CN106110378A

CN106110378A - 一种喷雾干燥法制备全降解壳聚糖止血粉的方法及应用

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Publication number: CN106110378A
Application number: CN201610693778.4A
Authority: CN
Inventors: 胡勇; 沈旭杰
Original assignee: NANJING UNIVERSITY (SUZHOU) HIGH-TECH INSTITUTE
Current assignee: NANJING UNIVERSITY (SUZHOU) HIGH-TECH INSTITUTE
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2016-11-16

Abstract

一种全降解壳聚糖止血粉，所述的止血粉为壳聚糖，或者是壳聚糖或/和其它物质组成；其它成分为聚乙烯醇(PVP)，透明质酸,氧化淀粉中的一种或几种；壳聚糖止血粉的粒径在20微米到2毫米之间；是一种多孔微球。所述的壳聚糖止血粉采用喷雾干燥法制备,配置壳聚糖或者羧甲基壳聚糖溶液，其质量分数为5‑10g/L,溶液pH值为4.0‑7.4之间；采用溶剂为蒸馏水或者醋酸溶液，醋酸溶液质量分数10g/L；将配置的壳聚糖溶液进行喷雾干燥，喷嘴口径为0.2‑2mm，入口温度160‑180℃，出口温度100‑105℃，喷料速度为3‑10mL/min收集粉末产品。

Description

一种喷雾干燥法制备全降解壳聚糖止血粉的方法及应用

技术领域

本发明涉及医用止血辅料技术领域，具体而言涉及一种壳聚糖止血粉及其制备方法及应用。

背景技术

止血是医疗救治的一个重要步骤，病人肝、脾等组织器官的损伤和手术都需要充分止血、日常生活中出现突发性创伤时，也需进行快速止血，在恶劣的战争环境和复杂突发事件中的创伤急救治疗，实现快速有效的止血尤为重要。目前市场上的止血材料主要有纤维蛋白胶、胶原蛋白(如明胶海绵)、多微孔类无机材料等。但这些材料也具有一些缺点，如：成本高，组织粘附性差，止血效果有限；而多孔材料在吸收血液水分后会释放大量热能，进而导致伤口炎症。此外，绝大多数的止血材料无法在创面降解，拆除时易产生二次创伤或瘢痕。

粉体止血材料，不受创面大小及部位的限制，有其独到的优点。美国的阿利斯泰止血粉，原料是改性马铃薯淀粉交联多孔微粒。其多孔性和高比表面的特性，能够快速吸收血液中的水分，浓缩凝血因子和血小板，促进血液的凝结，具有优异的止血效果。并且，由于改性淀粉是生物相容的可降解材料，该止血粉在体内能够被快速的降解为人体可吸收的多糖，不需要另外取出，因此该止血粉也被广泛的用于体内的止血。但是这种止血粉也有其缺点。由于其粒径小，质量轻，它的止血原理是快速吸水，浓缩凝血因子和血小板，产生凝血。本身并不能和出血部位的组织产生相互作用。因此，此类止血材料只能使用于创面渗血的状况。需要有外力压迫止血粉在创面上，才能保证止血效果。并且对于流动性的出血，止血效果欠佳。此外淀粉容易变性，团聚，不利于长期保存。

