本文關鍵詞：介孔硅—烷基化殼聚糖復合快速止血材料的制備及性能研究　出處：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 快速止血 介孔硅 烷基化殼聚糖 復合材料 止血性能

【摘要】：課題研究背景:過度失血是戰(zhàn)傷致死的主要原因,也是事故和手術(shù)治療過程中傷病員致死的主要因素。研究顯示戰(zhàn)現(xiàn)場50%傷員致死率由不可控失血導致,即使傷員能被送至醫(yī)院搶救,大量失血仍會造成后期較高的死亡率和嚴重的并發(fā)癥,由于應急救護黃金時間只有10分鐘,因此,戰(zhàn)現(xiàn)場快速止血顯得尤為重要。目前,快速止血產(chǎn)品主要有高分子有機類和無機類,但都存在一定的缺陷,有機類止血效果不穩(wěn)定,無機類易殘留脈管內(nèi)引起血栓。因此,急需一種即止血迅速同時對身體無損傷的戰(zhàn)現(xiàn)場止血材料。介孔二氧化硅納米顆粒(MSN)是無機類物質(zhì)優(yōu)化后的產(chǎn)物,其大比表面積、介孔結(jié)構(gòu)、表面負電荷對凝血有很好的促進,然而什么結(jié)構(gòu)的介孔硅凝血效果最好至今仍無定論。殼聚糖一直是止血材料的好選擇,但過往殼聚糖止血已達一個瓶頸,近年烷基化殼聚糖表現(xiàn)出更好的凝血效果。由于殼聚糖帶正電而介孔硅帶負電,因此以烷基化殼聚糖負載介孔硅,即可防止介孔硅殘留體內(nèi),又同時提高凝血能力,有望制備出一種高效安全的快速止血劑。課題研究目的:通過調(diào)整介孔硅粒徑、介孔尺度以及殼聚糖脫乙酰度、烷基鏈長度,通過體外、體內(nèi)凝血指標評價和生物相容性檢測得到止血效果最優(yōu)的介孔硅和烷基化殼聚糖,二者復合后經(jīng)凝血效果和生物安全性評價探索最好的復合模式,從而制備一種在血液系統(tǒng)性、整體性發(fā)揮作用的同時能最小化不良反應的快速止血材料。課題研究方法:(1)根據(jù)協(xié)同自組裝原理,采用硬模板法制備介孔二氧化硅納米顆粒(MSN),通過改變模板劑的量和制備參數(shù),制備出不同孔徑、粒徑的介孔硅。通過透射電鏡、DLS、BET、XRD、FTIR檢測介孔硅物理特性,通過CBT、FXII吸附、PT、APTT、TEG檢測不同介孔硅對血凝影響,通過細胞內(nèi)吞、死/活細胞、CCK-8檢測介孔硅生物相容性。最終,篩選出凝血效果最好的介孔硅并通過兔股動脈止血實驗檢測介孔硅體內(nèi)凝血能力;(2)選取270k分子量的殼聚糖,通過非均相反應制備脫乙酰度100%殼聚糖(CS)。使用還原胺法制備烷基化殼聚糖(AC)。通過FTIR、紫外、元素分析、1H NMR判斷烷基接枝情況,通過CBT、APTT、PT、TT檢測血凝,通過血小板、紅細胞黏附檢測烷基化殼聚糖凝血機理。最終探索烷基化殼聚糖相較于CS促凝的機理并得到凝血效果最佳的烷基化殼聚糖;(3)復合性能最佳的介孔硅和烷基化殼聚糖,改變制備方法,得到各形態(tài)的復合止血材料,即海綿、微球、紗布黏附。CBT檢測確定復合模式后,改變殼聚糖與介孔硅比例,制備系列復合材料。