透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿的制備及其性能研究*

李紅梅，李俊起，尹弢，張素文，李尚賓，郈秀菊

（山東省藥學(xué)科學(xué)院，山東省醫(yī)用高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南250101）

1 引 言

突發(fā)事件造成的意外傷害中，大出血導(dǎo)致的死亡一直是臨床上面臨的問題。當(dāng)傷者的血量損失達(dá)20%，約800 mL時(shí)就有可能出現(xiàn)休克，甚至?xí)＜吧?。如何解決大出血的問題，已經(jīng)越來越引起人們的重視[1]。

止血材料[2-9]一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，目前開發(fā)的止血產(chǎn)品，在臨床手術(shù)中應(yīng)用廣泛，對(duì)傷口局部出血、少量出血的止血有很好的效果。臨床上常用的止血材料有氧化再生纖維素類、纖維蛋白膠類、殼聚糖類、膠原蛋白類等。材料來源不同，止血機(jī)理各不相同，可適用于不同創(chuàng)面的止血。而透明質(zhì)酸鈉類的止血產(chǎn)品鮮見有開發(fā)。

本研究制備了透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿，具有快速吸液和止血性能。透明質(zhì)酸鈉通過交聯(lián)增加了海綿的機(jī)械性能；而淀粉[10-11]的加入降低成本，增加了傷口的粘附性并提高了降解速度。本研究對(duì)透明質(zhì)酸鈉與碳化二亞胺[12-14]的交聯(lián)工藝以及交聯(lián)后的凝膠與淀粉的復(fù)配進(jìn)行了研究，制備出了具有快速吸液和止血性能的透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿，并對(duì)其形貌、止血性能以及體內(nèi)降解進(jìn)行了研究。

2 材料和方法

2.1 材料

透明質(zhì)酸鈉（HA），醫(yī)用級(jí)，華熙福瑞達(dá)生物醫(yī)藥有限公司；碳化二亞胺（EDC），上海共價(jià)化學(xué)科技有限公司；羧甲基淀粉鈉（CMS），醫(yī)用級(jí)，華唯纖維素有限公司。

2.2 儀器設(shè)備

冷凍干燥機(jī)，F(xiàn)D-1A-50型，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；真空壓膜機(jī)，F(xiàn)M1202型，北京富友科技有限責(zé)任公司；萬能材料試驗(yàn)機(jī)，AGS-H 5kN，日本島津公司；熱重分析儀，TG209F3型，德國(guó)netzsch公司；掃描電子顯微鏡，SUPRA 55型，德國(guó)蔡司Zeiss。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

（1）稱取一定量的透明質(zhì)酸鈉加入適量水中，磁力攪拌溶解；然后加入適量交聯(lián)劑，攪拌10 h，用蒸餾水洗滌，過濾，得到塊狀交聯(lián)凝膠，以3 000 r/min攪拌交聯(lián)凝膠30 min，得到均勻的交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠顆粒。

（2）稱取一定量的羧甲基淀粉鈉加入適量水中，磁力攪拌溶解，將（1）中的凝膠顆粒加入，攪拌均勻。然后低溫冷凍干燥，8 MPa的壓力下制得透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿。用鋁箔包裝密封后，Co60照射滅菌。

2.4 吸水倍率測(cè)試

稱取壓縮海綿0.8 g[15]，置于潔凈干燥的培養(yǎng)皿中，稱重m1，加入適量去離子水，待海綿吸水飽和后，倒出多余水分，稱重m2，根據(jù)式（1）計(jì)算吸水率A。

2.5 吸水速率測(cè)試

稱取壓縮止血海綿0.2g，加入水，開始計(jì)時(shí)，直至樣品完全吸水，記錄時(shí)間（s），吸水速率在20～40 s。

2.6 拉伸強(qiáng)度測(cè)試

將壓縮止血海綿裁成50 mm×12.5 mm，采用材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測(cè)定，材料試驗(yàn)機(jī)的移動(dòng)速度為（50±5）mm/min，夾持間距為20 mm。記錄最大載荷kgf。

2.7 熱重分析

升溫范圍30～800℃，升溫速率10℃/min，氮?dú)饬魉?0 mL/min，氧化鋁坩堝。

2.8 SEM測(cè)試

取壓縮止血海綿，表面真空鍍金后進(jìn)行掃描電鏡測(cè)試，觀察表面形貌。

2.9 動(dòng)物有效性測(cè)試

取健康家兔64只，體重在2.5～3 kg，按照性別、體重隨機(jī)分組，每組8只，雌雄各半，分別為模型對(duì)照組（組號(hào)7）、陽(yáng)性對(duì)照品組（組號(hào)8）和樣品組。家兔用1%戊巴比妥鈉30 mg/kg耳緣靜脈注射麻醉后耳部脫毛，輕彈幾下。距耳尖部8 cm處割斷耳動(dòng)脈，3 s后擦拭創(chuàng)面，將相應(yīng)受試物覆蓋創(chuàng)面，并且開始計(jì)時(shí)，輕壓壓縮止血海綿，讓其吸附在創(chuàng)面上。每隔30 s觀察傷口的流血情況，用濾紙條輕輕蘸吸直至血液不再滲出，記錄所需時(shí)間即為有效止血時(shí)間。模型對(duì)照組使用醫(yī)用紗布止血，陽(yáng)性對(duì)照品組使用大清生物紙。在試驗(yàn)過程中，觀察壓縮止血海綿在不用外力按壓的情況下能否與傷口貼合，以考察樣品與組織的粘附性。

