CN116271195A - 一种止血材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种止血材料及其制备方法,属于生物医用复合材料技术领域。本发明提供的止血材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素;(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料。实施例的结果显示,本发明提供的制备方法制备的止血材料的平均止血时间为2.5~3.0min,止血时间短,止血效果好。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用复合材料技术领域,尤其涉及一种止血材料及其制备方法。
背景技术
生物医用材料是近三十年来发展起来的一类高新技术材料,其中止血材料逐渐引起医学界的关注。随着现代科学技术的高速发展,止血材料的研究取得了非常快的进展,各种新型止血材料不断出现,性能也得到了很大提升。目前,常用的局部止血材料有纤维蛋白胶、凝血酶粉、明胶海绵、胶原蛋白海绵、壳聚糖海绵、氧化纤维素、微纤维胶原、海藻酸纤维、沸石、氰基丙烯酸酯、植物多糖粉等。止血效果确切、使用方便、生物相容性好、能控制降解速率的生物医用止血材料成为人们关注和研究的主要对象。因此,如何进一步提高止血材料的止血性能,成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种止血材料及其制备方法,本发明提供的止血材料在治疗伤口时所需的止血时间短,止血效果更好。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种止血材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;
所述步骤(1)和步骤(2)的制备不分先后顺序。
优选地,所述步骤(1)中含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为0.5~5.0mmol/g。
优选地,所述步骤(1)中含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为(10~50):1。
优选地,所述步骤(1)中酸化处理的时间为2~48h,酸化处理的温度为10~30℃。
优选地,所述步骤(2)中的铜盐溶液为氯化铜溶液或硫酸铜溶液,铜盐溶液的浓度为1~10mmol/L。
优选地,所述步骤(2)中浸渍的温度为10~30℃,浸渍的时间为6~12h。
优选地,所述步骤(3)中酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比为(1~5):1。
优选地,所述步骤(3)中含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.01~1g/L。
优选地,所述步骤(3)中混合的方式为超声混合,混合的时间为0.5~6h。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的止血材料。
本发明提供了一种止血材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素;(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述步骤(1)和步骤(2)的制备不分先后顺序。本发明对含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素进行酸化处理,将其中的羧酸钠结构部分转化为羧酸结构,并且在酸化过程中酸化的羧酸官能团浓度呈现梯度分布,仍能保持原有的形状,且含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素在酸化过程中不会发生溶解,其强度符合临床止血要求;同时除了被酸化形成的羧酸官能团外,还有部分的羧酸钠结构存在,所以止血材料的酸性弱于氧化再生纤维素材料,可以降低、甚至消除造成人体神经***损伤的可能性,进而扩大了止血材料的应用范围;通过在氧化纳米纤维素上负载铜离子,然后在含有凝血酶的PBS溶液中处理,不仅可以使止血材料上负载凝血酶因子,进一步提高止血材料的止血性能,还可以使铜离子转变为磷酸铜,对有机组分凝血酶的稳定性具有很好的保护作用,可解决凝血酶易失活、存储和使用条件要求高的问题;通过将氧化再生纤维素和纳米纤维素相复合,两种纤维素表面都具有羧基基团,具有双重止血作用,使止血时间大大缩短,达到快速止血的效果。实施例的结果显示,本发明提供的制备方法制备的止血材料的平均止血时间为2.5~3.0min,止血时间短,止血效果好。
具体实施方式
本发明提供了一种止血材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;
所述步骤(1)和步骤(2)的制备不分先后顺序。
本发明将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素。
在本发明中,所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量优选为0.5~5.0mmol/g,更优选为2.0~3.5mmol/g。本发明对所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素的具体来源没有特殊的限定,可以采用本领域技术人员熟知的市售产品,也可以采用本领域常规方法自行制备。本发明通过控制氧化再生纤维素上羧酸钠结构的含量,有利于后续在酸化时控制部分羧酸钠结构转化为羧酸基团,从而进一步提高止血材料的止血性能。