通過SEM、TEM、紅外、TGA、DSC檢測復合情況和CBT判定最佳符合比例后,APTT、PT、TEG檢測復合材料與高嶺土凝血效果差異,死/活細胞、CCK-8體外檢測復合材料與Combat Gauze細胞毒性差異,體外血小板黏附、全血黏附吸收檢測材料與比較Combat Gauze體外凝血性能,最后通過大鼠肝出血實驗和兔股動脈止血實驗檢測比較止血材料與Combat Gauze體內(nèi)止血能力。實驗結(jié)果:(1)通過有機模板法成功制備系列不同孔徑、不同粒徑的MSN,體外凝血性能檢測顯示孔徑越大凝血效果越好,而介孔硅粒徑的變化對凝血性能幾乎無影響;生物相容性結(jié)果顯示介孔硅能促進細胞分化且孔徑越大促進效果越明顯,而粒徑增大對細胞活性起負作用,結(jié)合體外凝血性能檢測結(jié)果說明MSN15+60是最適宜作為止血劑的MSN;兔股動脈出血的快速止血效果進一步驗證MSN15+60的止血性能,因此,MSN15+60是凝血效果最佳的介孔硅;(2)非均相間歇處理法制備脫乙酰度100%的殼聚糖,還原胺法成功制備一系列接枝不同烷基和不同取代度的烷基化殼聚糖;細胞毒性分析顯示AC生物相容性很好,其安全性達到止血劑的要求,能作為基質(zhì)與MSN復合制備止血材料;從凝血蛋白、血小板、紅細胞三方面出發(fā)體外分析AC凝血機理,結(jié)果顯示AC相較于CS促凝的原因是AC能促進紅細胞的細胞行為,而不是血小板或者凝血因子;體外凝血顯示低取代度、長烷基鏈的AC凝血效果更好,因此,5%取代度、十八烷基接枝的AC是凝血效果最突出的烷基化殼聚糖;(3)改善MSN15+60和十八烷基殼聚糖的制備方法,制備不同形式的介孔硅-烷基化殼聚糖復合材料,CBT確定最佳復合形式為海綿。改變MSN和AC的投料比以及調(diào)整甘油的加入量,理化分析及體外凝血性能檢測確定MSN、甘油和AC的最佳質(zhì)量比為10:23:40。體外凝血性能分析結(jié)果顯示,MSN-GACS各項凝血指標均比其原料MSN和AC要突出,且相比于高嶺土或CG,MSN-GACS用于止血也有很大的優(yōu)勢;體外細胞毒性結(jié)果顯示MSN-GACS對細胞無任何毒性,而CG對細胞生長有一定的抑制作用,說明MSN-GACS比CG更適宜作為止血劑;體內(nèi)止血實驗和毒性評價比較MSN-GACS和CG的體內(nèi)止血性能和止血預后效果,結(jié)果表明MSN-GACS比CG更適宜作為急性大出血和較輕量出血的止血劑,其良好的生物相容性保證止血后生物體良好的預后效果。因此,本研究制備的MSNGACS是一種理想的戰(zhàn)現(xiàn)場快速止血材料,經(jīng)過后期的擴試有望成為新一代高效止血劑。實驗結(jié)論:(1)介孔硅凝血性能與孔徑有關而與粒徑無關,且孔徑越大,凝血性能越好,現(xiàn)今制備工藝中粒徑60 nm、孔徑15 nm的介孔硅止血效果最好;(2)5%取代度下的十八烷基殼聚糖凝血性能較好,烷基化殼聚糖凝血差異主要來源于其對紅細胞的作用;(3)介孔硅與烷基化殼聚糖復合海綿的形式下凝血效果好,以殼聚糖:甘油:介孔硅=40:23:10比例合成的MSN-GACS止血效果和生物安全性均優(yōu)于CG,MSN-GACS有望取代CG成為新型戰(zhàn)現(xiàn)場快速止血材料。
【學位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 李釩;田豐;劉長軍;楊健;;急救止血材料的研究進展[J];材料導報;2013年03期

，

本文編號：1329753