用於急性止血、治療急性損傷和慢性潰瘍的礦物技術(mt)的製作方法

2023-07-17 15:41:56 1

專利名稱：：用於急性止血、治療急性損傷和慢性潰瘍的礦物技術(mt)的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於促進止血的組合物及方法。具體說，本發明提供一種包含粘土礦物質的組合物，將該組合物用於出血區域時，其可發揮如下功效l)吸收液體，2)促進凝血。
背景技術：
：從較小到危及生命的出血，引發出血的因素和發生出血的情況都多種多樣。造成出血的情況可以是相對可預見，例如伴隨醫學操作而產生的出血。此外，也有很多不可預見的因素會造成出血，例如事故中皮膚或內部器官的裂口。這些急性損傷以近乎無數的模式和程度發生，簡單的按壓或單純的使用繃帶很可能是不切合實際的，尤其是在最嚴重的情況下。例如腹股溝處人們進行了很多嘗試，其中包括致力於止血治療和/或增強創傷敷料的靈活性。1)Hemcon的脫乙醯殼多糖繃帶(見網站hemcon.com)是一種經脫乙醯殼多糖浸漬的紗布繃帶。脫乙醯殼多糖是衍生於甲殼類動物的殼多糖的纖維，是不可消化的氨基多糖。脫乙醯殼多糖通過被稱為脫乙醯作用的過程，除去殼多糖的乙醯基而被合成。眾所周知脫乙醯殼多糖具有良好的促凝固劑性質，有人認為這是基於其陽離子(帶正電荷)性質。但這可能也與其黏膜粘附性有關。在危及生命的出血模型中(JTrauma2005;59:865-875和JTrauma2004;56:974-983),繃帶挽救生命的能力受到了限制。一項研究表明，應用繃帶具有100%的失敗率(單獨的動脈損傷)。另一項研究(涉及低血壓動靜脈出血)顯示，繃帶導致了28%的死亡率。這表明繃帶與繃帶間在表現和粘附於創傷能力上有差異性。該繃帶只在一種大小和配方時有效。與該申請書中描述的QuickClot或膨潤土相同，製備脫乙醯殼多糖粉末或顆粒的能力可能收到限制。粉末狀的脫乙醯殼多糖不能很好的與血液混合。2)血纖維蛋白封合劑敷料(FSD)是美國軍方和美國紅十字協會合作研製的。它包括由人捐獻血液和血漿提純得到的血纖維蛋白、凝血酶以及因子XIII。因此，縱使^L率很小，它仍然存在著傳糹番疾病的風險。由於FSD可在受傷部位提供濃縮的凝血因子，因此可通過促進在受傷部位天然血塊的形成而控制出血。但是，它是生物製品，製造這種繃帶需大量勞動，其成本抑制了在多數情況下的常規應用(估計成本在$500-$1000之間)。敷料易碎，處理不好就容易斷裂。美國軍方利用嚴重動脈出血模型進行了一項研究(JTrauma2005;59:865-875),結果顯示相對於軍用敷料、QuickClot和HemCon繃帶，FSD繃帶明顯提高了存活率。該產品只有繃帶的形式。3)速用止血劑(RDH)是一種用海產聚合物技術製備的繃帶，其引入了海藻糸f生物以促進止血。但是，Alam及其同伴進行了一項研究(Alam,等JTrauma2003;54:1077-1082),該研究探究了多種商業產品抑制嚴重出血和提高存活率的能力，結果顯示與簡單的標準繃帶相比使用RDH導致了更低的存活率。這表明RDH的現有組成不適於用於危及生命的嚴重出血。而且，已知該產品的唯一可獲得形式是一種繃帶。該產品的成本很高，目前估計大約$300每單位。4)美國專利4,748,978(Kamp)公開了一種治療用敷料，其包括柔性可滲透載體和礦物成分的混合物，該礦物成分包括膨潤土、高嶺土、伊利石或矽鎂土，也可以包括抗真菌(或其他)成分。據報導該敷料具有很好的柔性，可以被製成或切割成任意想要的尺寸。據^^艮道最初是被研究用於治療燒傷，但也可用於治療潰瘍。但沒有說該敷料適用於治療出血，而且沒有來自於Kamp的數據支持該種應用。5)美國專利4,822,349(Hursey等)公開了一種用於治療出血的非繃帶材料。該材料作為"Quick-Clot"(見網站z-medica.com)由Z-Medica銷售，是一種顆粒狀的沸石，一種矽酸鋁礦物。