CN107596431A

CN107596431A - 一种天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途

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Publication number: CN107596431A
Application number: CN201710905939.6A
Authority: CN
Inventors: 石长灿; 冯亚凯; 李娜; 陈浩; 杨啸; 刘雯; 席光辉
Original assignee: WENZHOU BIOMEDICAL MATERIALS AND ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: Anhui Zhongke Maide Medical Technology Co ltd; Wenzhou Research Institute Of Chinese Academy Of Sciences Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering; Wenzhou Research Institute Of Guoke Wenzhou Institute Of Biomaterials And Engineering
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: CN107596431B

Abstract

本发明公开了一种天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途，其制备方法为：将天然聚糖配成水分散液，加入羧甲基糖类，具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于脂溶性溶剂中，得油相，将水相滴加至油相中，搅拌；滴加交联剂，搅拌；静置，使用第一种极性溶剂清洗，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗，沉淀出微球，将水层抽提，微球干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。本发明微球能有效封堵出血位点，促进止血，不含任何化学交联剂或其他助剂，生物安全性高，无溶血、可短期内降解吸收，本发明产品在完成创面止血的同时，还具有防止细菌的滋生，促进伤口的快速愈合的功效。

Description

一种天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途

技术领域

本发明属于止血材料技术领域，涉及生物医用高分子材料及相容性改性领域，具体涉及一种可降解吸收的天然聚糖基多功能微球及制备方法及用途。

背景技术

不可控出血是造成战争、交通事故及其他意外伤害死亡的重要原因，同时也是在创伤急救和外科手术中经常要面对的难题。如何有效地完成创面止血，这对于挽救患者生命具有至关重要的意义，因此，开发快速、有效的止血材料成为世界范围内的研究热点。

粉状止血材料由于其操作简便、创面贴合效果好，在外科手术止血领域得到广泛的应用。目前，粉状止血材料主要分为硅铝酸盐类、壳聚糖类和生物制品类，例如Quickclot、Celox、HemCon、TachoComb H等。然而，硅铝酸盐类止血产品具有较好的止血性能，是一类不可生物降解产品，但后期应用发现，此类产品容易大量发热，导致组织被灼伤，给患者带来二次伤害。聚糖类产品具有的最大优势在于此类产品具有良好的生物相容性和可降解性能，美国Medafor公司生产的Arista微球的表面具有裂隙结构，增强了其对于水的吸附能力，然而由于其在制备过程中使用了化学交联剂环氧氯丙烷、三聚磷酸钠，导致其在降解过程中由于交联剂的残留，而产生一定的毒性，从而限制了其应用。在完成止血功能后，微球因为具有较强的亲水性，易造成创面的细菌滋生及感染，进一步延缓伤口的愈合。有的产品通过在其中加入抑菌成分，如银离子、抗生素、季铵盐、壳聚糖等抗菌剂，来实现抗菌的目的。但银离子具有较强的细胞毒性，抗生素类药物的滥用也会导致不良的抗菌效果，季铵盐、壳聚糖等阳离子抗菌剂虽然有一定的抑菌性，但不具备广谱抗菌功能。而多巴胺、邻苯二酚、鞣酸均来自天然提取产物，具有较强的抑菌性能，且可充当止血剂，目前，尚未有用上述几种天然提取物质作交联剂制备天然聚糖基多功能微球的报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种止血性能好、不含任何化学交联剂或其他助剂、生物安全性高、无溶血、可短期内降解吸收、可促进伤口愈合、防止创面细菌感染的天然聚糖基多功能微球。

本发明的第二个目的是提供一种天然聚糖基多功能微球的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种天然聚糖基多功能微球的用途。

本发明技术方案概述如下：

一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，包括如下步骤：将天然聚糖分散在70-90℃的超纯水中，配成质量分数为5％-30％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量1％-6％的羧甲基糖类，加入相当于天然聚糖质量0％-2％的具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于45-75℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为0.03％-1％的溶液作为油相，在30-40℃、500-1000rpm条件下，按体积比为1:15-3的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌30min-120min；将搅拌速度降至400-600rpm，滴加相当于天然聚糖质量5％-30％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度调为500-1000rpm继续搅拌2-5h；静置10-30min，使用第一种极性溶剂清洗3-5次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗3-5次，沉淀出微球，将水层抽提，微球干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。

