壳聚糖止血海绵的制备及其性能

壳聚糖止血海绵的制备及其性能

邹圣灿;林莎莎;王宝群;杨雪;明津法

【摘要】为提高壳聚糖海绵的物理性能及止血和促进伤口愈合的性能,文章采用物理发泡和冷冻干燥方法进行壳聚糖多孔海绵的制备.选用海藻酸钠作为大分子交联剂,研究表明,该大分子交联无毒性,且交联后的壳聚糖生物海绵机械性能和吸液性显著提高.通过止血实验和体内降解实验进一步证明,制备的止血海绵具有快速的止血效率和优良的生物相容性,在医用材料方面有广阔的应用前景.

【期刊名称】《纺织导报》

【年(卷),期】2019(000)003

【总页数】4页(P74-77)

【关键词】壳聚糖;交联;冷冻干燥;止血海绵;生物相容性

【作者】邹圣灿;林莎莎;王宝群;杨雪;明津法

【作者单位】青岛琛蓝海洋生物工程有限公司;青岛琛蓝海洋生物工程有限公司;青岛琛蓝海洋生物工程有限公司;青岛琛蓝海洋生物工程有限公司;青岛大学纺织服装学院

【正文语种】中文

【中图分类】R318.08

在战争、交通事故、手术以及各种紧急突发事件中，大量失血是导致死亡的主要原因之一。有效止血是紧急医疗救治的关键步骤，也是提高受伤者生存率的关键，因

此快速、安全、有效的止血材料的研究和开发势在必行。临床上止血产品繁多，天然生物止血材料以其独特的生物可降解性优势在临床止血应用领域占据主导地位，而且剂型多样，有液体、粉剂、凝胶剂及膜剂等。其中，海绵状的止血敷料不仅能够阻挡细菌的入侵，控制水蒸气的透过率，其多孔结构还有利于伤口排出分泌物以及促进组织愈合。

壳聚糖是从蟹壳、虾皮或真菌的膜中提取，经脱乙酰化后形成的一种多聚糖胺，属于海洋天然产物甲壳素的脱乙酰基衍生物。它是自然界中唯一带正电荷的碱性多糖，生物相容性好，无毒副作用。近年来，甲壳素和壳聚糖在生物材料领域的应用日益受到人们的重视，在伤口敷料及可吸收手术缝合线、缓释药物载体及酶固定、凝血剂和抗凝血剂、减肥药和抗癌药、眼科材料等领域的应用都有研究，甚至有些已经商品化。经国内外学者研究证实，壳聚糖具有很强的止血功能。它能与红细胞表面交联而使红细胞产生黏附，或在血液中发生某种再聚合反应，引起红细胞聚集，从而达到止血的目的。

理想的止血材料应满足以下要求：（1）止血快速，在出血量很大时也要在 2 min 内实现止血；（2）可快速投入使用，无需事先混合或其他准备方式即可立即使用；（3）使用简单，即使是未受过训练的人或者伤员自己也可以使用；（4）重量轻

且性能持久；（5）安全性高，不会对其他组织造成二次伤害；（6）价格便宜。

但是，目前还没有能够同时满足上述要求的止血材料，因此开发更有效且经济的止血材料是必要的。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

壳聚糖，脱乙酰度90%，德州海利安生物科技有限公司；海藻酸钠，黏度100 ～200 mPa·s，青岛海之林生物科技开发有限公司；泊洛沙姆407，巴斯夫化工有限公司；透析袋（MWCO3500），Viskase（美国联合碳化）公司；高碘酸钠、甘

油、醋酸、乙二醇、氯化钠、氯化钙，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 实验过程

1.2.1 大分子交联剂的制备

称取1.5 g海藻酸钠溶于150 mL水中，再加入强氧化物进行醛基化反应，最后冻干得大分子交联剂。

1.2.2 壳聚糖止血海绵的制备

称取 2 g壳聚糖溶解到120 mL醋酸质量分数为0.5%的纯化水中，用发泡器搅拌20 min，然后加入 1 g甘油与0.1 g大分子交联剂，继续搅拌20 min，最后加入0.5%的泊洛沙姆溶液继续搅拌60 min；将得到的发泡后的液体倒入硅胶模具中，并迅速转移到－20 ℃的冰箱中冷冻24 h，然后真空干燥48 h，制得壳聚糖止血

海绵。

1.3 测试与表征

1.3.1 吸液性测试

试验液A：由氯化钠和氯化钙的溶液组成，该溶液含142 mmol钠离子和2.5 mmol钙离子，溶液的离子含量相当于人体血清或创面渗出液。

试验方法：在容量瓶中用去离子水溶解8.298 g 氯化钠和0.368 g二水氯化钙并

稀释至 1 L；将已知质量的5 cm×5 cm大小的壳聚糖海绵置于培养皿内，加入预热至37 ℃的试验液，其质量为壳聚糖海绵的40倍；移入干燥箱内，在37 ℃下

保持30 min；用镊子夹持海绵一角，悬垂30 s，称量。以每克样品吸收溶液的平均质量表示吸收，平行试验 3 次。

1.3.2 孔隙率测试

将一定质量的海绵置于体积为V1的乙醇中，脱泡，海绵和乙醇的总体积记为V2，则（V2－V1）为海绵的体积；将含乙醇的海绵取出，记所剩乙醇体积为V3，则

海绵中所含乙醇的体积（V1－V3）为海绵孔隙所占的体积。因此，海绵的总体积

V=（V2－V1）+（V1－V3）=V2－V3。孔隙率可表示为：P=（V1－V3）/（V2－V3）。

1.3.3 扫描电镜观察

用S－4800（日本Hitachi公司）扫描电子显微镜来观察1.2.2中制得的壳聚糖止血海绵的微观结构。所有样品先经过60 ℃、真空条件下充分干燥，观测前喷金处理。

1.3.4 止血时间测定

取10只 4 ～ 6 周健康小鼠，雌雄各半，随机分为 2组，每组 5 只。将小鼠麻醉后固定于手术台上，去毛后露出一侧股动脉，横向切开一半，令其自由喷血 5 s，然后根据分组分别采用加压纱布和新型壳聚糖止血海绵进行包扎，记录平均止血时间、失血量和90 min死亡率。

1.3.5 动物体内降解实验

选用雌性SD大鼠作为实验动物，为保证组织块包埋以后完全位于大鼠背部，建议大鼠体重大于200 g，本研究选用体重为200 ～ 250 g的大鼠。大鼠用10%水合氯醛麻醉以后，背部剔除被毛，分前后两处开口，用剪刀在浅筋膜下做囊腔，包埋入组织块，要求组织包埋完成之后，包埋块边缘距缝合线距离大于0.5 cm，缝合线缝合切口后分别饲养。

其中实验组包埋新型壳聚糖止血海绵、对照组包埋市售壳聚糖海绵（上海某科技有限公司）。分别在第 1、第 4 周处死大鼠，观察包埋块及囊腔情况，病理检测包埋组织降解及炎性反应情况。

1.3.6 病理苏木精－伊红（hematoxylin-eosin, HE）染色法染色观察

大鼠皮肤及皮下组织取材固定，经程序化脱水、包埋、切片、摊片、烤片，入二甲苯中脱蜡5 min×3 次，100%乙醇2 min×2 次，自来水冲洗 2 min，苏木素染色10 min，自来水冲洗 2 min，1%盐酸酒精溶液分化 2 s，自来水冲洗 2 min，返