在本发明中,所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比优选为(10~50):1,更优选为(20~40):1。本发明通过控制羧酸钠结构与氢离子的用量关系,可以进一步控制羧酸钠结构转变为羧酸的含量。
本发明对所述稀盐酸的具体浓度没有特殊的限定,根据本领域技术人员的技术常识确定即可。
在本发明中,所述酸化处理的时间优选为2~48h,更优选为6~36h,进一步优选为12~24h;所述酸化处理的温度优选为10~30℃,更优选为20~25℃。本发明通过控制酸化处理的时间,可以进一步使氧化再生纤维素中的羧酸钠结构转变为羧酸基团。
在本发明中,所述酸化处理优选在搅拌条件下进行,所述搅拌的速率优选为200~500r/min,更优选为300~400r/min。本发明通过在搅拌条件下进行酸化处理,可以使氧化再生纤维素充分酸化。
酸化处理结束后,本发明优选对所述酸化处理的产物依次进行过滤、洗涤和干燥,得到酸化氧化再生纤维素。
本发明对所述过滤的具体操作没有特殊的限定,根据本领域技术常识确定即可。在本发明中,所述洗涤的方式优选为使用乙醇冲洗2~5次。在本发明中,所述干燥的方式优选为冷冻干燥;所述冷冻干燥的温度优选为-20~-50℃;所述冷冻干燥的时间优选为10~20h。本发明通过对产物进行洗涤和干燥,能够去除产物中的杂质。
本发明将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素。
本发明对所述氧化纳米纤维素的具体来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品或者自行制备均可。
在本发明中,所述铜盐溶液优选为氯化铜溶液或硫酸铜溶液;所述铜盐溶液的浓度优选为1~10mmol/L,更优选为3~8mmol/L。本发明通过控制铜盐的浓度,既能够使氧化纳米纤维素上负载足量的铜离子,又能够避免铜离子负载量过多,导致止血材料对伤口产生负面影响。
本发明对所述氧化纳米纤维素和铜盐溶液的用量关系没有特殊的限定,能够使氧化纳米纤维素完全浸泡到铜盐溶液中即可。
在本发明中,所述浸渍的温度优选为10~30℃,更优选为20~25℃;所述浸渍的时间优选为6~12h,更优选为8~10h。本发明通过控制浸渍的参数,可以使氧化纳米纤维素上负载足量的铜离子。
浸渍结束后,本发明优选对所述浸渍的产物依次进行过滤、洗涤和干燥,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素。
本发明对所述过滤的具体操作没有特殊的限定,根据本领域技术常识确定即可。在本发明中,所述洗涤的方式优选为将过滤的产物在蒸馏水中浸泡60~120s。本发明对所述干燥的操作没有特殊的限定,能够使产物干燥即可。本发明通过对产物进行洗涤和干燥,能够去除产物中的杂质。
得到酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素后,本发明将所述酸化氧化再生纤维素和所述负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料。
在本发明中,所述PBS溶液的成分优选包括Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl。在本发明中,所述PBS溶液的浓度优选为0.01~0.2M。本发明对所述PBS溶液的具体来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品或者自行制备均可。
在本发明中,所述酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比优选为(1~5):1,更优选为(2~4):1,进一步优选为(2~3):1。本发明通过控制酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比,可以进一步降低止血时间,达到快速止血的效果。
在本发明中,所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度优选为0.01~1g/L,更优选为0.1~0.8g/L,进一步优选为0.2~0.5g/L。本发明通过控制PBS溶液中凝血酶的浓度,可以保证止血材料上负载足量的凝血酶,从而进一步提高止血效果。
本发明对所述酸化氧化再生纤维素、负载Cu2+的氧化纳米纤维素和含有凝血酶的PBS溶液的用量关系没有特殊的限定,能够使酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素完全浸渍在PBS溶液中即可。
在本发明中,所述混合的方式优选为超声混合;所述混合的时间优选为0.5~6h,更优选为1~2h。本发明通过超声混合的方式,能够使纤维素在溶液中完全分散,既能够使酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素充分复合,又能够提高凝血酶的负载效率。
本发明对含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素进行酸化处理,将其中的羧酸钠结构部分转化为羧酸结构,并且在酸化过程中酸化的羧酸官能团浓度呈现梯度分布,仍能保持原有的形状,且含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素在酸化过程中不会发生溶解,其强度符合临床止血要求;同时除了被酸化形成的羧酸官能团外,还有部分的羧酸钠结构存在,所以止血材料的酸性弱于氧化再生纤维素材料,可以降低、甚至消除造成人体神经***损伤的可能性,进而扩大了止血材料的应用范围;通过在氧化纳米纤维素上负载铜离子,然后在含有凝血酶的PBS溶液中处理,不仅可以使止血材料上负载凝血酶因子,进一步提高止血材料的止血性能,还可以使铜离子转变为磷酸铜,对有机组分凝血酶的稳定性具有很好的保护作用,可解决凝血酶易失活、存储和使用条件要求高的问题;通过将氧化再生纤维素和纳米纤维素相复合,两种纤维素表面都具有羧基基团,具有双重止血作用,使止血时间大大缩短,达到快速止血的效果。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的止血材料。
