创伤特别是贯穿伤的空间，可以起到有效的压迫止血作用；而且，压缩载药止血海绵吸血膨胀，还可降低细菌侵入伤口的可能性，尤其适用于四肢及肢体连接部位如腋窝、腹股沟、颈部等无法利用止血带或者人工压迫止血的部位，从而提高战场或者重大事故现场可挽救性死亡人的生存率。此外，压制成型后的止血海绵便于储存、运输和携带，可以进一步方便应急操作。

6)本发明止血海绵材料质地轻而柔软，富有弹性，不会对伤口产生刺激和摩擦。

附图说明

图1为不同纤维素用量制备的木质纤维素海绵的效果图；

图2为不同纤维素用量制备的木质纤维素海绵的扫面电镜图；

图3为不同致孔剂用量制得的木质纤维素海绵的扫面电镜图；

图4为木质纤维素海绵吸水前后的对照图；

图5为木质纤维素海绵吸水膨胀响应-时间图；

图6为载药止血海绵的应力-应变图；

图7为载药止血海绵的抑菌实验图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一：确定木质纤维素用量的探讨实验

制备木质纤维素海绵

1)、取氢氧化钠和尿素，配制碱浓度为7wt％、尿素浓度为12wt％的碱脲溶液；将碱脲溶液置于冷阱中快速冷冻10min，使之形成含有悬浮冰晶颗粒的冰浆；一边搅拌一边向处于冰浆状态的碱脲溶液中加入木质纤维素，制得木质纤维素溶液；

2)、将步骤1)制得的木质纤维素溶液置于冷阱中快速冷冻10min，形成冰层，随后一边搅拌一边加入致孔剂，注模后置于-18℃冷冻陈化48h，得到凝胶；

3)、将步骤2)制得的凝胶放入水中浸泡洗涤2天，浸泡期间换5-6次水，以去除致孔剂，然后于-18℃冷冻24h定型，再冷冻干燥，制得木质纤维素海绵。

为了探讨木质纤维素用量对制备的木质纤维素海绵性能的影响，发明人按照本实施例所述的木质纤维素制备方法制备木质纤维素，分别做了以下实验(参见表1)，即实施例1-1、实施例1-2、实施例1-3、实施例1-4和实施例1-5，其对应的木质纤维用量分别为碱脲溶液重量的1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％。

表1木质纤维素用量的探讨实验

在对比木质纤维素的用量对木质纤维素海绵性能的影响时，主要从海绵的柔软度和吸水按压稳定性(吸水按压稳定性是通过吸水按压实验进行测定的，吸水按压实验具体的操作是将海绵放入水中，吸水饱和后按压海绵，观察海绵形状恢复能力以及按压过程海绵是否出现坍塌和破裂，如果海绵经过反复吸水按压，形状恢复好，且未出现坍塌和破裂，说明海绵结构稳定)综合来考虑选择最优的木质纤维素用量。

图1是不同木质纤维素用量制备的木质纤维素海绵效果图；其中，A为不同木质纤维素用量制备的木质纤维素海绵效果图，从左至右分别对应的木质纤维素用量为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％；B为不同木质纤维素用量制备的木质纤维素海绵吸水饱和后按压的效果图，从左至右分别对应的木质纤维素用量为1wt％、2wt％、3wt％。从制备的木质纤维素海绵的柔软度来看，木质纤维素用量分别为1wt％、2wt％、3wt％时，制得的木质纤维素海绵柔软度随木质纤维素用量的增加而依次减少，但均表现出良好的弹性和吸水能力，当木质纤维素用量增大到4wt％时，木质纤维素溶液浓度明显增稠，且木质纤维素不易均匀分散，得到的木质纤维素海绵体较硬，吸水反应很慢。将对应木质纤维素用量为1wt％、2wt％、3wt％制得的木质纤维素海绵均放入水中吸水饱和后按压海绵，发现木质纤维素用量为1wt％、2wt％时，其制备的木质纤维素海绵均出现坍塌和破裂，木质纤维素用量为3wt％时，制得的木质纤维素海绵经反复按压，形状恢复好，表现出良好的弹性，海绵结构稳定，故木质纤维素添加量为3wt％时最优。