使用時將其倒到創傷上。除了吸收來自於出血的水分和濃縮受傷部位血液中的止血因子外，其作用機制還涉及化學烙術。與液體(如血液)接觸後產生一種劇烈的放熱反應，可能燒灼後可抑制出血。相對於流血致死而言，使用這種材料更好，但顯然，與之相伴在創傷處或其附近的組織燒傷(也可能是對普通施藥人的燒傷)是很嚴重的缺點。這種副作用也降低了將該材料應用於內出血的可能性。廠商指出其主要作用機制是由於沸石的高吸水性質，將血液中的水吸收，濃縮了凝固因子，專利(美國專利4,822,349Hursey等)指出其作用主要是由於其引發的放熱反應。Alam及其同伴的研究(JTrauma2004;56:974-983)明確顯示當將其部分水合以減少放熱反應並降低由該反應造成的在組織處的熱度時，該產品抑制出血的能力很快消失。當將該顆粒放入近似於茶包的小包以便便於除去時，其抑制出血的能力很明顯的受到限制。此外，已知該產品尚未被製成繃帶，即便製成，與血液接觸時也會引發強烈的放熱反應。6)由TraumaDex制的產品(見網站traumadex.com)也是一種非繃帶。在該示例中，該產品是一種包括微孔性小珠的粉末，該微孔性小珠可吸水且含有濃縮的凝血因子。使用時將該材料倒在或噴在創傷上。但Alam和其同伴進行的嚴重出血性休克模型研究(JTrauma2003;54:1077-1082)中，TraumaDex的效果並沒有標準用敷料好，因此並無優點但卻花費更大的開銷。Alam和其同伴又對該產品進行了研究(JTrauma2004;56:974-983)，結果顯示，其效果不如QuickClot和Hemcon繃帶。在該研究中，其效果僅稍優於標準數料。也已知該產品尚未被製成繃帶，即使製成，在抑制嚴重出血方面也可能缺乏有效性。"一個尺寸適用於所有"的治療出血的方式是不可行的，迄今為止先前的研究未能提供低廉的、有效的、高適用性的、便於使用的並沒有副作用的用於治療出血的組合物或方法。發明概要包括一定量相對廉價且易得到的粘土礦物質的製劑，在應用於出血創傷時能夠很有效的促進凝血和止血，基於以上驚人發現完成了本發明。施用該材料，在與血液的液體組分接觸時不會引發放熱反應。因此，不存在可能組織燒傷的危險。故而，本發明的組合物可安全的用於任何需治療出血的情況，包括內出血。這種粘土礦物質的一個實例是膨潤土。本發明提供包含粘土礦物質的組合物以及在大量可變情況下其用於有效治療和控制出血的方法。該組合物製造相對低廉，效果明顯、適用性強並且易於使用，無嚴重的副作用。該粘土礦物質組合物，可在^^廣的範圍的多種情況下，以柔性的方式用於治療出血。本發明的目的在於提供一種促進出血創傷止血的方法。該方法包括將包含一種或多種粘土礦物質的組合物施用於出血創傷的步驟。將粘土礦物質以足夠的量施用以促進下述之一或全部i)止血，ii)形成模塊(cast)(如變硬的栓塞)，該模塊包括一種或多種粘土礦物質以及來自出血創傷的血液。該一種或多種粘土礦物質可選自高嶺土-蛇紋石型粘土(kaolin-serpentinetypeclays)、《尹利石型粘土(illitetypeclays)、蒙脫石型粘土(smectitetypeclays)。在一種實施方式種，該一種或多種粘土礦物質是膨潤土。作為該一種或多種粘土礦物質的形式，可以舉例，顆粒、粉末、樣i珠(micronbeads)、液體、糊(paste)、凝膠、浸漬於繃帶中、電紡(electospun)為繃帶。該組合物還可進一步含有一種或多種物質，例如高吸水性聚合物、脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、鈣、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類、靜電劑、抗微生物劑、麻醉劑、螢光劑以及速溶性載體聚合物如葡聚糖、聚乙二醇(PEG)。