可生物降解壳聚糖多孔止血材料

可生物降解壳聚糖多孔止血材料

作者：徐伟

来源：《农家科技下旬刊》2014年第02期

摘要：止血是各种手术及战伤、创伤急救的重要环节，由于不能及时有效的止血，会给伤员造成不可挽回的伤害，甚至危及生命，据统计在战场和交通事故中死亡的人员有50%以上是由于失血过多造成的。

关键词：壳聚糖；止血；结构分析；理化性能

目前的止血材料、止血药物是通过栓塞、收缩小动脉及毛细血管；增强血小板功能，加速、加强血液凝固过程；抑制血块溶解过程；或通过灼烧、压迫、缝合血管而产生止血作用。

人们在长期的生产、生活实践中发现具有多孔结构的材料常常伴有良好的止血功能，如我们的祖先很早就用香灰止血，沿海地区的居民常用墨鱼骨粉来进行止血，目前我国农村的很多地区采用竹碳磨成的粉替家畜止血。研究表明这些材料的止血功能都和它们的多孔结构有关，当作用于创口时，这类多孔结构能够利用液体特有的毛细现象，迅速吸取伤口血液中的水分，从而使血液中的凝血物质迅速聚集，并凝结在伤口表面，堵塞住破裂的血管，达到止血的目的。美国专利US6，060，461描述了一种具有微孔结构的颗粒材料用于快速止血，其止血的功能同样由于多孔的结构，它的止血效果非常显著，对由于动脉破裂造成的大出血症状也具有很好的止血效果。但是该专利并没有具体涉及到制备这类微孔颗粒的材料，以及除了微孔颗粒外，其它类型的多孔材料作为止血材料的应用，如多孔纤维、多孔海绵等，以及这类多孔止血材料的制备方法。在可生物降解天然大分子材料中，壳聚糖是一类从虾、蟹等甲壳类动物中提取的氨基高分子多糖，它来源丰富，具有良好的生物相容性，同时由于具有电正性的特点，可以和电负性的血红细胞迅速结合，形成块状堵塞物，从而止住流血，因此壳聚糖也被广泛用于制备止血绷带。同时壳聚糖还具有抗菌、消炎的功效，是一种良好的组织工程支架材料。

我们研究发明的可生物降解壳聚糖多孔止血材料，是把多孔结构的止血功能和壳聚糖材料特有的止血功能相结合，生化止血和机械止血机理相结合，极大地提高了材料的止血性能，通过制孔技术在壳聚糖材料内部和表面形成大量贯通的微米、纳米尺寸的微通道多孔结构，止血材料可以分别是多孔微球、多孔纤维、多孔块状海绵形式，或几种类型复合而成。以下两张扫描电子显微镜的照片显示多孔高分子壳聚糖微球的表面与内部的多孔结构形态。动物实验表明，壳聚糖多孔止血材料使用方便、只需喷洒或覆盖于伤口表面，并进行按压即可。它不但能止住毛细血管的渗血，还能止住动、静脉血管破裂引发的出血，大大拓展了临床应用范围，可用于内脏手术止血和较大的体表创伤止血。

壳聚糖多孔止血材料的SEM照片

2006年8月3日《参考消息》第7版援引[美国（大众科学）月刊7月号报道] 在战场上，流血意味着死亡。止血就能挽救士兵的生命。这一简单的想法正在催生快速止血产品这一新兴产业。最近的快速止血产品是一种名叫Celox的粉状绷带。由位于俄勒冈州波特兰附近的萨姆医疗产品公司生产。Celox是一种从虾壳中提取的颗粒状混合物。萨姆公司的研发负责人阿德里安·波利阿克说：“Celox就像生的粗面粉。”将Celox直接倒在伤口流血处，并进行按压。阳性的Celox粉末便会和阴性的红细胞结合，形成油灰状的堵塞物，从而止住血流。上绷带止血的过程只需5分钟左右即可，而且其性能明显超过目前在伊拉克和阿富汗使用的两种高科技绷带。同样是由虾壳制成的HemCon只能用于表面的伤口，而Celox则可以用于较大的创伤面上。由矿物粉末制成的“快速止血”急救绷带用法与Celox相同，但其生产的热量可能会造成严重灼伤。一旦Celox获得美国食品和药物管理局的批准，便可以于今年年底在战场应用。

据分析上述名为Celox的止血产品与我们的壳聚糖多孔止血材料具有非常相似的成分、结构和功能，而该类产品由于其具有的独特的军事目的和价值，肯定为西方发达国家对我国的禁运产品，因此尽快将这一研究发明转化为产品、推向市场，并服务于我国的军事、医疗领域是目前的当务之急。对这类多孔止血材料的知识产权情况进行调研表明，国外有关于多孔结构止血材料的专利保护，并有类似的产品报道，但没有覆盖所用的材料和制备多孔结构的方法；国内未查新到任何有关壳聚糖多孔结构的止血材料的专利以及相关的产品。目前我们已就该材料申请了中国发明专利。在同等实验条件下我们对celox与我们研发的止血样品进行了对比，发现我们的样品，其止血性能不低于celox产品。

该材料物理、化学性质稳定，在高温、严寒等极端条件下仍能正常地保存和使用。该材料的生产工艺不涉及高温、高压等生产工序，所使用的有机溶剂、试剂可重复使用、对环境污染小。该材料的研究发明单位之一为解放军军事医学科学院，是我国医疗和军事医学领域的权威研究机构，对该种材料的临床实验、产品申报具有很强的优势，如顺利，在一年时间内即可完成临床试验和产品的审批工作。由于该种材料是性能优异的快速止血材料，不仅可用于战伤、创伤急救，还可用于临床手术的快述止血，完全有可能成为我军战士的必备军事装备和地方120急救中心的急救装备。因此该种止血材料一旦形成产品，市场前景光明、发展空间巨大，还可销售到其他发展中国家，能够产生极高的经济效益和社会效益。

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