止血粉的制备方法与流程

1.本发明涉及生物医用材料技术领域，特别涉及一种止血粉的制备方法。


背景技术：

2.外伤性或手术性出血是导致患者死亡的主要原因之一，高效地控制伤口出血可以减轻患者痛苦，大幅度降低死亡率。目前，临床中常用的止血材料包括止血粉、止血纱布、止血凝胶等。止血纱布制作简单，主要通过压迫、填塞止血，但是不适用于不规则或深层次伤口。止血凝胶由于组织粘附性较差，需要辅助材料加以固定。其中，止血粉可以处理较大血流，在不规则伤口止血中具有良好的适应性，在临床中得到了广泛的应用。
3.壳聚糖是一种天然的碱性多糖，具有来源广泛、生物相容性好、促进愈合、抑菌、可生物降解等优势，且可以吸附带负电的红细胞促进血液凝固，凝血过程不依赖于正常的凝血因子而独立发挥作用，是一种优异的止血基材。壳聚糖止血粉通过吸收血液形成胶状体，浓缩红细胞和凝血因子来实现止血。但是，形成的胶状体强度差，止血时间长，在大面积缺血过程中容易被冲散，现有的共价交联手段会存在交联剂和有机溶剂残留风险；而且形成的凝胶与组织无相互作用，粘附性低，使用时需要经过特殊固定，增加了临床使用成本。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种止血粉的制备方法，旨在解决现有止血粉成胶力学性能差、且与组织无相互作用的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种止血粉的制备方法，包括以下步骤：
6.s10、将聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液混合均匀，得混合液；
7.s20、调节所述混合液的ph值为3～5，以使其中形成聚电解质沉淀，将所述聚电解质沉淀分离出后，经洗涤、冷冻干燥及研磨，得止血粉；
8.其中，在步骤s10中，所述聚阳离子基质包括壳聚糖盐酸盐，所述聚阴离子基质包括聚丙烯酸、海藻酸钠、透明质酸钠、硫酸软骨素、果胶、羧甲基纤维素钠和卡拉胶中的任意一种。
9.可选地，在步骤s10中，
10.所述聚阳离子基质的水溶液中，聚阳离子基质的质量分数为5％～30％；和/或，
11.所述聚阴离子基质的水溶液中，聚阴离子基质的质量分数为2％～15％。
12.可选地，在步骤s10中，所述聚阳离子基质的水溶液中，聚阳离子基质的质量分数为5％～30％，所述聚阴离子基质的水溶液中，聚阴离子基质的质量分数为2％～15％；
13.所述聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液的体积之比为1：(0.125～8)。
14.可选地，在步骤s10中，壳聚糖盐酸盐的分子量为10～50kda。
15.可选地，在步骤s10中，所述聚阳离子基质包括壳聚糖盐酸盐，所述聚阴离子基质包括聚丙烯酸，所述聚阳离子基质的质量分数和所述聚阴离子基质的质量分数相等设置；
16.聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液的体积之比为1:(0.5～4)。
17.可选地，在步骤s20中，步骤调节所述混合液的ph值为3～5包括：
18.将所述混合液用氨气熏蒸；或者，
19.将所述混合液置于透析袋中，流水透析1～8h；或者，
20.向所述混合液中加入氢氧化钠溶液，调节混合液的ph为3～5。
21.可选地，在步骤s20中，步骤调节所述混合液的ph值为3～5包括：
22.将所述混合液置于透析袋中，流水透析1～8h，其中，所述透析袋的截留分子量为3.5kda。
23.可选地，在步骤s20中，步骤调节所述混合液的ph值为3～5包括：
24.将所述混合液用氨气熏蒸，氨气熏蒸的时间为1～8h。
25.可选地，在步骤s20中，所述冷冻干燥温度为-90～-70℃。
26.可选地，在步骤s20中，所述冷冻干燥时间为20～30h。
27.本发明的技术方案中，提出一种止血粉的制备方法，利用聚阳离子和聚阴离子之间的静电相互作用形成聚电解质粉末，这种物理交联的聚电解质粉末可迅速吸收组织表面的界面水并与基底之间相互渗透，原位自交联形成具有强力黏附的水凝胶，而无需额外的交联剂和复杂的分子改性过程，本发明提供的止血粉的制备方法，条件温和，操作简单，通过共混-调节ph-冻干-研磨的步骤即可得到聚电解质粉末，无需额外的交联剂或复杂的改性过程；止血粉吸液成凝胶后与组织之间存在强力粘附，相比于市售止血粉，具有更强的封堵作用，能够快速在伤口处形成物理阻隔层，防止血液的继续渗出，加速止血过程；本发明止血粉可应用于体表、脏器、动脉等出血部位的快速止血，且具有一定的抗菌性能，可降低伤口感染风险。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例的止血粉的制备过程和止血原理图；
