專利名稱：鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于組織損傷修復(fù)醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
血液具有營(yíng)養(yǎng)和滋潤(rùn)全身各組織器官的功能，是構(gòu)成人體和維持人類(lèi)生命活動(dòng)的基本物質(zhì)之一。外傷出血是人類(lèi)生活中常有的事，而因戰(zhàn)爭(zhēng)、交通事故、自然災(zāi)害等引起的急性大出血以及實(shí)質(zhì)性臟器的深部出血是人體受傷后導(dǎo)致死亡、致殘和致畸的主要原因。 當(dāng)外傷失血量達(dá)到總血量的20%以上時(shí)，出現(xiàn)明顯的休克癥狀；達(dá)到總血量的40%時(shí)就有生命危險(xiǎn)。據(jù)報(bào)道，在抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)中，我軍有近1/3的負(fù)傷人員由于出血過(guò)多而死亡。美軍的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)陣亡將士中有90%死在被送到醫(yī)院之前，其中1/2死于大出血，1/4在負(fù)傷5-lOmin內(nèi)就送了命?？梢?jiàn)，能否讓流血的創(chuàng)面在短時(shí)間內(nèi)快速有效止血是目前的研
J Ll ； ^^ O有效的止血是患者生命安全的必要保障，也是減少術(shù)區(qū)積血、利于傷口愈合、減少感染等并發(fā)癥的有效手段。對(duì)于體表小傷口，人體在自身的凝血因子作用下就可以止血；對(duì)于較大面積的出血需采用止血?jiǎng)┻M(jìn)行治療?？梢?jiàn)，研制快速高效的止血?jiǎng)┎粌H對(duì)于提高戰(zhàn)場(chǎng)上傷員存活率和突破戰(zhàn)傷救治技術(shù)具有重大意義，而且具有重大的民用價(jià)值。傳統(tǒng)的止血材料主要包括急救包、四頭帶、止血帶和繃帶等。這些敷料一般面積小、厚度薄，對(duì)于創(chuàng)面雖能起到保護(hù)作用，但功能和治療效果較單一，尤其對(duì)大面積傷口以及復(fù)合傷、多發(fā)傷傷口的覆蓋和止血等效果欠佳。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，止血材料得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常見(jiàn)的止血材料主要有纖維蛋白膠、明膠海綿、膠原和殼聚糖等。然而，纖維蛋白膠雖有良好的粘合性，但由于其不能壓迫止血，無(wú)法單獨(dú)應(yīng)用于大創(chuàng)面止血，此外因其源自動(dòng)物和人體的血液，易致過(guò)敏禾口病毒感染[Nagamatsu M, Podratz J, Windebank AJ, Low PA. Neurol Sci. 1997,146(2) :97-102]；明膠海綿的多孔結(jié)構(gòu)使得對(duì)血液有很強(qiáng)的吸收作用，并激活血小板，促進(jìn)血栓形成，但其對(duì)內(nèi)臟創(chuàng)傷部位的粘附性較差，且在體內(nèi)降解吸收性較差，大大地增加了傷口部位感染的風(fēng)險(xiǎn)；殼聚糖雖具有一定的抑菌性和止血作用，但因止血效果有限而對(duì)較大出血部位止血效果不很理想。殼聚糖是天然高分子化合物，對(duì)人體無(wú)排斥反應(yīng)，具有良好的生物相容性和降解性能，而且具有一定的止血性能，但其自身的止血作用有限，對(duì)于廣泛性出血?jiǎng)?chuàng)面的止血性能并不顯著，常需要復(fù)合凝血因子、氯化鈣等其他止血?jiǎng)Benesch J, Tengvall P. Biomaterials, 2002, 23 :2561 ；Ishihara M, Nakanishi K, et al. Biomaterials. 2001,22(4) :165-173]。此外，由于人體內(nèi)缺乏將其迅速有效降解的酶， 尚無(wú)法在外科手術(shù)中使用。可見(jiàn)，體表出血和一般性的軟組織出血已有較為可靠的止血方法，但對(duì)實(shí)質(zhì)性臟器創(chuàng)面的治療仍是外科領(lǐng)域面臨的難題。實(shí)質(zhì)性臟器(如腦、腎臟、肝臟、脾臟等器官)脆性大、血流量十分豐富，縫扎止血對(duì)控制其中大血管出血是必要的，但易導(dǎo)致組織切割破損，造成裂口出血或針眼出血；另外，縫扎止血可影響實(shí)質(zhì)性臟器的功能。