2.10 動(dòng)物降解試驗(yàn)

將60只SD大鼠分為6組，每組10只，雌雄各半[13]，由山東省藥學(xué)科學(xué)院新藥評(píng)價(jià)中心提供，用1%戊巴比妥鈉（雌性35 mg/kg、雄性40 mg/kg）將60只SD大鼠腹腔注射麻醉后，在每只動(dòng)物肝臟相同部位分別取橫切面約5 mm×5 mm、深約3 mm的出血?jiǎng)?chuàng)面，有血珠滲出后擦拭創(chuàng)面，將壓縮止血海綿覆蓋于相應(yīng)創(chuàng)面，完全止血后縫合腹壁，放回籠中繼續(xù)飼養(yǎng)。所有動(dòng)物均給予青霉素鈉3 d。3周剖解動(dòng)物，肉眼觀察降解情況。并且分別切取植入部位組織標(biāo)本，包括植入物及其周圍足夠多的未受影響的組織。光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行組織學(xué)評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果與討論

3.1 交聯(lián)工藝篩選

分別按照 HA：EDC=1∶1、2∶1、5∶1、10∶1、20∶1的比例進(jìn)行交聯(lián)試驗(yàn)，-55℃凍干24 h，壓制、輻照滅菌，然后測(cè)試其吸水倍率和拉伸強(qiáng)度。其結(jié)果見表1，HA：EDC的最佳比例為2∶1。

表1 交聯(lián)透明質(zhì)酸的性能測(cè)試Table 1 Performance test of cross-linked hyaluronic acid

3.2 配方工藝篩選

分別配制質(zhì)量濃度為2%、4%、6%、8%的羧甲基淀粉鈉水溶液，取HA：EDC=2∶1的透明質(zhì)酸鈉凝膠，和淀粉質(zhì)量比分別為 1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，測(cè)試其拉伸強(qiáng)度、吸水倍率和吸水速率，見表2，最佳配方：羧甲基淀粉鈉質(zhì)量濃度為6%，和透明質(zhì)酸鈉凝膠的比例為1∶3。

表2 壓縮止血海綿的拉伸強(qiáng)度和吸水倍率Table 2 Stretching strength and absorbent rate of compressed hemostatic sponge

3.3 TGA的測(cè)試

分別將透明質(zhì)酸鈉和壓縮止血海綿的樣品作TGA分析，結(jié)果見圖1。

圖1 透明質(zhì)酸鈉和壓縮止血海綿的TGA圖Fig 1 The TGA of HA and compressed hemostatic Sponge

透明質(zhì)酸鈉的分解溫度為236.8℃，壓縮止血海綿的分解溫度為284.4℃。說明壓縮止血海綿已經(jīng)交聯(lián)，分解溫度越高，熱穩(wěn)定性越好，又具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，更滿足臨床使用要求。

3.4 SEM測(cè)試

壓縮止血海綿的掃描電鏡圖（放大100倍和放大200倍），見圖2。

圖2 透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿的掃描電鏡圖Fig 2 The SEM of Sodium hyaluronate-starch compressed hemostatic sponge

由圖2可知，本實(shí)驗(yàn)制備的透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿快速吸液提供了基礎(chǔ)。

3.5 動(dòng)物有效性試驗(yàn)

表3 各組動(dòng)物有效性試驗(yàn)Table 3 Hemostatic time of groups

由表3的數(shù)據(jù)可知，本研究得到的壓縮止血海綿止血時(shí)間短，出血量少。

在實(shí)驗(yàn)過程中，陽(yáng)性對(duì)照品組（組號(hào)8）和樣品組與傷口的貼合程度較好，與組織的粘附性好，不需要較大的外力即可貼合。

3.6 動(dòng)物降解試驗(yàn)

主要儀器設(shè)備：電子稱，秒表，游標(biāo)卡尺，濾紙，脫脂棉，手術(shù)器械等。

在植入期內(nèi)每周定點(diǎn)觀察每只動(dòng)物，均無任何異?，F(xiàn)象。3周時(shí)剖解動(dòng)物，肉眼觀察材料不可見。組織病理學(xué)結(jié)果：3周植入部位肌肉包膜全部完好。HE染色結(jié)果：3周時(shí)切除的肝組織處肝組織結(jié)構(gòu)正常，未觀察到樣品殘留，3周的組織切片見圖3。

圖3 3周時(shí)的病理切片（10×；100μm）Fig 3 Pathological section of 3 weeks（10×；100μm）

4 結(jié)論

本研究對(duì)透明質(zhì)酸鈉的交聯(lián)工藝以及透明質(zhì)酸鈉淀粉配方工藝進(jìn)行了摸索，HA：EDC的比例為2∶1，羧甲基淀粉鈉質(zhì)量濃度為6%，和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠的比例為1∶3時(shí)性能最佳。制備出的透明質(zhì)酸鈉淀粉壓縮止血海綿熱重分析表明，壓縮止血海綿已經(jīng)交聯(lián)，熱穩(wěn)定性好、機(jī)械性能高；止血試驗(yàn)以及體內(nèi)降解試驗(yàn)結(jié)果表明，本研究的壓縮止血海綿產(chǎn)品具有快速吸液和良好的止血性能，吸液量大，止血性能良好，降解時(shí)間能夠滿足臨床上對(duì)于止血海綿的性能要求。具有很好的臨床應(yīng)用前景。