在本发明中,所述止血材料的比表面积优选为4~50m2/g,更优选为10~40m2/g,进一步优选为20~35m2/g;所述止血材料的堆密度优选为0.02~0.06g/cm3,更优选为0.03~0.05g/cm3。本发明提供的止血材料止血时间短,止血效果高。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种止血材料的制备方法,由以下步骤组成:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后在搅拌条件下进行酸化处理,然后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到酸化氧化再生纤维素;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为3.0mmol/g;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为35:1;所述酸化处理的时间为12h,酸化处理的温度为20℃;所述搅拌的速率为300r/min;所述洗涤的方式为使用无水乙醇冲洗2~5次;所述干燥的方式为冷冻干燥;所述冷冻干燥的温度为-40℃,冷冻干燥的时间为12h;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,浸渍结束后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;所述铜盐溶液为氯化铜溶液,铜盐溶液的浓度为6mmol/L;所述浸渍的温度为25℃,浸渍的时间为12h;所述洗涤的方式为在蒸馏水中浸泡90s;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比为4:1;所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.5g/L;所述混合的方式为超声混合,混合的时间为2h。
实施例2
一种止血材料的制备方法,由以下步骤组成:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后在搅拌条件下进行酸化处理,然后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到酸化氧化再生纤维素;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为4.0mmol/g;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为30:1;所述酸化处理的时间为12h,酸化处理的温度为20℃;所述搅拌的速率为300r/min;所述洗涤的方式为使用无水乙醇冲洗2~5次;所述干燥的方式为冷冻干燥;所述冷冻干燥的温度为-40℃,冷冻干燥的时间为12h;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,浸渍结束后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;所述铜盐溶液为氯化铜溶液,铜盐溶液的浓度为5mmol/L;所述浸渍的温度为25℃,浸渍的时间为12h;所述洗涤的方式为在蒸馏水中浸泡90s;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比为3:1;所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.4g/L;所述混合的方式为超声混合,混合的时间为2h。
实施例3
一种止血材料的制备方法,由以下步骤组成:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后在搅拌条件下进行酸化处理,然后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到酸化氧化再生纤维素;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为2.0mmol/g;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为20:1;所述酸化处理的时间为12h,酸化处理的温度为20℃;所述搅拌的速率为300r/min;所述洗涤的方式为使用无水乙醇冲洗2~5次;所述干燥的方式为冷冻干燥;所述冷冻干燥的温度为-40℃,冷冻干燥的时间为12h;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,浸渍结束后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;所述铜盐溶液为氯化铜溶液,铜盐溶液的浓度为8mmol/L;所述浸渍的温度为25℃,浸渍的时间为12h;所述洗涤的方式为在蒸馏水中浸泡90s;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比为3:1;所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.6g/L;所述混合的方式为超声混合,混合的时间为2h。
