一種戰爭創傷快速止血產品及其製備方法
2023-05-31 08:30:01
一種戰爭創傷快速止血產品及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種戰爭創傷快速止血產品及其製備方法和應用，該產品包含添加了所述的微生物穀氨醯胺轉胺酶(mTG)的基質，其中所述穀氨醯胺轉胺酶的胺基酸序列具有如SEQ?ID?NO：3所述的基因編碼的蛋白序列，或具有如SEQ?ID?NO：4所述的蛋白序列。更具體地，該止血產品選自止血劑、止血裝置、止血急救包或常見的止血製品，並且所述基質為人體可吸收的流體或半固體形態，或可塑性的膠狀或膠體形態。其含有微生物穀氨醯胺轉胺酶和明膠。本發明具有快速止血、使用方便、防器官黏連、促進傷口癒合、毒副作用低、吸收完全等優勢，除了用於戰爭止血外，還可廣泛用於消防、安全事故等野外環境的創傷快速止血。
【專利說明】一種戰爭創傷快速止血產品及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於用於野外創傷的快速止血產品，具體涉及一種含有微生物穀氨醯胺轉胺酶(mTG)的止血組合物及其製備方法和應用，該產品可用於戰爭、消防、安全事故等野外環境的創傷快速止血。
【背景技術】
[0002]失血過多是和平時期平民因創傷而死亡的主要因素之一，控制出血(或流血)是急救和創傷治療的重要步驟。在作戰等野外環境中，如戰爭、消防、安全事故等，由於現場搶救措施有限、時間緊迫、條件簡陋，使得流血過多而引起死亡的事件時有發生。根據一項最新的統計數據表明，美軍在反恐作戰的陣亡官兵中，有90%死在送往醫院的途中，而將近I / 4在受傷5~10分鐘之內就因失血過多而不治身亡。據統計，戰爭中周圍主幹血管傷佔全部血管損傷的95%以上，止血技術已成為目前戰傷救治中最重要的環節，所以在戰爭中及時止血對於降低陣亡率起關鍵作用。另外，交通事故大等安全事故中大出血也常常引起死亡，在我國每年僅因交通事故而導致至少10萬人死亡，在安全事故中，至少有20%人員因大量失血(超過自身血液總量20%以上)而導致死亡。因此，及時研製適應於我國戰爭或安全事故創傷等實際需要的快速止血產品尤為重要。
[0003]目前，國際上認為理想的用於戰爭或意外事故的急救止血產品有8項標準，SP:(I)快速止血；(2)隨時可用，不需提前準備或混合；(3)簡單易用，不需專業醫護人員的參與；(4)重量輕而持久耐用；(5)至少2年的貯存期和寬溫度範圍貯存能力(-10°C至55°C)；
(6)無毒副作用，沒有傷害或傳播病毒性疾病的風險；(7)成本低廉；(8)對傷口副作用小，便於傷口快速癒合。目前市`售產品包括以下幾種:
[0004](一 )沸石類
[0005]沸石是自然界中一種礦物質，多分布於礦物質沉澱或湖底火山灰沉積地帶。以鋁酸鹽聚合物和矽酸鹽為原料，通過控制反應類型和結晶溫度，可製造出與天然沸石類似的人工沸石。天然或人工沸石結晶體經脫水、消毒後，成為一種強力吸收劑，可選擇性吸收多種氣體和液體，也可吸收血液中的水分。根據該原理，中國人民解放軍軍事醫學院研製開發了一種速效止血粉，它是研製開發的以沸石主要為成分的止血產品，具有止血效果較好，成本低等優勢。然而，沸石類止血材料有一些不足之處:一是止血過程中釋放熱量，使局部溫度升高，瞬間溫度接近60~70°C，容易造成創傷處燒傷；二止血後清除困難，給患者造成身心痛苦，有可能造成二次出血，加重身心痛苦；三是沸石密度大，攜帶不便。但由於目前沒有更好地替代品，故仍然成為目前應用於戰爭或野外事故自救的止血產品
[0006](二)Quickclot
[0007]美軍在阿富汗戰爭以及伊拉克戰爭中使用了 Quickclot來對戰傷傷口進行止血，效果較好，顯著提高了傷員的存活率。該材料是由矽氧化物、鋁、鈉、鎂及少量石英組成的一種人工合成惰性顆粒狀礦物質，具有分子篩和吸附水分的功效，使用時將其覆蓋在出血傷口上，迅速吸收血塊中的水分，加速凝血過程，使血痂提早形成。但是，和沸石類似，該材料在也存在發熱、清楚困難等不足。
[0008](三)纖維蛋白膠類
[0009]2000 年 Rorbert(Rorbert Lff.Tissue adhesive for battle field hemorrhagecontrol [C]ADB209674, 2000:1?14.)研製出一種戰傷止血敷料，它由三層組成:最裡層是撒有纖維蛋白膠乾粉的有機矽膜，中間一層為聚氨酯泡沫材料，外層為醫用壓敏膠，目的是可以用來對動脈破裂進行止血。但該類材料不足之處是可能帶來人體或動物血源性疾病感染、結構複雜，造價高，使用不便、止血速度慢，以及對大血管止血效果差等。