治療的出血創傷可以是外部創傷或內部創傷。該創傷可以是由意外的或蓄意的損傷或由疾病而導致的組織破壞造成。作為因組織破壞而導致嚴重出血的例子，包括因潰瘍而導致的胃腸道出血等。蓄意損傷包括由組織外科處理而造成的損傷，例如由於組織修復、鄰近組織修復或切除、需外科手術植入或摘除醫療用具等。本發明還提供一種包含一種或多種粘土礦物質的電紡纖維(electrospunfibers)。該一種或多種粘土礦物質可以是，例如高嶺土-蛇紋石型粘土、伊利石型粘土、蒙脫石型粘土。在一種實施方式種，該一種或多種粘土礦物質是膨潤土。該電紡纖維可以進一步包含一種或多種物質，例如明膠、高吸水性聚合物、脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、4丐、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類、抗微生物劑、麻醉劑、萸光劑。該電紡纖維可以是交聯的。本發明還提供製作電紡纖維的方法，該方法包括以下步驟l)形成包括一種或多種粘土礦物質和溶劑的組合物，2)電紡該組合物以形成電紡纖維。在一種實施方式種，該溶劑為2,2,2-三氟乙醇。形成該電紡纖維的組合物還可以進一步包括一種或多種物質，例如明膠、高吸水性聚合物、脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、鈣、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類。該方法還可進一步包括交聯該電紡纖維的步驟。另外，本發明還提供了一種包括電紡纖維的繃帶，該電紡纖維包括一種或多種粘土礦物質。附圖的簡單說明圖1:示例的電紡裝置圖示。圖2:單獨由明膠(200mg/mL2，2,2-三氟乙醇，TFE)電紡得到的產物。圖3:由明膠(200mg/mLTFE)和粉末狀(pulverized)的膨潤土粘土(300mg/mLTFE)電紡得到的產物。圖4:由明膠(200mg/mLTFE)、粉末狀的膨潤土粘土(300mg/mL)以及粒徑分布小於300微米的交聯聚丙烯酸鈉鹽摻合物(LiquiBlock144:EmergingTechnologiesInc.GreensboroNorthCaroliina)(100mg/mLTFE)電坊得到的產物。圖5:由明膠(200mg/mLTFE)和膨潤土粘土粉末(300mg/mLTFE)電紡得到的產物。圖6:由明膠(200mg/mLTFE)、膨潤土粘土粉末(300mg/mLTFE)以及粒徑分布小於300微米的聚丙烯酸鈉鹽(100mg/mLTFE)電紡得到的產物。圖7.A-C:用膨潤土的凝固研究。A,膨潤土對血小板功能的影響；B,月彭潤土對血塊構造的影響；C，不同濃度膨潤土的凝血彈性描記器(Thromboelastograph,TEG⑧)數據。圖8.A-C:與用血纖維蛋白原相比較的用膨潤土的凝固研究。A，膨潤土和血纖維蛋白原對血小板功能的影響；B,電紡材料對血塊構造的影響；C,凝血彈性描記器(丁￡0@)數據。圖9.A和B:膨潤土、明膠和沸石的比較。A,10mg/mL這些試劑對血小板功能的影響；B,10mg/mL這些試劑對血塊構造的影響。圖10A-B:膨潤土、明膠和沸石的比較。A,50mg/mL這些試劑對血小板功能的影響；B,50mg/mL這些試劑對血塊構造的影響。圖ll.A-E:膨潤土、明膠和沸石的凝血彈性描記器(丁￡0@)數據。A，10mg/mL;B,50mg/mL;C,75mg/mL;D,10、50、75mg/mL的沸石；E，10、50、75mg/mL的膨潤土。發明的具體實施方案本發明提供一種包括粘土礦物質和相關材料的組合物，以及其用於治療和控制出血的方法，即促進止血。"出血"或"急性出血"是指從患者的一個或多個解剖學位點失血，如果不予處理，將會危及患者的健康。