优选地，天然聚糖为羟乙基纤维素、壳聚糖、淀粉、海藻酸钠和透明质酸中至少一种；

优选地，淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉或红薯淀粉；所述壳聚糖的粘度为200-400mPa.s，脱乙酰度为50％-80％；所述海藻酸钠粘度为200±20mPa.s；所述羟乙基纤维素粘度为1000-5000mPa.s；所述透明质酸的分子量在4×10⁵-2.2×10⁶道尔顿。

优选地，羧甲基糖类为粘度为200-6000mPa.s，取代度为80％-95％的羧甲基壳聚糖和粘度为600-4500mPa.s，取代度为60％-95％的羧甲基纤维素中的至少一种。

优选地，具有促伤口愈合作用的材料为分子量在1×10⁵-3×10⁵道尔顿的透明质酸和分子量在6×10³道尔顿表皮细胞生长因子中的至少一种。

优选地，乳化剂为Tween-60、Tween-80、Span-60、Span-80、Span-85和Triton X-100中的至少一种；所述脂溶性溶剂为液体石蜡、植物油、环己烷和正己烷中的至少一种。

优选地，交联剂为邻苯二酚、鞣酸和多巴胺中至少一种。

优选地，第一种极性溶剂为环己烷、正己烷或石油醚。所述第二种极性溶剂为水、甲醇和乙醇中的至少一种；所述干燥条件为30-60℃真空干燥或冷冻干燥。

上述方法制备的一种天然聚糖基多功能微球。

上述一种天然聚糖基多功能微球在制备止血粉中的用途。

本发明的优点：

本发明制备的天然聚糖基多功能微球能有效封堵出血位点，促进止血，止血性能好，不含任何化学交联剂或其他助剂，生物安全性高，无溶血、可短期内降解吸收，本发明产品通过负载透明质酸、表皮生长因子可促进创伤表面的伤口愈合，从而赋予止血微球更多能性。本发明产品在完成创面止血的同时，还具有防止细菌的滋生，促进伤口的快速愈合的功效。

附图说明

图1为天然聚糖基多功能微球的扫描电子显微镜形貌图。

图2为天然聚糖基多功能微球用于SD大鼠肝脏损伤出血止血效果图。

图3为天然聚糖基多功能微球用于SD大鼠皮肤的伤口愈合实验效果图。

图4为天然聚糖基多功能微球用于SD大鼠皮肤的伤口愈合第3天效果图。

图5为天然聚糖基多功能微球用于SD大鼠皮肤的伤口愈合实验结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，本发明实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明进行任何限制。

实施例1

一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，包括如下步骤：将天然聚糖分散在70℃的超纯水中，配成质量分数为5％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量1％的羧甲基糖类，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于45℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为0.03％的溶液作为油相，在30℃、500rpm条件下，按体积比为1:15的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌120min；将搅拌速度降至400rpm，滴加相当于天然聚糖质量5％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度调为500rpm继续搅拌5h；静置30min，使用第一种极性溶剂清洗5次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗5次，沉淀出微球，将水层抽提，微球30℃真空干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球(图1)，其粒径为15-50um。

天然聚糖为质量比为1:1:1的羟乙基纤维素、壳聚糖和玉米淀粉；羟乙基纤维素粘度为1000mPa.s；壳聚糖的粘度为200mPa.s，脱乙酰度为50％；

羧甲基糖类为粘度为200mPa.s，取代度为80％的羧甲基壳聚糖。

乳化剂为质量比为1:1:5的Tween-60、Tween-80、Span-85；

脂溶性溶剂为液体石蜡。

交联剂为质量比为1:2的邻苯二酚和鞣酸。

第一种极性溶剂为体积比为1:2的环己烷和正己烷，第二种极性溶剂为乙醇；

实施例2

一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，包括如下步骤：将天然聚糖分散在90℃的超纯水中，配成质量分数为30％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量6％的羧甲基糖类，加入相当于天然聚糖质量2％的具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于75℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为1％的溶液作为油相，在40℃、1000rpm条件下，按体积比为1:3的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌30min；将搅拌速度降至600rpm，滴加相当于天然聚糖质量30％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度调为1000rpm继续搅拌2h；静置10min，使用第一种极性溶剂清洗3次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗3次，沉淀出微球，将水层抽提，微球冷冻干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。粒径为20-60um。