[0010]另外，有些纖維蛋白膠在使用時需臨時加入抑肽酶(例如=Tisseel和Beriplast均配有牛抑肽酶，而Crosseal配有氨甲環酸)以減緩凝血過程中纖維蛋白的溶解。2008年曾有關於抑肽酶使心臟手術死亡率增加的報導(Fergusson D A, Hebert P C，Mazer CD, Fremes S, MacAdams C，Murkin J M, et al.A comparison of aprotinin and lysineanalogues in high risk cardiac surgery[J].N Engl J Med, 2008，358:23192331.),其後Bayer醫藥公司回收了其在各醫院藥房的抑肽酶製劑(商品名=Trasylol)。
[0011](四)氧化纖維素類
[0012]氧化纖維素(商品名:0xycel)是纖維素衍生物的一種，由纖維素經一氧化氮氧化而成。而氧化再生纖維素(又稱速即紗，中國稱:可溶性止血紗布，商品名=Surgicel),是一種再生氧化纖維編織紗塊，屬於羧甲基纖維素類止血材料，是纖維素經氧化處理成為纖維素酸的薄紗狀或棉布狀可吸收止血材料。其止血機制是具有酸性的羧基與血紅蛋白中Fe3+結合，形成棕色膠塊，封閉毛細血管末端而止血，同時在密切接觸傷口後，可使血液中的凝血成分聚集在網眼紗布上，但並不依賴生理性凝血機制(Jamborova G.PospisilovaN,Semecky V, Hyspler R, Ticha A, Pospechova K, et al.Microdispersed oxidizedcellulose as a novel potential substance with hypolipidemic properties[J].Nutrition, 2008, 24:11741181.)。可溶性止血紗布在密切接觸傷口後，可使血液凝血成分聚集在其周圍，在2~Smin完成止血，`目前常用於手術創面出血以及滲血不易停止的部位，如骨面滲血等。有證據表明Surgicel於接觸創面一天內便開始被機體吸收,吸收速率隨用量和局部血供以及局部組織的性質而定，一股為4~8周。該產品具有組織相容性好，柔軟而菲薄，易於包、敷、填塞等優點。不足之處是止血時間較長，對出血迅猛者效果較差，不適合單獨作為傷口止血材料(周激.介紹一種新型長方形急救包[J].人民軍醫，2002，45(1):61.) ο另外，Surgicel能降低損傷組織周圍pH值,這種高酸性環境有一定的抗菌能力，然而高酸性環境同時能增強損傷組織周圍炎症反應，使傷口癒合延遲(Krizov P，M sov L, Suttnar J, Salaj P, Dyr J E, Homola J, et al.The influence of intrinsiccoagulation pathway on blood platelets activation by oxidized cellulose[J].Biomed Mater Res A, 2007, 82:274280.)。
[0013](五)止血明膠類
[0014]止血明膠經豬或牛等動物皮提取並純化而成，其多孔結構可吸收重於自身45倍的血液，在吸收血液後體積膨脹封閉血管裂口或創面，並激活血小板，促進血凝塊形成，達到止血目的。止血明膠雖然來源於動物組織，但沒有抗原性，無組織反應，留在體內經酶作用4~6周後可被人體消化吸收。與上述氧化再生纖維素不同的是，止血明膠不會影響創傷周圍組織的pH值，因此更適合與其他止血材料聯合使用(Igai H, Yamamoto Y, ChangS S，Yamamoto M, Tabata Y, Yokomise H.Tracheal cartilage regeneration by slowrelease of basic fibroblast growth factor from a gelatin sponge[J].J ThoracCardiovasc Surg, 2007, 134:170175.)。但明膠止血需要機體凝血因子的參與，對於有凝血障礙的患者效果欠佳(Martinowite U, Spotnite W D.Fibrin tissue adnesives [J].Thromb Haemost, 1997, 78:661.)，同時因其吸收血液後膨脹可能壓迫傷口周圍組織，故不適用於靠近神經或空間狹小的手術部位。