出血很典型的由一個或多個血管的破裂而造成，其可以是意外發生的(例如意外傷害)或蓄意發生的(例如在手術過程中)。主動控制出血為"止血"。促進止血包括例如延緩或止住血液的流出；增強、促進或引起凝血，尤其在創傷處。"粘土"在其應用的各領域(例如地質學、採礦學等)中沒有標準的定義。但這些相關領域的技術人員總的認為粘土是很細的粒狀無機礦物質材料，其在潤溼時是塑性的，在乾燥後變硬。大多數的粘土是由火成巖中的矽酸鹽礦物質風化而形成的，屬於矽酸鹽礦物質類和頁矽酸鹽亞類(subclassphyllosilicates)。頁矽酸鹽是由連續的四面體片層形成的，其基本單元(basicunit)為(Si205:r2。頁矽酸鹽因而含有粘土類，其包含具有水化層的矽酸鹽，其中部分Si被Al取代，基本單元為(AlSi30!。:r5。粘土礦物質普遍具有強吸水性。但不像有些矽酸鹽礦物質(例如網矽酸鹽亞類中的沸石)，當液體存在時頁矽酸鹽和粘土不發生放熱反應。本發明部分基於以下驚人發現，粘土礦物質及相關材料在促凝血方面具有極高的效用。因此，它們是用於治療出血的組合物和方法的優良候選材料。此外，粘土礦物質易於獲得、相對廉價，且易於製成各種形式。"粘土礦物質及相關材料"是指具有粘土礦物質性質的天然存在的或合成的無機材料，例如天然礦物材料；該材料的乾燥形式具有強吸水能力；當顆粒形式的該材料與水性(aqueous-based)的液體混合時，其具有可塑性(被模塑的能力)；該材料與水性的液體混合時沒有放熱活性；該材料可引起快速凝血。在本發明優選的具體實施方案中，本發明在實踐中利用的該材料為粘土礦物質例如各種形式的高嶺土-蛇紋石型粘土、伊利石型粘土、蒙脫但不限於火山灰(礦物粘土的前體)及其它類似的天然和合成礦物質、化合物以及粘土。在本發明的一個具體實施方案中，該材料為天然存在的水合的矽酸鋁稱作膨潤土。膨潤土包括三層結構，在四面體二氧化矽單元間夾有氧化鋁片。膨潤土的簡式為l)(OH)2Al2Si401;和2)A12034Si02.H20。膨潤土是由火山灰的變體得到的可塑性粘土，主要包括蒙脫石礦物質，尤其是蒙脫石。膨潤土的同義詞包括鈉膨潤土、鉤蒙脫石、急石、蒙脫石鈉、蒙脫石4丐、銨鉀礬、矽酸鋁、漂白土等。膨潤土有三種主要型l)天然鈣膨潤土；2)天然鈉膨潤土；3)鈉活化膨潤土。總的來說，與釣膨潤土相比鈉活化膨潤土具有更好的溶脹和膠凝性質。此處使用的"膨潤土，，，如果沒有特別說明，包括全部同義詞和全部類型的膨潤土。各種顆粒或篩目尺寸的商品、食品、藥用級的膨潤土易於獲得。目前膨潤土的應用包括如下鑄造沙、塗料、增稠、助懸、密封、結合、粘合、乳化、吸收、保溼、載體、防水、濾水、解毒、飲料、食品以及化妝品。由於其具有吸收性和凝集性，膨潤土粘土最普遍的應用之一是用於貓砂(catlitter)。各種形式的膨潤土粘土以及其混合物還被開發成口服的解毒劑。由於其結構和離子電荷，它具有可以吸收潛在毒素的能力。還有人假設其具有抗蛋白水解效應。這些性質也有利於治療急性和慢性創傷以促進癒合，防止感染和控制疼痛。此外，由於使用膨潤土粘土沒有副作用，將其用於治療胃腸道或其它的內出血被期待是很安全的。本發明的另一個具體實施方案，使用的礦物粘土為高嶺土(無水矽酸鋁)。高呤土的一種已知應用是用於稱為"活化部分促凝血酶原激酶時間，，的普通凝集試驗，該時間是測定內部凝固系統活性的量度。該試驗的活化劑為高嶺土。粘土礦物質被發現具有顯著的、意想不到的促凝血能力。在其存在下，即使肝素化血液也會凝固。不拘泥於理論，認為這種類型的材料中陰離子和陽離子的分布可以產生良好的止血作用，因為已知陽離子可使紅細胞聚集從而凝固，也許是由於陽離子交換機制。粘土所帶的負電荷可以激活固有凝固系統，因為已知負電荷具有這種能力。伴隨有電荷離子分布的礦物質結構組合物還具有強吸收性。出血時，在創傷處它可以快速吸收血液組分，這可以使包括血小板的固有凝固因子濃縮。