壳聚糖(CS)是从虾/蟹等甲壳类动物的外壳中提取的几丁质(chitin)经脱乙酰基后而成。壳聚糖已被证实具有无毒性、无刺激性、无免疫源性、无热源反应、不溶血、无致突变效应、可自然降解及良好的组织相容性等特点，故广泛用于制造人工皮肤、可吸收缝合线、防粘连剂和药物载体等。1983年Malette WG等发表了关于壳聚糖止血功能的研究，国内外学者开始尝试用壳聚糖开发研制止血敷料。2002年11月，HemCon止血绷带获美国FDA(Foodand Drug Administration)认可。以壳聚糖为主要成分的止血绷带具有良好的生物相容性和生物可降解性，具有抗菌、消炎、止血、减少创面渗出和促进创伤组织再生、修复、愈合的作用。近年来，国内也陆续报道对壳聚糖止血敷料的研究，例如有几丁糖/海藻酸敷料、几丁糖膜、壳聚糖无纺布敷料等，在动物的皮肤切割伤止血实验中表现出一定的止血效果。如，崔永红等制备了一种明胶-聚乙烯醇-壳聚糖冻干膜，发现这种材料对动物的创伤渗血具有很好的止血效果，膜止血时间短，出血量少，止血效果可靠(牙体牙髓牙周病学杂志，2005，15(3)：148－151)。但是壳聚糖材料的亲水性比较差，溶解性也比较差，因此在止血材料中用量不能太高，从而影响了其止血效果。

以壳聚糖为基材的粉体材料，也有较多的报道。一般均需要采用和其它材料复合，并使用交联剂，固定壳聚糖粉体的形状和大小。为保证所得微粒的大小均一，一般需要采用反向乳液的方法制备壳聚糖止血粉。如中国专利CN101574538A公开了一种复方粉体的止血材料。采用交联微孔淀粉，壳聚糖和海藻酸的复合物，采用乳化，冻干，粉碎，交联，再冻干的工艺制备止血粉体材料。原料多，工艺复杂。中国专利CN100367933C公开了一种可生物降解的止血粉，其主要原料为羧甲基壳聚糖，海藻酸钠和氯化钙。采用反向乳液法制备，以液体石蜡为分散相，制备止血粉。制备过程，使用较多的有机相，且后处理过程复杂，容易残留有机溶剂。中国专利CN105056283A公开了一种羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素钠复合止血粉的制备方法。需要将上述两种物质加入到淀粉溶液中，进行乳化交联，干燥得到止血粉。上述技术均需要采用繁琐、费时的反相乳液法制备壳聚糖止血粉，并且需要加入不同的交联剂对止血粉进行交联固化。而《中国组织工程研究》2012年第16期16卷(2917页)报道了一种采用喷雾干燥法制备壳聚糖-明胶微米颗粒的方法。该方法操作简单，产率高，环境污染小。所得壳聚糖颗粒可以用作眼部给药的药物载体。因此发展一种制备过程简单，可以方便快速的制备壳聚糖止血粉的技术，具有巨大的市场前景。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明目的是，旨在提供一种壳聚糖止血材料及其制备方法，采用这种方法，可以方便的制备壳聚糖粉体材料。该材料具有多种凝血机制，显示了优异的凝血性能，并且该止血粉具有一定的自身抗菌作用，降低了伤口并发炎症的风险，显著的缩短了伤口的愈合时间。本发明的制备方法简单快捷，操作简单，收率高。

本发明技术方案是，一种全降解壳聚糖止血粉，所述的止血粉为壳聚糖，或者壳聚糖或/和其它物质组成；其中壳聚糖为止血粉的主要成分，其它成分为聚乙烯醇(PVP)，透明质酸,氧化淀粉中的一种或几种；壳聚糖止血粉的粒径在20微米到2毫米(95wt％以上的止血粉均分布在此粒径的范围内)之间。是一种多孔微球。

所述的止血粉中的壳聚糖，包括壳聚糖，羧甲基壳聚糖。在止血粉中的含量为70-100wt％，壳聚糖的分子量为50000-1000000，脱乙酰度为50％-100％；羧甲基壳聚糖：分子量为50000-1000000，脱乙酰度为50％-100％，羧基取代度为0.5-1.5之间；其它组分是聚乙烯醇(PVP)，聚乙烯醇的分子量为5000-200000,或者是透明质酸分子量为5000-200000.或者是氧化淀粉，分子量10000-200000.上述组分在止血粉中的含量为0-30wt％。