对比例1
一种止血材料的制备方法,由以下步骤组成:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后在搅拌条件下进行酸化处理,然后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到酸化氧化再生纤维素;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为3.0mmol/g;所述含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为35:1;所述酸化处理的时间为12h,酸化处理的温度为20℃;所述搅拌的速率为300r/min;所述洗涤的方式为使用无水乙醇冲洗2~5次;所述干燥的方式为冷冻干燥;所述冷冻干燥的温度为-40℃,冷冻干燥的时间为12h;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.5g/L;所述混合的方式为超声混合,混合的时间为2h。
对比例2
一种止血材料的制备方法,由以下步骤组成:
(1)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,浸渍结束后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;所述铜盐溶液为氯化铜溶液,铜盐溶液的浓度为6mmol/L;所述浸渍的温度为25℃,浸渍的时间为12h;所述洗涤的方式为在蒸馏水中浸泡90s;
(2)将所述步骤(1)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;所述含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.5g/L;所述混合的方式为超声混合,混合的时间为2h。
对比例3
普通消毒纱布。
对实施例1~3和对比例1~2制备的止血材料以及对比例3普通消毒纱布的止血性能进行测试,其测试方法为:选择体重相同品种一致的30只兔子,平均分成6组,每组5只,将兔子固定在解剖台上,使用医用酒精对兔子的耳缘静脉消毒后,缓慢注射麻醉剂1%戊巴比妥钠溶液(10mg/kg),待兔子完全麻醉后,医用酒精消毒,开腹,打开腹腔后,用无菌纱布吸干腹腔、腹壁上的组织液和血液,暴露肝脏,用手术刀在肝叶的中间部位作约1.5cm×1.5cm×0.3cm的创面,在创面形成过程中渗血先用灭菌后的医用纱布吸收,然后将尺寸为2.0cm×2.0cm的待测样品敷在肝脏出血创面处,同时用秒表开始计时,用数码相机记录待测样品止血前后的状态和止血过程,待出血创面完全止血后记录止血时间;每种材料分别重复4次测试,分别记录完全止血时间,计算平均值。得到的最终结果如表1所示:
表1实施例1~3和对比例1~3提供的止血材料的止血性能
由表1可以看出,本发明制备的止血材料相较于现有的普通消毒纱布,止血能力得到了大幅度的提高,使止血时间快速降低,而当采用单独的一组纤维素制备止血材料时,所需的止血时间明显变长,说明本发明采用两种纤维素复合的方式进一步提高了止血材料的止血性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种止血材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素与稀盐酸混合后进行酸化处理,得到酸化氧化再生纤维素;
(2)将氧化纳米纤维素浸渍到铜盐溶液中,得到负载Cu2+的氧化纳米纤维素;
(3)将所述步骤(1)得到的酸化氧化再生纤维素和所述步骤(2)得到的负载Cu2+的氧化纳米纤维素加入到含有凝血酶的PBS溶液中混合,然后依次进行洗涤和干燥,得到止血材料;
所述步骤(1)和步骤(2)的制备不分先后顺序。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构的含量为0.5~5.0mmol/g。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中含有羧酸钠结构的氧化再生纤维素中羧酸钠结构与稀盐酸中氢离子的摩尔比为(10~50):1。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中酸化处理的时间为2~48h,酸化处理的温度为10~30℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的铜盐溶液为氯化铜溶液或硫酸铜溶液,铜盐溶液的浓度为1~10mmol/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中浸渍的温度为10~30℃,浸渍的时间为6~12h。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中酸化氧化再生纤维素和负载Cu2+的氧化纳米纤维素的质量比为(1~5):1。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中含有凝血酶的PBS溶液中凝血酶的浓度为0.01~1g/L。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中混合的方式为超声混合,混合的时间为0.5~6h。
10.权利要求1~9任意一项所述制备方法制备得到的止血材料。
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