采用Quanta200扫描电子显微镜观察实施例1-1、实施例1-2、实施例1-3制备的木质纤维素海绵样品的断面形貌，其扫面电镜图如图2所示(图2中，A、B、C对应的木质纤维素用量为1wt％、2wt％、3wt％，D、E、F分别为A、B、C的放大图)。由图2可以看出，木质纤维素海绵的孔径尺寸随着木质纤维素用量的增加而逐渐变小，结构变得更加紧密，同时纤维素逐渐由片状结构转变为单根纤维结构。

实施例二：制备木质纤维素海绵

木质纤维素海绵的制备方法，包括以下步骤：

1)、取氢氧化钠和尿素，配制碱浓度为7wt％、尿素浓度为12wt％的碱脲溶液；将碱脲溶液置于冷阱中快速冷冻10min，使之形成含有悬浮冰晶颗粒的冰浆；一边搅拌一边向处于冰浆状态的碱脲溶液中加入木质纤维素，制得木质纤维素溶液；

2)、向步骤1)制得的木质纤维素溶液中加入表面活性剂，快速搅拌使体系形成稳定的泡沫体；

3)、对步骤2)制得的泡沫体置于冷阱中快速冷冻10min，形成泡沫冰浆，一边搅拌一边向泡沫冰浆中加入致孔剂，注模后于-18℃冷冻陈化48h，得到凝胶；

4)、将步骤3)制得的凝胶放入水中浸泡洗涤2天，浸泡期间换5-6次水，以去除表面活性剂和致孔剂，然后于-18℃冷冻24h定型，再冷冻干燥，制得木质纤维素海绵。

(一)表面活性剂用量的探讨实验

为了探讨表面活性剂用量对制备的木质纤维素海绵性能的影响，发明人按照本实施例所述的木质纤维素海绵的制备方法制备木质纤维素海绵，分别做了以下实验(参见表2)，其对应的表面活性剂用量为0、0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％。实验结果见表3。

表2表面活性剂用量的探讨实验

表3不同表面活性剂用量制得的木质纤维素海绵的密度和孔隙率

表面活性剂用量(wt％)	0	0.1	0.5	1	2	4	6	8
									密度(mg/cm<sup>3</sup>)	63.2	59.6	41.9	36.2	30.9	28.7	24.3	20.1
孔隙率(％)	95.86	96.10	97.26	97.63	97.98	98.12	98.41	98.68

由表3可知，随着表面活性剂(十二烷基硫酸钠)用量的增加，木质纤维素海绵的密度从63.2mg/cm³迅速减小到20.1mg/cm³，孔隙率从95.86％提高到98.68％；木质纤维素海绵的密度减少到原来1/3以下，表明表面活性剂的加入能够迅速提高纤维素溶液中的泡沫性，大幅度增大纤维素海绵的蓬松性和孔隙率，减小密度，得到性能更加优异的木质纤维素海绵。

(二)致孔剂用量的探讨实验

为了探讨致孔剂用量对制备的木质纤维素海绵性能的影响，发明人按照本实施例所述的木质纤维素海绵的制备方法制备木质纤维素海绵，分别做了以下实验(参见表4)，其对应的致孔剂用量为40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％。实验结果见表5。

表4致孔剂用量的探讨实验

表5不同致孔剂用量制得的木质纤维素海绵的密度和孔隙率

表面活性剂用量	40wt％	50wt％	60wt％	70wt％	80wt％
						密度(mg/cm<sup>3</sup>)	42.7	37.8	30.9	24.6	18.7
孔隙率(％)	97.21	97.53	97.98	98.39	98.77

由表5可知，随着致孔剂(Na₂SO₄)用量的逐渐增大，木质纤维素海绵的密度从42.7mg/cm³减小到18.7mg/cm³，孔隙率从97.21％增大到98.77％。表面活性剂通过增加木质纤维素溶液的泡沫性来增加木质纤维素海绵的孔隙率和蓬松性，而致孔剂(Na₂SO₄)是通过无机盐颗粒占据木质纤维素溶液中的空位来增加木质纤维素海绵的孔隙率和蓬松性，两者原理不同，相辅相成。表面活性剂产生的泡沫不稳定，随着溶液静置时间的增加其泡沫逐渐减少，而向其中加入适量的Na₂SO₄能够迅速占据泡沫间隙空间，稳定泡沫，同时增加木质纤维素海绵的孔隙率和蓬松性，两者相互配合协同作用能够制备性能更优异的木质纤维素海绵。