所述的壳聚糖止血粉，采用喷雾干燥法制备(见示意图1),步骤如下：

配制壳聚糖或者羧甲基壳聚糖溶液，其质量分数为5-10g/L,溶液pH值为4.0-7.4之间；采用溶剂为蒸馏水或者醋酸溶液(质量分数10g/L)。

将配置的壳聚糖溶液进行喷雾干燥，喷嘴口径为0.2-2mm，入口温度160-180℃，出口温度100-105℃，喷料速度为3-10mL/min,压缩空气速度为5-12L/min。收集粉末产品。

所述的多组分壳聚糖止血粉，其制备方法特征如下：配置壳聚糖或者羧甲基壳聚糖溶液，其质量分数为5-10g/L,溶液pH值为4.0-7.4之间；采用溶剂为蒸馏水或者醋酸溶液(质量分数10g/L)；配置聚乙烯醇水溶液，其质量分数为1-5g/L；透明质酸溶液，其质量分数为0.5-5g/L；氧化淀粉水溶液，其质量分数为1-5g/L；将上述的壳聚糖组分和其它组分中的一种或多种，按照不同比例混合，配置成混合溶液，其中壳聚糖比例为70-99.5wt％(重量百分比)，其它组分为0.5-30wt％。

将所得溶液行喷雾干燥，喷嘴口径为0.2-2mm，入口温度160-180℃，出口温度100-105℃，喷料速度为3-10mL/min,压缩空气速度为5-12L/min；收集粉末产品。

所述的粉末材料，需要进行表面酸性改性，才能具有良好止血性能的。

所述的表面酸性改性，及将酸性溶液进行雾化，喷洒在所得分体材料的表面，使得所得粉体材料的pH值为4.0-5.5之间。用来改性的酸为冰醋酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、乙醇酸中的一种或多种。

得到的止血粉，是一种多孔状的止血粉，在于该止血粉可以装载在止血粉容器中，用于微创手术的止血；也可用于皮肤损伤等难愈合创面的止血和修复再生。

所得壳聚糖止血粉，其止血机制包括如下几个因素：(1)所得止血粉为多孔材料，当其接触血液后，高的比表面使其能够快速吸收血液中的水分，使血液快速凝结；(2)壳聚糖止血粉中的壳聚糖带有正电荷，可以和血液中的血小板结合，促使血小板聚集，促进红细胞，凝血因子在伤口的聚集，促进凝血；(3)壳聚糖止血粉遇血液，部分溶解，在创面形成薄膜，与组织黏连，封闭创面止血。

本发明提出的壳聚糖止血粉，包括单一组分的壳聚糖止血和多组分的壳聚糖复合止血粉，均采用喷雾干燥的方法制备.

将上述过程制备的粉体材料表面进行酸性改性。使用医用雾化器将酸性溶液雾化，将雾化后的酸性溶液喷洒在粉体材料表面。控制粉体材料的pH值为4-5.5之间，获得酸性改性的止血材料。此种止血材料是一种多孔状的止血粉，可以在装载在止血粉容器中，用于微创手术的止血；也可用于皮肤损伤等难愈合创面的止血和修复再生。

有益效果，本发明的一种壳聚糖止血材料及其制备方法，采用这种方法，可以方便的制备壳聚糖粉体材料，且是一种多孔微球。具有多种凝血机制，且该止血粉具有一定的自身抗菌作用，降低了伤口并发炎症的风险，显著的缩短了伤口的愈合时间。本发明的制备方法简单快捷，操作简单，收率高。

附图说明

图1本发明所采用的喷雾干燥设备的工作机理图；

图2为本发明采用喷雾干燥技术获得壳聚糖止血粉的烧面电镜图，其中A、B、C三图分别表示三种不同的放大比例。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术内容，通过具体实施例并配合附图加以说明。

本发明所制备的壳聚糖止血粉为多孔微球，其中壳聚糖的含量为70-100％，图2是所得壳聚糖多空微球的扫描电镜图。我们采用采用喷雾干燥法制备该多孔微球。图1是喷雾干燥设备示意图。空气过滤器1、空气加热器2、热风分配器3、塔顶4、干燥室5、喷枪6、下料阀7、隔膜泵8、旋风分离器9、风机10、湿法除尘器11、电器柜12、受粉箱13。