30.图2为本发明实施例1得到的止血粉的凝胶前后图及拉伸性能测试图；
31.图3为本发明实施例1中壳聚糖盐酸盐(cs)、聚丙烯酸(paa)及止血粉(cs/paa)的红外光谱图；
32.图4为本发明实施例2得到的止血粉的扫描电镜图；
33.图5为本发明实施例1至4得到的止血粉的储能模量(g’)和损耗模量(g”)；
34.图6为本发明实施例2得到的止血粉的动态时间扫描曲线；
35.图7为本发明实施例2得到的止血粉的粘附性能测定图；
36.图8为本发明实施例5得到的止血粉的粘附性能测定图；
37.图9为本发明实施例1和2得到的止血粉抗菌性能测定图；
38.图10为实施例1得到的止血粉的体外止血动力学测试图；
39.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，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作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。
41.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、外、内
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
43.壳聚糖是一种天然的碱性多糖，具有来源广泛、生物相容性好、促进愈合、抑菌、可生物降解等优势，且可以吸附带负电的红细胞促进血液凝固，凝血过程不依赖于正常的凝血因子而独立发挥作用，是一种优异的止血基材。壳聚糖止血粉通过吸收血液形成胶状体，浓缩红细胞和凝血因子来实现止血。但是，形成的胶状体强度差，止血时间长，在大面积缺血过程中容易被冲散，现有的共价交联手段会存在交联剂和有机溶剂残留风险；而且形成的凝胶与组织无相互作用，粘附性低，使用时需要经过特殊固定，增加了临床使用成本。
44.鉴于此，止血粉的制备方法，旨在解决现有止血粉剂成胶力学性能差、且与组织无相互作用的问题。本发明附图中，图1为本发明实施例的止血粉的制备过程和止血原理图；图2为本发明实施例1得到的止血粉的凝胶前后图及拉伸性能测试图；图3为本发明实施例1中壳聚糖盐酸盐(cs)、聚丙烯酸(paa)及止血粉(cs/paa)的红外光谱图；图4为本发明实施例2得到的止血粉的扫描电镜图；图5为本发明实施例1至4得到的止血粉的储能模量(g’)和损耗模量(g”)；图6为本发明实施例2得到的止血粉的动态时间扫描曲线；图7为本发明实施例2得到的止血粉的粘附性能测定图；图8为本发明实施例5得到的止血粉的粘附性能测定图；图9为本发明实施例1和2得到的止血粉抗菌性能测定图；图10为实施例1得到的止血粉的体外止血动力学测试图。
45.本发明提出一种止血粉的制备方法，包括以下步骤：
46.s10、将聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液混合均匀，得混合液。
47.其中，在步骤s10中，所述聚阳离子基质包括壳聚糖盐酸盐，所述聚阴离子基质包括聚丙烯酸、海藻酸钠、透明质酸钠、硫酸软骨素、果胶、羧甲基纤维素钠和卡拉胶中的任意一种。
48.本发明实施例中的聚阳离子基质和聚阴离子基质都可溶于水，在步骤s10之前先将聚阳离子基质和聚阴离子基质分别溶于水中，对应形成聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液。
49.对于聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液的浓度，本发明不做限制，
优选地，所述聚阳离子基质的水溶液中，聚阳离子基质的质量分数为5％～30％；所述聚阴离子基质的水溶液中，聚阴离子基质的质量分数为2％～15％。上述浓度下，使得聚阳离子和聚阴离子在合适的ph条件下形成更加均匀的聚电解质。
50.更优选地，上述浓度下的聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液，两者的体积之比为1：(0.125～8)。上述配比下，聚电解质的止血效果更好。
51.本发明对于壳聚糖盐酸盐的分子量不做限制，优选地，壳聚糖盐酸盐的分子量为10～50kda。如此，止血粉吸液成凝胶的强度和吸液能力可以通过在上述范围内调节壳聚糖盐酸盐的分子量及比例进行调控，可以满足不同部位、不同程度的止血需求。