國(guó)內(nèi)外一直致力研發(fā)能對(duì)實(shí)質(zhì)臟器迅速止血并且對(duì)其功能無(wú)影響的止血材料，已經(jīng)在外科手術(shù)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中初步驗(yàn)證了止血效果，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有缺陷，如奧地利林茨市HafsLund Nycomed醫(yī)藥公司研制開(kāi)發(fā)的Taehocomd 可吸收創(chuàng)面止血封固齊[J止血速度慢[Parthcni M, Kalogheropoulou C. Karageorgos N, et al. Spine J, 2006,6 (4) :455-458]、Surgical 纖維素對(duì)神經(jīng)組織具有毒性[Kheirabadi BS, Field. Ridley A, Pearson R, et al. CJ Surg Res, 2002,106(1) :99-107]；主要成分為介孔沸石的QuickclotTM止血?jiǎng)?，?002年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市。已有的應(yīng)用結(jié)果表明，QuickclotTM無(wú)論在止血效果，還是在提高存活率方面均優(yōu)于其它止血材料，這主要?dú)w因于其特殊的介孔結(jié)構(gòu)、超常的吸附能力以及對(duì)水分的選擇性吸收。然而，QuickclotTM 雖能在2分鐘內(nèi)快速止血，但價(jià)格昂貴。更致命的是，QuickclotTM不能降解，且吸水后放熱明顯，易引起組織熱灼傷[Jos印h W. Carraway, Darin Kent, Kelli Young, et al. Resuscitation. 2008,78 :230_2；35]，根本無(wú)法用于體內(nèi)臟器的深部和大面積止血。淀粉因?yàn)槠湄S富的資源和低廉的成本在工業(yè)上廣為應(yīng)用。近年來(lái)，淀粉因其高粘度、良好的生物相容性和生物降解性而在生物材料領(lǐng)域嶄露頭角。2002年，美國(guó)Medafor公司成功研制了一種稱為Arista的淀粉微球，并已被FDA批準(zhǔn)上市。Arista不含有任何動(dòng)物源或人源性的成分，可避免過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)。此外，Arista吸水性好，并具有親水性分子濾網(wǎng)的作用，通過(guò)聚集血液中的固體成分，提高創(chuàng)面附近凝血因子的濃度而促進(jìn)止血。與此同時(shí)，作為主要成分為淀粉的Arista在體內(nèi)可被淀粉酶降解，7-14天即可被完全吸收，術(shù)后不引起組織粘連，也不破壞新生上皮和血痂。加上應(yīng)用簡(jiǎn)單，Arista已成為目前國(guó)內(nèi)外臨床使用最為廣泛、也最為行之有效的新型止血材料之一。盡管Arista克服了傳統(tǒng)止血材料的缺陷并在臨床上獲得了應(yīng)用，但其本身仍存在明顯的不足第一，Arista僅靠吸收血液中的水分來(lái)止血，無(wú)法引起材料對(duì)體內(nèi)凝血系統(tǒng)的激活(屬于物理性止血)，而且吸水速度慢，吸水性不強(qiáng)。第二，Arista止血過(guò)程伴隨溫度升高，易致組織灼傷。第三，粘性封堵差，易引起血痂的脫落并破壞新生組織，直接影響材料的止血效果。第四，Arista局限于體內(nèi)小創(chuàng)傷和體表(如皮膚)止血，對(duì)于深部實(shí)質(zhì)性臟器和活動(dòng)部位的止血效果不理想。第五，原料表氯醇的高成本，再加上產(chǎn)品依賴進(jìn)口， 使得Arista價(jià)格一直高居不下。專利CN 101121041A采用醚化、醚化和交聯(lián)、酯化的方法制備了變性淀粉可吸收止血材料，材料安全性高、生物相容性好，而且吸水速度快，粘度大，與Arista相比，止血效果更為快速有效。該發(fā)明制備的材料雖能在體內(nèi)使用，但其僅借助多孔結(jié)構(gòu)和快速吸水兩特性實(shí)現(xiàn)創(chuàng)面的物理性止血，致使止血不徹底或失敗，這大大地限制了該變性淀粉止血材料在臨床上的廣泛應(yīng)用。綜上所述，快速?gòu)?qiáng)效止血、良好的生物相容性、快速降解性、低成本和易于規(guī)?