图3为不同致孔剂用量制得的木质纤维素海绵的扫面电镜图，其中，a、b、c、d、e对应的致孔剂(Na₂SO₄)用量分别为40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％，f为e的局部放大图。由图3可知，随着致孔剂用量的递增，木质纤维素复合海绵逐渐变成蓬松的单根纤维交织的形态，孔隙更大，毛细效应更加明显，可以提高木质纤维素复合海绵的吸水能力和快速反应能力。

(三)对表面活性剂种类、致孔剂种类的探讨实验

为了探讨致孔剂种类和用量对制备的木质纤维素海绵性能的影响，发明人按照本实施例所述的木质纤维素海绵的制备方法制备木质纤维素海绵，分别做了以下实验(参见表6)。

表6表面活性剂种类和用量的探讨

研究过程中发现，表6中的几种表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸盐)加入到木质纤维素溶液中均表现出良好的发泡效果，经观测发现，其发泡效果对比为：十二烷基苯磺酸钠≥十二烷基硫酸钠≥脂肪酸甲酯磺酸盐≥脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠≥烷基糖苷，发泡剂的种类对纤维素海绵的密度和孔隙率有一定影响，发泡效果越好，其制得的木质纤维素海绵的孔隙率越高，密度越低，具有更大的吸水能力和吸水速率。致孔剂的种类对制得的木质纤维素海绵基本没有什么影响。但是，采用十二烷基苯磺酸钠做表面活性剂时，发泡率很高，导致制备的木质纤维素海绵密度较低，结构稳定性较差，容易破裂。

实施例三：在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物

采用浸渍法在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物，操作步骤如下：

a、取脱乙酰度大于90％的酸溶性壳聚糖，将酸溶性壳聚糖溶解到0.1mol//L的稀醋酸中，配制成壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液中加入止血药物，搅拌分散均匀，得到壳聚糖-止血药物复合溶液；其中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1wt％～2wt％，所述壳聚糖-止血药物复合溶液中止血药物的质量分数为0.1wt％～1wt％；

b、将实施例2-4制备的木质纤维素海绵浸入壳聚糖-止血药物复合溶液中浸泡2h，取出后于-18℃冷冻定型，再冷冻干燥，得到载药止血海绵。

在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物制备载药止血海绵的方法中，各参数的具体设置情况参见表7中各个具体的实施例。

表7采用浸渍法在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物的具体实施例

实施例四：在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物

采用喷涂法在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物，操作步骤如下：

a、取水溶性壳聚糖，将水溶性壳聚糖配制成壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液中加入止血药物，搅拌分散均匀，得到壳聚糖-止血药物复合溶液；其中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1wt％～2wt％，所述壳聚糖-止血药物复合溶液中止血药物的质量分数为0.1wt％～1wt％；

b、在实施例2-4制备的木质纤维素海绵表面喷涂壳聚糖-止血药物复合溶液，然后将喷涂后的木质纤维素海绵于-18℃冷冻定型，再冷冻干燥，得到载药止血海绵。

在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物制备载药止血海绵的方法中，各参数的具体设置情况参见表8中各个具体的实施例。

表8采用喷涂法在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物的具体实施例

性能测试实验

(一)吸水实验

1、吸水膨胀实验

以实施例2-4制备的木质纤维素海绵来研究木质纤维素海绵的吸水性能。具体操作为：将实施例2-4制备的木质纤维素海绵(直径为2cm、高度6cm的圆柱形木质纤维素海绵)压缩成直径2cm、高度1cm的圆柱形压缩木质纤维素海绵，然后将压缩木质纤维素海绵置于去离子水中，观察压缩木质纤维素海绵的吸水膨胀能力，结果见图4。图4中，A为未吸水的压缩木质纤维素海绵，B为放入去离子水中经60s充分吸水的压缩木质纤维素海绵。由图4可以看出，未吸水的压缩木质纤维素海绵的高度为1cm，经过60s的充分吸水后，压缩木质纤维素海绵长度变为6cm左右，基本达到饱和，表明压缩海绵在较短时间内能够迅速膨胀至自身体积的6倍左右。因此，当压缩木质纤维素海绵片放入较大动脉伤口处，不仅能够迅速吸收血液中的水分，使血液迅速凝固，而且快速膨胀体积的海绵能够提供足够的压迫力作用，堵塞伤口避免细菌感染，同时压迫动脉血管以防再次出血。