52.进一步地，在本发明实施例中，在步骤s10中，所述聚阳离子基质包括壳聚糖盐酸盐，所述聚阴离子基质包括聚丙烯酸，所述聚阳离子基质的质量分数和所述聚阴离子基质的质量分数相等设置，聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液的体积之比为1:(0.5～4)。上述配比下，使得到的止血粉具有较好的储能模量和损耗模量。
53.s20、调节所述混合液的ph值为3～5，以使其中形成聚电解质沉淀，将所述聚电解质沉淀分离出后，经洗涤、冷冻干燥及研磨，得止血粉。
54.本步骤中，由于混合液呈酸性，需要调节其ph使聚电解质沉淀生成，调节混合液的ph可以采用多种方式，本发明实施例中，可以采用以下三种方式其中一种：
55.(1)将所述混合液用氨气熏蒸；
56.具体地，可以将混合液放入装有氨水的干燥器中，室温熏蒸，优选地，熏蒸时间为1～8h，即可得到电解质沉淀。
57.(2)将所述混合液置于透析袋中，流水透析1～8h；
58.流水透析可以对混合液起到稀释作用，进而提高其ph值，优选地，透析袋的截留分子量为3.5kda，上述条件下，能够将聚电解质沉淀完全截留在透析袋中。
59.(3)向所述混合液中加入氢氧化钠溶液，调节混合液的ph为3～5；
60.通过向混合液中滴加氢氧化钠溶液调节其ph，可以有效使聚电解质沉淀形成。
61.洗涤可以采用去离子水洗涤三次，冷冻干燥条件，本发明也不做限制，优选地，所述冷冻干燥温度为-90～-70℃；所述冷冻干燥时间为20～30h。上述冷冻干燥条件下，得到的止血粉粒径均匀，止血效果好。
62.本发明实施例的止血粉的制备过程和止血原理如图1所示，本发明提出的止血粉的制备方法，利用聚阳离子和聚阴离子之间的静电相互作用形成聚电解质粉末，这种物理交联的聚电解质粉末可迅速吸收组织表面的界面水并与基底之间相互渗透，原位自交联形成具有强力黏附的水凝胶，而无需额外的交联剂和复杂的分子改性过程，本发明提供的止血粉的制备方法，条件温和，操作简单，通过共混-调节ph-冻干-研磨的步骤即可得到聚电解质粉末，无需额外的交联剂或复杂的改性过程；止血粉吸液成凝胶后与组织之间存在强力粘附，相比于市售止血粉，具有更强的封堵作用，能够快速在伤口处形成物理阻隔层，防止血液的继续渗出，加速止血过程；本发明止血粉可应用于体表、脏器、动脉等出血部位的快速止血，且具有一定的抗菌性能，可降低伤口感染风险。
63.请参阅图1，本发明制得的止血粉在具体使用时，将止血粉平铺于出血组织表面，止血粉可快速吸收血液，自交联形成凝胶，并与组织形成强力粘附，实现快速止血。
64.以下给出本发明提出的止血粉的制备方法的一实施例：
65.(1)将聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液混合均匀，得混合液，所述聚阳离子基质包括壳聚糖盐酸盐(分子量10～50kda)，所述聚阴离子基质包括聚丙烯酸、海藻酸钠、透明质酸钠、硫酸软骨素、果胶、羧甲基纤维素钠和卡拉胶中的任意一种，聚阳离子基质的质量分数为5％～30％，聚阴离子基质的质量分数为2％～15％；聚阳离子基质的水溶液和聚阴离子基质的水溶液的体积之比为1：(0.125～8)；
66.(2)调节所述混合液的ph值为3～5，以使其中形成聚电解质沉淀，将所述聚电解质沉淀分离出后，经去离子水洗涤3次、-90～-70℃冷冻干燥20～30h，研磨，得止血粉；
67.步骤调节所述混合液的ph值为3～5包括：
68.将所述混合液用氨气熏蒸1～8h；或者，
69.将所述混合液置于透析袋中，流水透析1～8h，透析袋的截留分子量为3～4kda；或者，
70.向所述混合液中加入氢氧化钠溶液，调节混合液的ph为3～5。
71.以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
72.实施例1
73.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量20kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为12％的溶液。将聚丙烯酸溶液(25％)用去离子水稀释成12％，然后将二者以1:1的体积比进行共混，形成均一的混合液。
74.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析3h，使混合液的ph为4，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
75.实施例2
76.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量20kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为12％的溶液。将聚丙烯酸溶液(25％)用去离子水稀释成12％，然后将二者以2:1的体积比进行共混，形成均一的混合液。