天然聚糖为质量比为1:1:1的马铃薯淀粉、海藻酸钠、透明质酸，所述海藻酸钠粘度为200±20mPa.s；透明质酸的分子量在4×10⁵道尔顿。

羧甲基糖类为质量比为1:1的粘度为6000mPa.s，取代度为95％的羧甲基壳聚糖和粘度为600mPa.s，取代度为60％的羧甲基纤维素。

具有促伤口愈合作用的材料为分子量1×10⁵道尔顿的透明质酸。

乳化剂为质量比为4:1的Tween-80和Span-60；脂溶性溶剂为液体大豆油。

交联剂为质量比为1:1的鞣酸和多巴胺。

第一种极性溶剂为石油醚。第二种极性溶剂为甲醇。

实施例3

一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，包括如下步骤：将天然聚糖分散在80℃的超纯水中，配成质量分数为15％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量3％的羧甲基糖类，加入相当于天然聚糖质量1％的具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于60℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为0.5％的溶液作为油相，在35℃、800rpm条件下，按体积比为1:5的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌60min；将搅拌速度降至500rpm，滴加相当于天然聚糖质量12％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度调为700rpm继续搅拌3h；静置20min，使用第一种极性溶剂清洗4次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗4次，沉淀出微球，将水层抽提，微球60℃真空干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。

天然聚糖为质量比为1:1:5的壳聚糖、木薯淀粉(也可以使用红薯淀粉替代木薯淀粉)和羟乙基纤维素；壳聚糖的粘度为400mPa.s，脱乙酰度为80％；羟乙基纤维素粘度为5000mPa.s。

羧甲基糖类为粘度为质量比为2:1的粘度5000mPa.s，取代度为90％的羧甲基壳聚糖和粘度为4000mPa.s，取代度为90％的羧甲基纤维素。

具有促伤口愈合作用的材料为质量比为5：1的分子量在3×10⁵道尔顿透明质酸和分子量为6×10³道尔顿的表皮细胞生长因子。

乳化剂为质量比为1:1的Span-80和Triton X-100；

脂溶性溶剂为体积比为1:2的环己烷和正己烷。

交联剂为多巴胺。

第一种极性溶剂为石油醚。第二种极性溶剂为质量分数为80％的乙醇溶液。

实施例4

一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，包括如下步骤：将天然聚糖分散在78℃的超纯水中，配成质量分数为10％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量4％的羧甲基糖类，加入相当于天然聚糖质量0.5％的具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于60℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为0.6％的溶液作为油相，在40℃、800rpm条件下，按体积比为1:10的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌50min；将搅拌速度降至600rpm，滴加相当于天然聚糖质量5％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度为600rpm继续搅拌3h；静置20min，使用第一种极性溶剂清洗5次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗3次，沉淀出微球，将水层抽提，微球50℃真空干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。其粒径为15-25um。

天然聚糖为质量比为3:1的海藻酸钠和透明质酸；

海藻酸钠粘度为200±20mPa.s；所述透明质酸的分子量在2.2×10⁶道尔顿。

羧甲基糖类为粘度为质量比为2:1的5000mPa.s，取代度为90％的羧甲基壳聚糖和粘度为4500mPa.s，取代度为95％的羧甲基纤维素。

具有促伤口愈合作用的材料为质量为4:1的分子量在3×10⁵道尔顿透明质酸和分子量6×10³道尔顿表皮细胞生长因子。

乳化剂为Span-80；

脂溶性溶剂为液体石蜡。

交联剂为鞣酸。

第一种极性溶剂为环己烷。所述第二种极性溶剂为70％的甲醇溶液。

实验例1

对实施例1-4获得的一种天然聚糖基多功能微球进行性能检测，具体检测方法如下：

溶血率：按照GB/T 16175-1996规定的方法进行测定。

经检测，本发明天然聚糖基多功能微球具有良好的生物相容性，各实施例中的天然聚糖基多功能微球的溶血率均小于5％(表1)，符合国家标准。

表1为不同材质溶血率统计结果：

样品名称	平均值(X±s)	溶血率(％)
			阳性对照组	0.642±0.0387	100
阴性对照组	0.048±0.0008	1.03
			实施例1	0.048±0.0025	1.12
实施例2	0.048±0.0032	1.25
			实施例3	0.048±0.0035	1.30
实施例4	0.048±0.0005	1.20