2、吸水膨胀响应-时间测定实验

以实施例2-4制备的木质纤维素海绵来研究木质纤维素海绵的吸水性能。具体操作为：将实施例2-4制备的木质纤维素海绵(直径为2cm、高度6cm的圆柱形木质纤维素海绵)压缩成直径2cm、高度1cm的圆柱形压缩木质纤维素海绵。取直径2cm，高度为1cm的压缩木质纤维素海绵，分析天平精确称重，记为m₁，然后将压缩木质纤维素海绵浸入去离子水中，分别在10s，20s，30s，60s，90s，120s测量压缩木质纤维素海绵的重量，记为m_t，然后根据以下公式计算木质纤维素复合海绵在各个时间段的吸水倍数，每组试样至少做三组平行试验。结果见图5。

吸水倍数计算公式：

由图5可以看出，压缩木质纤维素海绵在10s左右时已经吸收自身重量22倍左右的水分，到60s时基本上饱和，达到自身重量的25倍左右，说明木质纤维素海绵具有较好的快速吸水反应能力，应用于伤口时，能够快速吸收伤口流出的多余的血液中的水分，迅速使血液凝固。

(二)载药止血海绵的应力-应变实验

以实施例3-3制备的载药止血海绵来研究载药止血海绵的应力-应变性能。具体操作为：

将实施例3-3制备的载药止血海绵(直径为2cm、高度6cm的圆柱形载药止血海绵)压缩成直径2cm、高度1cm的圆柱形压缩载药止血海绵；将直径2cm、高度1cm的圆柱形压缩载药止血海绵浸入去离子水中进行90s的充分吸水，使达到吸水饱和，然后将吸水饱和后的载药止血海绵取出，利用TA-XT PLUS型质构仪测试其压缩强度，压缩速率为0.6mm/min，测试结果如图6所示。

由图6可以看出，载药止血海绵在10％形变时能够提供5kPa左右的作用力，30％形变时能够提供10kPa左右的的作用力，50％形变时能够提供20kPa左右的作用力，70％形变时能够提供46kPa左右的作用力。人体动脉血管的内压力10～15kPa左右，当动脉损伤时，体内血液在血管内压力的作用下会加快体内血液的流失，这时就需要体外作用力对血管进行按压，以抵抗血管内压力的作用，从而减少血液的流失。在木质纤维素复合海绵吸收血液中的水分膨胀时能够有效提供足够的作用力作用于动脉血管，有效减少血液流失速率。

(三)凝血时间测定实验

采用试管法凝血时间来评判载药止血海绵的止血能力。

具体实验操作为：分别取相同质量的由实施例2-4、实施例3-1、实施例3-2、实施例3-3、实施例3-4、实施例3-5制备的止血海绵，然后按相同的压缩比对各止血海绵进行压缩，得到压缩的止血海绵；分别称取0.05g各压缩的止血海绵，送至直径为2cm的玻璃试管底部，每种压缩止血海绵设三个平行样。采集新鲜血液3mL，将血液沿试管壁缓慢注入试管中，每管1mL，轻轻混匀3s，然后将试管放入37℃电热恒温水浴锅中，每隔5s倾斜一次试管，直至试管中血液不流动，记录全血凝固时间。具体结果见表9。

表9不同海绵的凝血时间

由表9可以清晰的看到，普通木质纤维素海绵的止血时间为270±5s，这是由于木质纤维素海绵表面分布着大量的羟基基团，对于血小板和红细胞等没有聚集作用，其止血能力主要靠纤维素海绵的吸水能力，将血液中的水分快速吸收，起到凝固血小板和红细胞的作用，从而达到凝血的效果，因此止血时间较长；仅负载0.5wt％止血药物的木质纤维素海绵，其凝血时间减少为165±15s，主靠止血药物来缩短止血时间；载药止血海绵的止血时间随着壳聚糖质量分数的增大而逐渐缩短，当壳聚糖溶液的质量分数为2wt％时，其止血时间为30±5s，这主要归功于壳聚糖较好的止血能力，壳聚糖表面富含正电荷基团，比较突出的是氨基基团，能与红细胞、血小板表面的负电荷充分作用，进而使红细胞、血小板等发生聚集，达到快速止血的目的；虽然增大壳聚糖浓度可以有效减少凝血时间，但是随着壳聚糖浓度的增大，其溶液的粘度逐渐增大，当壳聚糖溶液的质量分数为1wt％时，溶液较均匀且流动性很好，当壳聚糖浓度为2wt％时，壳聚糖溶液粘度急剧增大，溶液流动性很差，不利于后续的喷涂或浸泡，所以壳聚糖溶液的质量分数为1wt％最优。