；a(chǎn)是材料能成功用于體內(nèi)深部臟器和活動(dòng)部位止血的重要條件。目前，未見(jiàn)綜合上述性能的材料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前止血材料生物相容性差、難以體內(nèi)降解、制備成本高等不足，提供一種鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明的第一方面，提供一種淀粉基微孔止血材料，所述淀粉負(fù)載羧甲基，所述羧甲基絡(luò)合鈣離子。在另一優(yōu)選例中，所述微孔止血材料的微孔孔徑大小為0. 1-5 μ m0在另一優(yōu)選例中，所述止血材料具有可控的微孔結(jié)構(gòu)。在另一優(yōu)選例中，所述微孔結(jié)構(gòu)是由酶水解形成。在另一優(yōu)選例中，所述止血材料的吸水率為100% -400%，在8小時(shí)-6天內(nèi)體內(nèi)可完全降解，止血時(shí)間為20s-3分鐘，粘性大且生物相容性好。本發(fā)明的第二方面，提供一種淀粉基微孔止血材料的制備方法，包括以下步驟(1)微孔淀粉的制備將淀粉和酶加入到磷酸鹽緩沖液中，在45_80°C溫度和pH為5_7的條件下攪拌進(jìn)行酶解反應(yīng)，4-15小時(shí)后，離心分離，干燥得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的質(zhì)量比為1 (0.01-0.2);所述的淀粉和酶的總量與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量體積比為IOOg (250-1000)ml ；(2)微孔淀粉的羧甲基化將一氯乙酸溶于乙醇，加入氫氧化鈉溶液至pH 6. 5 7后，混合到用乙醇溶解的步驟(1)所制得的微孔淀粉中，充分?jǐn)噭?，?0-80°C條件下持續(xù)攪拌保溫進(jìn)行反應(yīng)4-8小時(shí)，加入乙酸中和pH至6. 5 7，過(guò)濾，用乙醇洗滌后干燥制得羧甲基微孔淀粉，其中所述的微孔淀粉與乙醇(包括溶解一氯乙酸的乙醇和微孔淀粉的乙醇)的質(zhì)量比為 1 (2-5)；所述的一氯乙酸與微孔淀粉的質(zhì)量比為1 (5-30)；(3)羧甲基微孔淀粉與鈣的絡(luò)合組裝將步驟⑵制得的羧甲基微孔淀粉，加入到飽和的鈣鹽溶液中，在溫度為20 50°C和pH為6 10下進(jìn)行絡(luò)合組裝反應(yīng)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述攪拌速度為40-80r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述離心分離的轉(zhuǎn)速為4000-6000r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述干燥時(shí)間為24-48小時(shí)。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述攪拌速度為45-75r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0. 3-2mol/L。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述干燥時(shí)間為24-48小時(shí)。在另一優(yōu)選例中，絡(luò)合組裝反應(yīng)1-5小時(shí)后，水洗抽濾，于-50 _30°C下冷凍干燥 24-48小時(shí)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。在另一優(yōu)選例中，其中所述的干燥方法包括常溫干燥、冷凍干燥、真空干燥、梯度升溫干燥等中的至少一種。干燥溫度為20-160°C。所述淀粉為馬鈴薯淀粉、綠豆淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中的至少一種。所述酶為淀粉酶，α-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，異淀粉酶，糖化酶，脫支酶、普魯藍(lán)酶、磷酸化酶中的至少一種。所述鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、磷酸氫鈣、氟化鈣、溴化鈣中的至少一種。