77.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析3h，使混合液的ph为4，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
78.实施例3
79.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量20kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为12％的溶液。将聚丙烯酸溶液(25％)用去离子水稀释成12％，然后将二者以1:2的体积比进行共混，形成均一的混合液。
80.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析3h，使混合液的ph为4，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
81.实施例4
82.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量20kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为12％的溶液。将聚丙烯酸溶液(25％)用去离子水稀释成12％，然后将二者以1:4的体积比进行共混，形成均一的混合液。
83.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析3h，使混合液的ph为4，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
84.实施例5
85.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量10kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为30％的溶液。将透明质酸钠溶于去离子水中制成质量分数为15％的溶液，然后将二者以1:8的体积比进行共混，形成均一的混合液。
86.(2)将混合液放入装有氨水的干燥器中，室温熏蒸1h，使混合液的ph为3，然后将所得聚电解质沉淀分离出，用去离子水清洗3次，置于冻干机中-90℃下冷冻干燥20h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
87.实施例6
88.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量30kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为5％的溶液。将果胶溶于去离子水中制成质量分数为8％的溶液，然后将二者以1:5的体积比进行共混，形成均一的混合液。
89.(2)将混合液放入装有氨水的干燥器中，室温熏蒸8h，使混合液的ph为5，然后将所得聚电解质沉淀分离出，用去离子水清洗3次，置于冻干机中-70℃下冷冻干燥30h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
90.实施例7
91.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量10kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为20％的溶液。将硫酸软骨素溶于去离子水中制成质量分数为5％的溶液，然后将二者以1:0.125的体积比进行共混，形成均一的混合液。
92.(2)向混合液中加入氢氧化钠溶液，调节混合液的ph为5，以使其中形成聚电解质沉淀，然后将所得聚电解质沉淀分离出，用去离子水清洗3次，置于冻干机中-90℃下冷冻干燥20h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
93.实施例8
94.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量40kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为10％的溶液。将卡拉胶溶于去离子水中制成质量分数为10％的溶液，然后将二者以1:4的体积比进行共混，形成均一的混合液。
95.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析1h，使混合液的ph为4，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