由Baxter公司研發的FloSeal將牛明膠基質與凝血酶製劑進行了組合，明膠顆粒通過體積膨脹對傷口進行填塞壓迫止血，凝血酶加速血凝塊形成。但如前文所述，這兩種成分發揮止血作用均依賴機體凝血機制。另外，FloSeal中的凝血酶來自人類血漿，目前已經證實通過兩步蒸汽加熱法處理可以有效降低血漿中的病毒載量，但製造商承認目前尚沒有能夠徹底清除人類血漿製品中病毒傳染性的加工工藝(Ereth M H, Schaff M, Ericson E F,Wetjen N M, Nuttall G A, Oliver W C Jr Comparativesafety and efficacy of topical hemostatic agents in a rat neurosurgicalmodel [J].Neurosurgery, 2008, 63:369372.),說明該類產品存在轉播疾病的風險。
[0015]綜上所述，國際上用於戰爭或安全事故的急救止血產品分為三大類(前兩種為化學材料類):
[0016]表1
[0017]
【權利要求】
1.一種新的微生物穀氨醯胺轉胺酶mTG，其特徵在於該mTG與野生型mTG相比發生了四個位點的胺基酸突變，即S23A、G73Y、K317Q、K325Q。
2.權利要求1所述的穀氨醯胺轉胺酶mTG，其中該酶具有如SEQID NO:3所述的基因編碼的蛋白序列；或者，具有如SEQ ID NO:4所述的蛋白序列。
3.用於編碼權利要求1-3所述酶的基因序列。
4.一種用於戰爭或事故現場創傷的快速止血產品，其特徵在於，包含添加了所述的微生物穀氨醯胺轉胺酶mTG的基質，其中所述穀氨醯胺轉胺酶的胺基酸序列具有如權利要求3所述的基因編碼的蛋白序列，或具有如權利要求1或2所述的蛋白序列。
5.如權利要求4所述的止血產品，其特徵在於，其中止血產品選自止血劑、止血裝置、止血急救包或常見的止血製品，並且所述基質為人體可吸收的流體、半固體、粉末或可塑性的膠狀或膠體形態。
6.如權利要求5所述的止血產品，其特徵在於，所述流體或半固體形態的基質或材料包括液體纖維蛋白密封材料或膠類，諸如角蛋白、膠原蛋白、流體明膠。
7.如權利要求6所述的止血產品，其特徵在於，所述液體纖維蛋白密封材料或膠類包括溶解液，所述溶解液為磷酸鹽緩衝液，磷酸鹽緩衝液PH範圍從7.0至9.0。
8.如權利要求5所述的止血產品，其特徵在於，所述可塑性的膠狀或膠體形態包括氧化纖維素、氧化再生纖維素、殼聚糖、角蛋白、膠原蛋白、明膠海綿。
9.如權利要求4-8之任一項所述的止血產品，其特徵在於，所述基質選自蛋白質物質，包括可吸收纖維蛋白膠、角蛋白、膠原蛋白或各種來源的醫用明膠以及液體纖維蛋白密封材料或膠，或者糖類物質，·諸如氧化纖維素、氧化再生纖維素、殼聚糖、蛋白多糖、乙醇酸聚合物、乳酸聚合物；其中，所述蛋白多糖是聚-N-乙醯葡萄糖胺。
10.如權利要求9所述的止血產品，其特徵在於，所述基質優選是明膠。
11.如權利要求10所述的止血產品，其特徵在於，所述基質選自哺乳動物的A型高分子量明膠，或是20 %~60 %脯氨酸羥化的明膠。
12.如權利要求5所述的止血產品，其特徵在於，所述止血產品的原材料形狀是:(i)粉末、顆粒或其他固體形式的明膠；(ii)粉末、顆粒或其他固體形式的轉穀氨醯胺轉胺酶。
13.如權利要求5所述的止血產品，其特徵在於，所述止血產品是止血帶或止血紗布，包括以棉紗或可溶性止血紗布為本體的止血帶或止血紗布外層，和用於接觸和包紮傷口的內層，其中所述內層中含有所述穀氨醯胺轉胺酶的基質粉末或藥芯。
14.如權利要求5所述的的止血產品，其特徵在於，所述止血產品是快速止血的噴霧裝置，包括加壓的噴霧或泡沫、明膠和轉穀氨醯胺轉胺酶組分的混合物。
15.如權利要求5所述的止血產品，其特徵在於，所述止血產品是含有上述明膠和穀氨醯胺轉胺酶組分的止血急救包、急救箱等軍用止血。
16.製備上述任一項權利要求所述用於戰爭或事故現場創傷的快速止血產品方法，包括以下步驟: (1)製備能表達所述微生物穀氨醯胺轉胺酶的重組微生物，並進行重組表達； (2)收集並純化具有所述活性的穀氨醯胺轉胺酶，並配置成活性溶液； (3)通過常規方法，將所述穀氨醯胺轉胺酶的活性溶液添加在人體可吸收基質中； (4)將所述基質進行常規處理，即得到上述用於戰爭或事故現場創傷的快速止血產品。
【文檔編號】A61L15/38GK103816562SQ201410035698
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】易正芳, 呂方, 叢曉楠, 金明飛, 裴正培, 劉明耀 申請人:華東師範大學