所述磷酸鹽緩沖液為磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀中的至CN 102526794 A少一種的水溶液，所述磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%。本發(fā)明的第三方面，提供淀粉基微孔止血材料的應(yīng)用，用于制備人體表皮、體內(nèi)組織等出血部位的止血材料。本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料，還用于制備體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或活動(dòng)部位、或難止血部位的出血控制材料。本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料可單獨(dú)使用或與載體材料復(fù)合使用。本發(fā)明的鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料，即在酶水解形成微孔淀粉的基礎(chǔ)上，通過(guò)羧甲基化改性處理引入羧基，借助羧基與鈣離子的強(qiáng)絡(luò)合作用，形成鈣絡(luò)合型微孔淀粉，彌補(bǔ)體內(nèi)血漿中鈣離子含量的不足，啟動(dòng)凝血反應(yīng)而加快止血；負(fù)載的羧基不僅可鍵合陽(yáng)離子和激發(fā)第12號(hào)凝血因子-接觸因子，而且易與血紅蛋白中的狗3+結(jié)合，形成膠塊封閉毛細(xì)血管。此外，負(fù)載的羧基還具有抗菌作用。本發(fā)明的鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料，可促進(jìn)材料快速?gòu)?qiáng)效止血，生物相容性好， 體內(nèi)可快速降解，制備簡(jiǎn)便且成本低，適用范圍廣。應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再--累述。


圖1為鈣絡(luò)合型微孔淀粉基止血材料樣品圖。圖2為純微孔淀粉和鈣絡(luò)合型微孔淀粉基止血顆粒的顯微形貌(a) 8000倍下酶解4h的純微孔淀粉，(b) 2000倍下酶解4h的純微孔淀粉，(c) 10000倍下酶解Mi的鈣絡(luò)合型微孔淀粉和(d)6000倍下酶解15h的鈣絡(luò)合型微孔淀粉。圖3為鈣絡(luò)合型微孔淀粉基止血顆粒的kta電位圖(pH = 6 7. 4范圍內(nèi))，橫坐標(biāo)表示PH，縱坐標(biāo)表示kta電勢(shì)。圖4為鈣絡(luò)合型微孔淀粉用于新西蘭大白兔皮膚致敏實(shí)驗(yàn)圖。圖5為鈣絡(luò)合型微孔淀粉和純微孔淀粉的凝血時(shí)間(a)純微孔淀粉，(b)鈣絡(luò)合型微孔淀粉。圖6為鈣絡(luò)合型微孔淀粉用于新西蘭大白兔的股動(dòng)脈切除止血圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)羧甲基化改性處理微孔淀粉，在微孔淀粉上引入羧基，并通過(guò)自組裝，借助羧基與鈣離子的強(qiáng)絡(luò)合作用，制備得到的鈣絡(luò)合型微孔淀粉，止血快速，強(qiáng)效，粘性大，且生物相容性好，體內(nèi)快速降解。在此基礎(chǔ)上，完成了本發(fā)明。淀粉基微孔止血材料本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料，為鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料，所述淀粉負(fù)載羧甲基，所述羧甲基絡(luò)合鈣離子。所述止血材料的微孔孔徑大小為0. 1-5 μ m。所述止血材料的吸水率為100% -400%，在8小時(shí)_6天內(nèi)體內(nèi)可完全降解，止血時(shí)間為20s-3分鐘，粘性大且生物相容性好。本發(fā)明的止血材料具有可控的微孔結(jié)構(gòu)。所述微孔結(jié)構(gòu)是由酶水解形成。淀粉良好的體內(nèi)降解性、生物相容性以及來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的特性，為其用于不同場(chǎng)合的出血控制提供了巨大的潛力。多孔結(jié)構(gòu)可有效增加材料的表面積，大大增加材料的吸水性，利于更好地止血。本發(fā)明選用天然淀粉作為原料，首先在復(fù)合酶的作用下進(jìn)行水解反應(yīng)制備一定孔隙率的微孔淀粉，以更好地吸附血液中的水分，提高創(chuàng)面附近相關(guān)凝血因子的濃度，實(shí)現(xiàn)物理性止血。