96.实施例9
97.(1)将壳聚糖盐酸盐(分子量30kda)溶于去离子水中，配制成质量分数为15％的溶液。将海藻酸钠溶于去离子水中制成质量分数为2％的溶液，然后将二者以1:1的体积比进行共混，形成均一的混合液。
98.(2)将混合液装入透析袋中(截留分子量：3.5kda)，透析8h，使混合液的ph为5，然后取出透析袋内沉淀用去离子水清洗3次，置于冻干机中-80℃下冷冻干燥24h，冻干所得固体用研钵进行研磨，即可制得止血粉。
99.将实施例1得到的止血粉，加入水，形成水凝胶，并测定水凝胶的拉伸性能，得图2，
可知，止血粉的聚电解质粉末可在吸水后快速自交联形成水凝胶，且具有一定的拉伸性能。
100.将实施例1中的壳聚糖盐酸盐(cs)、聚丙烯酸(paa)及得到的止血粉(cs/paa)分别测定红外光谱图，得图3，可以看出，止血粉具有壳聚糖盐酸盐、聚丙烯酸二者的特征吸收峰，且无新的峰位出现，证明二者为物理交联凝胶。
101.对实施例2得到的止血粉测定扫描电镜，得图4，通过扫描电镜图可以清晰地观察到聚电解质粉末表面的不规则多孔结构，使其具有快速的吸液性能。
102.将实施例1至4得到的止血粉滴加去离子水形成凝胶，稳定5分钟后测定储能模量(g’)和损耗模量(g”)，得图5，实施例1至4中除壳聚糖盐酸盐溶液和聚丙烯酸溶液的体积比不同外，其余条件均相同，止血粉的成凝胶强度可通过二者的体积比进行调控，可以看出体积比为1:1的实施例1具有最大储能模量30kpa。
103.对实施例2得到的止血粉测定长时间力学性能变化，得到动态时间扫描曲线，如图6所示，将500mg止血粉平铺于流变仪基底中间，滴加2ml去离子水，30s后吸去表面多余水分，采用时间扫描模式进行测量。在整个时间范围内，储能模量(g’)均大于损耗模量(g”)，代表壳聚糖/聚丙烯酸粉末在吸水后形成了凝胶，且随着时间推移，储能模量不断增加，表明聚合物网络的进一步扩散，使得凝胶强度逐渐增大。
104.将实施例2得到的止血粉测定组织粘附性能，得图7，具体测定止血粉在猪皮上的粘附性，将聚电解质粉末铺洒在湿润的猪皮组织上后，止血粉可快速吸收界面水分并形成壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶。同时，水凝胶表面的官能团可与组织表面的官能团通过物理相互作用结合，从而促发快速黏附。随后，壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶中的分子链能扩散至组织的网络里，和组织形成互穿网络，增强水凝胶的黏附作用，在组织扭曲或水流冲洗的情况下依然保持强力黏附。
105.将实施例5得到的止血粉测定粘附性能，得图8，将包括壳聚糖/透明质酸的止血粉铺洒在湿润的猪皮组织表面，止血粉快速吸收界面水分形成壳聚糖/透明质酸水凝胶，并粘附在组织表面，在组织扭曲或水流冲洗的情况下依然保持黏附状态。
106.将实施例1和2得到的止血粉测定抗菌性能，以不添加止血粉为对照，得图9，可以看出，止血粉中的壳聚糖/聚丙烯酸粉末对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑制作用。采用接触法进行测试，从图中可以看出，壳聚糖/聚丙烯酸聚电解质粉末对于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有明显的抑制作用。
107.以商用壳聚糖止血粉(博益特)为阳性对照，不添加任何止血粉为空白对照，测定实施例1得到的止血粉(cs/paa)的体外止血动力学，得图10，测定方法：将450μl抗凝绵羊血与50μl氯化钙(0.1mol/l)均匀混合，取50μl上述血液加入96孔板中，然后在每个孔中加入10mg相应止血粉。在选定的时间用去离子水清洗每个孔，用相机记录下剩余凝血块的图片。具体止血时间为：空白对照(7.63
±
0.3分钟)，阳性对照(3.7
±
0.2分钟)，实施例1壳聚糖/聚丙烯酸(0.7
±
0.1分钟)，可知本发明实施例制得的止血粉能够实现快速止血。
108.综上，本发明提出的止血粉的制备方法，条件温和，操作简单，通过共混-调节ph-冻干-研磨的步骤即可得到聚电解质粉末，无需额外的交联剂或复杂的改性过程；止血粉吸液成凝胶后与组织之间存在强力粘附，相比于市售止血粉，具有更强的封堵作用，能够快速在伤口处形成物理阻隔层，防止血液的继续渗出，加速止血过程。
109.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本
发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。