配好的壳聚糖溶液或者壳聚糖混合溶液从加料仓加入隔膜泵8，经隔膜泵送入干燥室5干燥成粒后，进入下料阀7然后经分离后，得到壳聚糖粉体，再进行表面酸性改性、消毒后，即可得到壳聚糖止血粉。

下面举不同的实施例对本发明的壳聚糖止血粉的成分和制备方法进行说明。以下实施例，进一步的详细说明本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步的理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，

一种可吸收单一组分壳聚糖血粉的制备方法如下：

(1)秤取7克壳聚糖，溶解于1L，10g/L的醋酸溶液中，配置成7g/L的壳聚糖溶液。溶液pH值为4.5。

(2)将上述配置的壳聚糖溶液进行喷雾干燥，采用瑞士buchi公司的B-290喷雾干燥仪，喷嘴口径为0.5mm，入口温度180℃，出口温度105℃，喷料速度为5mL/min,压缩空气速度为10L/min。收集粉末产品，产率80％

(3)配置1％柠檬酸溶液，在医用雾化器雾化后，均匀喷洒在将上述粉末产品表面。取0.1g改性后的粉末样品，分散于5mL的蒸馏水中，测定pH值。pH值在4-5.5之间，改性完成。将止血份消毒后保存。

实施例2，

一种可吸收单一组分壳聚糖血粉的制备方法如下：

(1)秤取6克羧甲基壳聚糖，溶解于1L，1g/L的醋酸溶液中，配置成6g/L的壳聚糖溶液。溶液pH值为5.0。

(2)将上述配置的羧甲基壳聚糖溶液进行喷雾干燥，采用瑞士buchi公司的B-290喷雾干燥仪，喷嘴口径为1mm，入口温度160℃，出口温度105℃，喷料速度为7mL/min,压缩空气速度为12L/min。收集粉末产品，产率82％

实施例3，

一种可吸收多组分壳聚糖血粉的制备方法如下：

(2)配置聚乙烯醇水溶液，其质量分数为1g/L。将上述的壳聚糖溶液和聚乙烯醇水溶液配置成混合溶液，体积比：壳聚糖溶液：聚乙烯醇溶液为1:1(体积比)。

(3)将上述配置的混合壳聚糖溶液进行喷雾干燥，采用瑞士buchi公司的B-290喷雾干燥仪，喷嘴口径为1mm，入口温度160℃，出口温度105℃，喷料速度为10mL/min,压缩空气速度为12L/min。收集粉末产品，产率90％

(4)配置1％乳酸溶液，在医用雾化器雾化后，均匀喷洒在将上述粉末产品表面。取0.1g改性后的粉末样品，分散于5mL的蒸馏水中，测定pH值。pH值在4-5.5之间，改性完成。将止血份消毒后保存。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化或等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入权利要求保护范围的实施例。

止血粉的吸水性研究：

因为粉状止血粉止血的机理之一就是其快速的吸水性。因此我们将上述实施例中所得的止血粉进行吸水性测试。称取0.1g样品(W₀)加入10.0g左右蒸馏水(W₁)中，待复合止血粉溶胀10min左右.通过过滤的方法收集剩余的水分(W₂).滤纸(0.25微米孔径)预先用蒸馏水饱和浸润。取商用止血粉Arista为对照组。

吸水率＝(W₁-W₂)/W₀X100％

表1实施例及对照组的吸水率实验结果

上述结果表明，所得止血粉具有良好的吸水性，但是其吸水能力低于商用止血粉Arista。

上述样品止血性能的评价

采用实施例中制备的止血粉进行兔子肝出血试验，具体操作过程如下：

兔子肝出血试验：采用20只新西兰兔为实验动物，分成四组，每组5只兔子：实施例1组，实施例2组，实施例3组，Arista止血粉作为试验对照组。在新西兰兔子腹腔制作肝脏渗血创面模型，切除部分右叶，形成长15mm、深2mm创面，出血创面立即喷洒复合止血粉，然后在创面上平铺纱布，按压1min后揭开纱布观察出血情况，以后每隔30s观察1次，记录止血时间。通过与对照组Arista止血粉进行比较，评价复合止血粉的止血效果(结果见表2)。