(四)抗菌性实验

采用平板菌落计数法对实施例3-1、实施例3-2、实施例3-3、实施例3-4制备的载药止血海绵做抗菌测试，来检测载药止血海绵对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、绿脓杆菌(P.aeruginosa)、大肠杆菌(E.coli)的抑菌性能。

以金黄色葡萄球菌的为例，具体实验操作为：分别将实施例3-1、实施例3-2、实施例3-3、实施例3-4制备的载药止血海绵剪成厚度为1mm、直径为10mm的圆片，于紫外灯下照射杀菌5min。将10μL的金黄色葡萄球菌混悬液(～10⁶CFU/mL)轻轻加到各个载药止血海绵表面，然后分别将各个圆片浸入10mL PBS(pH＝7.4)溶液中，37℃下培养24h。随后将各圆片轻轻取出，分别放入1mL PBS缓冲溶液中，然后旋涡转动2min充分将圆片中的细菌转入到PBS缓冲溶液中；将PBS缓冲液进行10⁵倍稀释，取100μL稀释后的PBS缓冲液均匀涂布于琼脂培养基中，37℃下培养24h；对照组采用1mm厚，10mm直径圆形纸片。每组试验做3组平行试验。结果见图7。

检测载药止血海绵对绿脓杆菌、大肠杆菌的抗菌性实验操作与金黄色葡萄球菌相同，在此不再赘述。

由图7可知，当纤维素海绵中不添加壳聚糖时，测得的金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的细菌菌落为5.5×10⁶个左右，基本上没有什么抗菌效果；当添加0.1wt％的壳聚糖时，细菌菌落的数目大幅度降低，金黄色葡萄球菌的菌落数为2×10⁶个左右，绿脓杆菌的菌落数为1.5×10⁶左右，大肠杆菌的菌落数为1×10⁶左右；随着壳聚糖浓度的提高，载药止血海绵的抗菌能力随着显著提高，当壳聚糖的质量分数为2wt％时，三种菌的菌落数目在3×10³个左右，抑菌能力达到99％以上，表明该复合海绵具有较好的抗菌能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种载药止血海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备木质纤维素海绵：

1）、配制碱脲溶液，冷冻使之形成冰浆；向处于冰浆状态的碱脲溶液中搅拌加入木质纤维素，制得木质纤维素溶液；

2）、向步骤1）制得的木质纤维素溶液中加入表面活性剂，快速搅拌使体系形成稳定的泡沫体；

3）、对步骤2）制得的泡沫体进行冷冻，形成泡沫冰浆，边搅拌边向泡沫冰浆中加入致孔剂，注模后经冷冻、陈化，得到凝胶；

4）、将步骤3）制得的凝胶放入水中浸泡去除表面活性剂和致孔剂，然后冷冻定型，再冷冻干燥，制得木质纤维素海绵；

（2）在木质纤维素海绵上负载壳聚糖和止血药物：

a、配制壳聚糖溶液，然后向壳聚糖溶液中加入止血药物，搅拌分散均匀，得到壳聚糖-止血药物复合溶液；

b、采用喷涂或浸渍的方法将壳聚糖-止血药物复合溶液负载到木质纤维素海绵上，然后冷冻定型，再冷冻干燥，得到载药止血海绵。

2.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所加木质纤维素的重量为碱脲溶液重量的1wt%～3wt%；步骤2）中，所加表面活性剂的重量为木质纤维素溶液重量的0.1wt%～8wt%；步骤3）中，所加致孔剂的重量为木质纤维素溶液重量的40wt%～80wt%。

3.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸甲酯磺酸盐中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，所述致孔剂为十水硫酸钠、无水硫酸钠、无水硫酸镁中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述壳聚糖为脱乙酰度大于90%的酸溶性壳聚糖，酸溶性壳聚糖用0.01～0.5mol//L的稀醋酸做溶剂配制成壳聚糖溶液。

6.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述壳聚糖为水溶性壳聚糖，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述壳聚糖溶液中壳聚糖的质量分数为0.1wt%～1wt%；所述壳聚糖-止血药物复合溶液中止血药物的质量分数为0.1wt%～1wt%。

8.根据权利要求1所述载药止血海绵的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述止血药物为维生素K1、维生素K3、维生素K4、醋甘氨酸乙二胺、卡巴克洛、卡络磺钠、云南白药、凝血酶中的一种或多种。

9.利用权利要求1-8任一所述载药止血海绵的制备方法制得的载药止血海绵产品。

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