注：表1中阳性对照组为蒸馏水；阴性对照组为生理盐水；实验组为各实施例一种天然聚糖基多功能微球的生理盐水浸提液；X为545nm波长下吸光度；s为吸光度测量值偏差。

实验例2

对各实施例一种天然聚糖基多功能微球进行体外止血功能检测，具体检测方法为：将SD大鼠进行麻醉处理，固定，在其肝左外叶用手术剪制造约0.5cm×1.0cm的剪切创口，出血后，在出血部位洒涂0.01g天然聚糖基多功能微球(空白对照为不做任何处理)。

实施例3制备的天然聚糖基多功能微球止血微球止血(见图2)，并能促进伤口愈合(见图3)。并且具有一定的粘附性，可贴附于创口处形成保护层的效果。

经检测，本发明天然聚糖基多功能微球可在36-76s内有效止血(表2)。

表2为实施例1-4的一种天然聚糖基多功能微球在SD大鼠肝脏的止血时间统计结果。

样品编号	空白对照	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						止血时间(s)	207±10	56±20	50±5	60±10	55±5

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

按照此技术制备所得的一种新型天然聚糖基多功能微球综合性能良好，便于操作和保存，并且制备工艺简单，适合工业化生产。

实验例3

对实施例2和实施例4中提供的多功能止血微球进行皮肤的促伤口愈合实验，具体实验方法为：将SD大鼠进行麻醉，固定，在其背部利用直径为5mm的打孔器打一个深度约2mm的皮肤创口(见图5的第一列)，然后将0.02g止血微球填涂在其创口处(见图5第二列的第二、第三行)，分别在第3天，第7天和第14天观察大鼠背部皮肤伤口愈合情况，空白对照组不做任何处理，结果表明：与对照组相比，本发明提供的止血微球可在一定程度上促进皮肤的伤口愈合速度，其中，虚线框位置代表加止血微球之后的情况。本发明提供的止血微球，不仅具有较好的止血效果，且具有一定的粘附性，可贴附于创口处形成保护层的效果(图4)。

Claims

1.一种天然聚糖基多功能微球的制备方法，其特征包括如下步骤：将天然聚糖分散在70-90℃的超纯水中，配成质量分数为5％-30％的分散液，然后加入相当于天然聚糖质量1％-6％的羧甲基糖类，加入相当于天然聚糖质量0％-2％的具有促伤口愈合作用的材料，搅拌均匀，得到水相；乳化剂溶解于45-75℃的脂溶性溶剂中，配成质量分数为0.03％-1％的溶液作为油相，在30-40℃、500-1000rpm条件下，按体积比为1:15-3的比例，将水相滴加至油相中，滴加完毕，继续搅拌30min-120min；将搅拌速度降至400-600rpm，滴加相当于天然聚糖质量5％-30％的交联剂，滴加完毕，将搅拌速度调为500-1000rpm继续搅拌2-5h；静置10-30min，使用第一种极性溶剂清洗3-5次，去掉油相，水层使用第二种极性溶剂清洗3-5次，沉淀出微球，将水层抽提，微球干燥，得到一种天然聚糖基多功能微球。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述天然聚糖为羟乙基纤维素、壳聚糖、淀粉、海藻酸钠、透明质酸中至少一种；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉或红薯淀粉；所述壳聚糖的粘度为200-400mPa.s，脱乙酰度为50％-80％；所述海藻酸钠粘度为200±20mPa.s；所述羟乙基纤维素粘度为1000-5000mPa.s；所述透明质酸的分子量在4×10⁵-2.2×10⁶道尔顿。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述羧甲基糖类为粘度为200-6000mPa.s，取代度为80％-95％的羧甲基壳聚糖和粘度为600-4500mPa.s，取代度为60％-95％的羧甲基纤维素中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述具有促伤口愈合作用的材料为分子量在1×10⁵-3×10⁵道尔顿的透明质酸和分子量在6×10³道尔顿表皮细胞生长因子中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述乳化剂为Tween-60、Tween-80、Span-60、Span-80、Span-85和Triton X-100中的至少一种；所述脂溶性溶剂为液体石蜡、植物油、环己烷和正己烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述交联剂为邻苯二酚、鞣酸和多巴胺中至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一种极性溶剂为环己烷、正己烷或石油醚。所述第二种极性溶剂为水、甲醇和乙醇中的至少一种；所述干燥条件为30-60℃真空干燥或冷冻干燥。

9.权利要求1-8之一的方法制备的一种天然聚糖基多功能微球。

10.权利要求9的一种天然聚糖基多功能微球在制备止血粉中的用途。