表2壳聚糖止血粉粉新西兰兔肝出血模型止血试验

材料	止血时间
		实施例1	1128.7±26.3
实施例2	145.6±33.2
		实施例3	113.1±26.7
对照组Arista止血粉	162.4±19.2

和对照组Arista止血粉相比，止血效果有明显的提升。说明壳聚糖止血粉可以快速的止住肝损伤创面出血，减少创面的出血时间，具有良好的止血效果。因为壳聚糖止血粉的吸水能力弱于Arista止血粉。我们认为，可能是因为壳聚糖分子链上胺基的正电性，增强了壳聚糖止血粉的止血能力。

Claims

1.一种全降解壳聚糖止血粉，其特征是所述的止血粉为壳聚糖，或者是壳聚糖或/和其它物质组成；其它成分为聚乙烯醇(PVP)，透明质酸,氧化淀粉中的一种或几种；壳聚糖止血粉的粒径在20微米到2毫米之间；以喷雾干燥技术制备，是一种多孔微球。

2.根据权利要求1所述的止血粉，其特征是所述的止血粉中的壳聚糖，包括壳聚糖，羧甲基壳聚糖；在止血粉中的含量为70-100wt％，壳聚糖的分子量为50000-1000000，脱乙酰度为50％-100％；羧甲基壳聚糖：分子量为50000-1000000，脱乙酰度为50％-100％，羧基取代度为0.5-1.5之间；其它组分是聚乙烯醇(PVP)，聚乙烯醇的分子量为5000-200000,或者是透明质酸分子量为5000-200000.或者是氧化淀粉，分子量10000-200000.上述组分在止血粉中的含量为0-30wt％。

3.根据权利要求1所述的止血粉，其特征是所述的壳聚糖止血粉，采用喷雾干燥法制备,步骤如下：

配置壳聚糖或者羧甲基壳聚糖溶液，其质量分数为5-10g/L,溶液pH值为4.0-7.4之间；采用溶剂为蒸馏水或者醋酸溶液，醋酸溶液质量分数10g/L；

4.根据权利要求1-3之一所述的止血粉的制备方法，其特征是所述的多组分壳聚糖止血粉，采用喷雾干燥法制备,步骤如下：配置壳聚糖或者羧甲基壳聚糖溶液，其质量分数为5-10g/L,溶液pH值为4.0-7.4之间；采用溶剂为蒸馏水或者醋酸溶液、醋酸溶液质量分数10g/L；配置聚乙烯醇水溶液，其质量分数为1-5g/L；透明质酸溶液，其质量分数为0.5-5g/L；氧化淀粉水溶液，其质量分数为1-5g/L；将上述的壳聚糖组分和其它组分中的一种或多种，按照不同比例混合，配置成混合溶液，其中壳聚糖比例为70-99.5wt％，其它组分为0.5-30wt％；

将所得混合溶液行喷雾干燥，喷嘴口径为0.2-2mm，入口温度160-180℃，出口温度100-105℃，喷料速度为3-10mL/min,压缩空气速度为5-12L/min；收集粉末产品。

5.根据权利要求4所述的止血粉的制备方法，其特征是所述的粉末材料，需要进行表面酸性改性，所述的表面酸性改性是将酸性溶液进行雾化，喷洒在所得粉体材料的表面，使得所得粉体材料的pH值为4.0-5.5之间；用来改性的酸为冰醋酸、乙酸、乳酸、柠檬酸或乙醇酸中的一种或多种。

6.权利要求1-5之一得到的多孔状的止血粉的应用，其特征在于用于微创手术的止血；或用于皮肤损伤创面的止血和修复再生。