進(jìn)一步地，本發(fā)明在酶法制備微孔淀粉的基礎(chǔ)上，通過(guò)改性處理微孔淀粉制備負(fù)載羧基的羧甲基微孔淀粉，并采用自組裝技術(shù)絡(luò)合鈣離子，從而制備出鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。本發(fā)明制備的材料不僅具有物理性止血作用，而且具有化學(xué)性止血作用；不僅能激活血小板和啟動(dòng)凝血反應(yīng)，而且促進(jìn)血小板凝聚并作用于紅細(xì)胞；不僅能應(yīng)用于人體表皮、體內(nèi)組織、器官等的緩慢出血，也能用于外科手術(shù)、喉鏡、內(nèi)窺鏡、腔鏡等引發(fā)的體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或骨缺損等活動(dòng)部位、難止血部位的出血控制。 在本發(fā)明的上下文中，“淀粉基微孔止血材料”、“鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料”、 “鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料”、“鈣絡(luò)合型微孔淀粉”具有相同的含義，均指淀粉基微孔止血材料的制備方法本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料的制備方法，包括以下步驟(1)微孔淀粉的制備將淀粉和酶加入到磷酸鹽緩沖液中，在45_80°C溫度和pH為5_7的條件下攪拌進(jìn)行酶解反應(yīng)，4-15小時(shí)后，離心分離，干燥得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的質(zhì)量比為1 (0.01-0.2);所述的淀粉和酶的總量與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量體積比為IOOg (250-1000)ml ；(2)微孔淀粉的羧甲基化將一氯乙酸溶于乙醇，加入氫氧化鈉溶液至pH 6. 5 7后，混合到用乙醇溶解的步驟(1)所制得的微孔淀粉中，充分?jǐn)噭?，?0-80°C條件下持續(xù)攪拌保溫進(jìn)行反應(yīng)4-8小時(shí)，加入乙酸中和pH至6. 5 7，過(guò)濾，用乙醇洗滌后干燥制得羧甲基微孔淀粉，其中所述的微孔淀粉與乙醇(包括溶解一氯乙酸的乙醇和微孔淀粉的乙醇)的質(zhì)量比為 1 (2-5)；所述的一氯乙酸與微孔淀粉的質(zhì)量比為1 (5-30)；(3)羧甲基微孔淀粉與鈣的絡(luò)合組裝將步驟O)制得的羧甲基微孔淀粉，加入到飽和的鈣鹽溶液中，在溫度為20 50°C和pH為6 10下進(jìn)行絡(luò)合組裝反應(yīng)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述攪拌速度為40-80r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述離心分離的轉(zhuǎn)速為4000-6000r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟(1)中所述干燥時(shí)間為24-48小時(shí)。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述攪拌速度為45-75r/min。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0. 3-2mol/L。在另一優(yōu)選例中，步驟O)中所述干燥時(shí)間為24-48小時(shí)。
在另一優(yōu)選例中，絡(luò)合組裝反應(yīng)1-5小時(shí)后，水洗抽濾，于-50 _30°C下冷凍干燥 24-48小時(shí)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。在另一優(yōu)選例中，其中所述的干燥方法包括常溫干燥、冷凍干燥、真空干燥、梯度升溫干燥等中的至少一種。干燥溫度為20-160°C。所述淀粉為馬鈴薯淀粉、綠豆淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中的至少一種或其組合。所述酶為淀粉酶，α-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，異淀粉酶，糖化酶，脫支酶、普魯藍(lán)酶、磷酸化酶中的至少一種或其組合。所述鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、磷酸氫鈣、氟化鈣、溴化鈣中的至少一種或其組合。所述磷酸鹽緩沖液為磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀中的至少一種或其組合的水溶液，所述磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%。本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，淀粉基微孔止血材料的制備方法，包括以下步驟(1)微孔淀粉的制備將淀粉和酶加入到磷酸鹽緩沖液中，在45-80°C溫度和pH為5_7的條件下，以 40-80r/min攪拌速度進(jìn)行酶解反應(yīng)，反應(yīng)4_15小時(shí)后，以4000-6000r/min的轉(zhuǎn)速離心分離，然后干燥M-48小時(shí)，得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的質(zhì)量比為1 (0.01-0.2);所述的淀粉和酶的總量與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量體積比為IOOg (250-1000)ml ；(2)微孔淀粉的羧甲基化將一氯乙酸溶于乙醇，加入氫氧化鈉溶液至pH 6. 5 7后，混合到用乙醇溶解的步驟(1)所制得的微孔淀粉中，充分?jǐn)噭蚝笠迫牒銣夭?，?0-80°C條件下，以45-75r/min 持續(xù)攪拌保溫進(jìn)行反應(yīng)。4-8小時(shí)后反應(yīng)完成，加入乙酸中和pH至6. 5 7，過(guò)濾，用乙醇洗滌3-8次，干燥M-48小時(shí)，制得羧甲基微孔淀粉。所述的微孔淀粉與乙醇的質(zhì)量比為1 0-5)。所述的一氯乙酸與微孔淀粉的質(zhì)量比為1 (5-30)。所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0. 3-2mol/L。(3)羧甲基微孔淀粉與鈣的絡(luò)合組裝將步驟⑵制得的羧甲基微孔淀粉，加入到飽和的鈣鹽溶液中，在溫度為20 50°C和pH為6 10下絡(luò)合組裝，反應(yīng)1-5小時(shí)后，水洗抽濾，于_50 -30°C下冷凍干燥 24-48小時(shí)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。淀粉基微孔止血材料的應(yīng)用本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料不僅具有物理性止血作用，而且具有化學(xué)性止血作用；不僅能激活血小板和啟動(dòng)凝血反應(yīng)，而且促進(jìn)血小板凝聚并作用于紅細(xì)胞；不僅能應(yīng)用于人體表皮、體內(nèi)組織、器官等的緩慢出血，也能用于外科手術(shù)、喉鏡、內(nèi)窺鏡、腔鏡等引發(fā)的體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或骨缺損等活動(dòng)部位、難止血部位的出血控制。因此，本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料能用于制備人體表皮、體內(nèi)組織等出血部位的止血材料。還用于制備體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或活動(dòng)部位、或難止血部位的出血控制材料。本發(fā)明的淀粉基微孔止血材料可單獨(dú)使用或與載體材料復(fù)合使用。
本發(fā)明的有益之處點(diǎn)在于1、本發(fā)明設(shè)計(jì)制備出的是鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料，即在酶水解形成微孔淀粉的基礎(chǔ)上，通過(guò)羧甲基化改性處理引入羧基，借助羧基與鈣離子的強(qiáng)絡(luò)合作用，形成鈣絡(luò)合型微孔淀粉，具有以下優(yōu)點(diǎn)①?gòu)浹a(bǔ)體內(nèi)血漿中鈣離子含量的不足，鈣離子的引入可激發(fā)其與體內(nèi)凝血因子的反應(yīng)，啟動(dòng)凝血反應(yīng)而加快止血；②為引入鈣離子而通過(guò)羧甲基化改性處理負(fù)載的羧基，不僅可鍵合陽(yáng)離子和激發(fā)第12號(hào)凝血因子-接觸因子，而且易與血紅蛋白中的狗3+結(jié)合，形成膠塊封閉毛細(xì)血管。此外，負(fù)載的羧基還具有抗菌作用。2、止血快速?gòu)?qiáng)效本發(fā)明制備的鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料，可憑借其多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積來(lái)吸水，提高創(chuàng)面附近凝血因子的濃度而實(shí)現(xiàn)物理性止血；此外，通過(guò)材料中引入的鈣離子激發(fā)其與體內(nèi)凝血因子的凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)性止血。與此同時(shí)，負(fù)載的羧基還能促進(jìn)血小板聚集并作用于紅細(xì)胞，加速止血。可見(jiàn)，本發(fā)明制備的材料引發(fā)多種止血機(jī)制一并發(fā)揮作用，促進(jìn)材料快速?gòu)?qiáng)效止血。3、體內(nèi)可快速降解作為主要原料的淀粉在體內(nèi)可被各消化酶作用而降解；此外，制備過(guò)程中形成微孔結(jié)構(gòu)提高了材料的降解速度。4、生物相容性好制備過(guò)程中使用的原料(包括淀粉和酶等)安全無(wú)毒，且材料在體內(nèi)發(fā)生酶促降解，形成的降解產(chǎn)物可作為人體的糖元而貯存，具有良好的生物相容性，在體內(nèi)不會(huì)造成組織的不良反應(yīng)。5、制備簡(jiǎn)便且成本低使用的主要原料淀粉是可再生資源，取之不盡，價(jià)格低廉； 反應(yīng)條件溫和，無(wú)需昂貴的設(shè)備，便于材料的規(guī)?；a(chǎn)。6、適用范圍廣本發(fā)明制備的鈣絡(luò)合型微孔淀粉止血材料，可用于人體表皮、體內(nèi)組織、器官等的緩慢出血，也能用于外科手術(shù)、喉鏡、內(nèi)窺鏡、腔鏡等引發(fā)的體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血、創(chuàng)傷急救或骨缺損等活動(dòng)部位、難止血部位的出血控制。下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。實(shí)施例1首先，稱取IOOg木薯淀粉和Ig糖化酶，加入到250ml、pH = 5的磷酸鹽緩沖溶液中，攪拌均勻，在45°C下進(jìn)行水解反應(yīng)4小時(shí)，在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心分離，并真空干燥 Mh，得到微孔淀粉。將8g —氯乙酸溶于乙醇，并用0. 3mol/L的氫氧化鈉溶液將其調(diào)至中性后，混合到用80g乙醇溶解的上述制備的微孔淀粉中，充分?jǐn)噭蚝笠迫牒銣夭郏?0°C條件下，以45r/ min持續(xù)攪拌保溫進(jìn)行反應(yīng)。4小時(shí)后反應(yīng)完成，加入乙酸中和pH至6. 5，過(guò)濾，用乙醇洗滌 3次，干燥M小時(shí)，制得羧甲基微孔淀粉。最后，將上述反應(yīng)中得到的羧甲基化微孔淀粉，加入到飽和的氯化鈣溶液中，在溫度為20°C和pH為6下絡(luò)合組裝，反應(yīng)Ih后，水洗抽濾，于_50°C下冷凍干燥Mh，獲得鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料(見(jiàn)附圖1)，流動(dòng)性好。實(shí)施例2 4實(shí)施例2 4重復(fù)實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)步驟，不同之處在于部分實(shí)驗(yàn)條件，具體如表 1-3所示。
采用掃描電鏡(SEM)分別觀察了實(shí)施例1制備的純微孔淀粉(見(jiàn)附圖2(a)和(b)) 和實(shí)施例2、實(shí)施例4制備的鈣絡(luò)合型微孔淀粉的顯微形貌(見(jiàn)附圖2(c)和2(d))。由圖可見(jiàn)，制備的鈣絡(luò)合型微孔淀粉顆粒直徑約為10-20 μ m，表面布滿直徑約1_5μπι的小孔， 孔道由表面向中心嵌入形成空腔。實(shí)施例1 4制備的鈣絡(luò)合型微孔淀粉的平均孔徑大小如表4所示。由表4可見(jiàn)，隨著酶解反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，得到的鈣絡(luò)合型微孔淀粉的平均孔徑也隨之增大，吸水性逐漸增強(qiáng)，降解時(shí)間卻隨之縮短。表1微孔淀粉的制備
權(quán)利要求
1.一種淀粉基微孔止血材料，其特征在于，所述淀粉負(fù)載羧甲基，所述羧甲基絡(luò)合鈣離子。
2.一種淀粉基微孔止血材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)微孔淀粉的制備將淀粉和酶加入到磷酸鹽緩沖液中，在45-80°C溫度和pH為5-7的條件下攪拌進(jìn)行酶解反應(yīng)，4-15小時(shí)后，離心分離，干燥得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的質(zhì)量比為1 (0.01-0.2);所述的淀粉和酶的總量與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量體積比為IOOg (250-1000)ml ；(2)微孔淀粉的羧甲基化將一氯乙酸溶于乙醇，加入氫氧化鈉溶液至pH 6. 5 7后，混合到用乙醇溶解的步驟 (1)所制得的微孔淀粉中，充分?jǐn)噭?，?0-80°C條件下持續(xù)攪拌保溫進(jìn)行反應(yīng)4-8小時(shí)，加入乙酸中和pH至6. 5 7，過(guò)濾，用乙醇洗滌后干燥制得羧甲基微孔淀粉，其中所述的微孔淀粉與乙醇的質(zhì)量比為1 (2-5)；所述的一氯乙酸與微孔淀粉的質(zhì)量比為1 (5-30)；(3)羧甲基微孔淀粉與鈣的絡(luò)合組裝將步驟⑵制得的羧甲基微孔淀粉，加入到飽和的鈣鹽溶液中，在溫度為20 50°C和 pH為6 10下進(jìn)行絡(luò)合組裝反應(yīng)，制得所述鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述淀粉為馬鈴薯淀粉、綠豆淀粉、 木薯淀粉、豌豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中的至少一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述酶為淀粉酶，α-淀粉酶，葡萄糖淀粉酶，異淀粉酶，糖化酶，脫支酶、普魯藍(lán)酶、磷酸化酶中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鹽為氯化鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、 磷酸氫鈣、氟化鈣、溴化鈣中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸鹽緩沖液為磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀中的至少一種水溶液，所述磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量百分比濃度為5-30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基微孔止血材料的應(yīng)用，其特征在于，用于制備人體表皮、體內(nèi)組織等出血部位的止血材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基微孔止血材料的應(yīng)用，其特征在于，用于制備體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或活動(dòng)部位、或難止血部位的出血控制材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明首先制備出負(fù)載羧甲基的微孔淀粉，然后絡(luò)合組裝鈣離子，從而最終制備出孔徑為0.1～5μm、止血時(shí)間為20s～3分鐘、且8小時(shí)～6天體內(nèi)可完全降解的鈣絡(luò)合型淀粉基微孔止血材料。本發(fā)明原料成本低、制備方法簡(jiǎn)單，得到的止血材料結(jié)合了微孔淀粉的物理止血、羧基和鈣離子的化學(xué)性止血功能，止血快速、強(qiáng)效，粘性大，生物相容性好，且體內(nèi)降解，可用于人體表皮、體內(nèi)組織等出血部位以及體內(nèi)實(shí)質(zhì)性臟器的大量出血或活動(dòng)部位、難止血部位的出血控制。
文檔編號(hào)A61L15/42GK102526794SQ20121001792
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者劉昌勝, 陳曉龍, 陳芳萍, 魏杰 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)