本發明所使用的粘土礦物質組合物可包括一種或多種粘土礦物質，例如:可以使用粘土混合物。本領域技術人員認為該混合物可以是天然形成的，因為礦物粘土的沉積物可以是或不是純的一種類型。或者，該混合物可在組合物製備過程中有目的的形成。本發明實踐中使用的粘土礦物質組合物可以多種方式製劑。例子包括但不限於液體、泡沫體、粉末、顆粒、凝膠、水凝膠、噴霧、摻入繃帶等。依據應用的不同，其製劑可以改變，例如粘度、粒子大小等。此外，可以向粘土礦物質中添加許多種其它的化合物或材料，其例子包括抗微生物(如抗菌、抗真菌和/或抗病毒)劑、靜電劑(如樹狀體(dendrimer)中電荷密度不同或相同的化合物)、防腐劑、調節粘度的各種載體(如用於噴霧劑)、各種色素以及各種促進創傷癒合的藥物。也可以加入其它適合的止血劑或吸收劑，其包括但不限於脫乙醯殼多糖及其衍生物、血纖維蛋白原及其衍生物(這裡用血纖維蛋白(血纖維蛋白原)表示，例如血纖維蛋白，其是血纖維蛋白原的分解產物)，或多種類型的高吸水性聚合物、多種類型的纖維素、其它陽離子如4丐、銀以及鈉或陰離子、其它離子交換樹脂、以及其它合成或天然的吸收實體如具有和不具有離子或電荷特性的高吸水性聚合物。在本發明的一些具體實施方案中，粘土中一種類型的陽離子可以被另一種類型的陽離子(如銀陽離子)所取代，後者具有更好的凝固活性。另外，還可將粘土礦物質中加入作用於血管的或其它促進血管收縮和止血的試劑中。該試劑可以包括兒茶酚胺類或血管活性肽類。這在乾燥形式時尤其有用，因血液被吸收，添加劑變得有效並滲入組織發揮作用。此外，可以加入可防止感染的抗生素及其它試劑(任何殺菌或抑菌的試劑或化合物)以及麻醉劑/鎮痛藥，通過防止感染和減輕疼痛來增強治療效果。另外，還可以加入螢光劑或組分，這有助於手術去除一些形式的礦物質以確保將確定控制出血後礦物質的殘留降為最低。使用如伍德燈(Wood，slamp)照射時其可被看見。簡言之，可添加任何適宜的材料，只要礦物粘土組合物仍可產生凝血並促進止血。本發明的製劑可以本領域技術人員已知的任何方式施用於出血位點。例子包括但不限於用於內部(如口服液體或片劑)、直接用於創傷(如直接將粉末形式或顆粒形式的該材料直接撒於出血創傷內或出血創傷上)、將該材料如浸有該材料的繃帶置於創傷內或創傷上、將其噴到創傷內或創傷上或用該材料塗布創傷。繃帶也可以製成應用時具有一定壓力和彎曲的類型，以便與創傷的形狀相一致。類似泥漿或其它半固體-半液體形式等的部分水合形式可用於填充一定類型的創傷。腹內流血時，假設腹膜被套針刺傷後施予各種適宜劑型的粘土礦物質試劑。因此劑型可以是多種形式的如各種形狀、大小、柔軟度和/或硬度的繃帶；凝膠；液體；糊；漿；顆粒；粉末及其它形式。粘土礦物質可混入如脂質體或其它載體的特殊載體中以協助其傳遞，無論是在局部、胃腸、腔內或血管內。此外，也可以組合使用這些形式，例如將組合有柔軟、海綿狀或凝膠狀的材料的繃帶，直接置於創傷處，其具有略呈剛性材料的外部保護敷層，使得易於處理和操作，應用後該外部敷層對創傷提供機械保護。內部材料和外部材料均可以含有粘土礦物質。可使用任何給藥方式，只要礦物粘土可與出血創傷充分接觸以促進止血。本發明的另一具體實施方案，利用電紡技術將礦物粘土摻入纖維樣材料用於繃帶。電紡是在高能量電場中使溶液通過小的噴嘴拉拔，該溶液通常是將液體聚合物溶於溶劑中。當帶電荷的溶液離開噴嘴投向接地的靶子(如金屬板或竿)時，其形成液體噴射。在液體噴射的過程中，溶劑揮發，形成收集於靶子上的固體纖維，該纖維呈無紡的"織物"或墊(mat)/支架(scaffolding)。這種聚合物纖維加工技術的主要優點是相當的簡單、大小可變、有效且快速(僅需幾分鐘就可得到複雜的構造)。示例的電紡系統如圖1所示。該結構允許用微米到納米級的纖維生產支架。另外，可製造出隨機或高定位(高心軸轉速且周圍定位有纖維)的纖維結構。控制纖維直徑的主要因素是聚合物溶液的濃度。聚合物濃度和所得聚合物纖維直徑間存在線性關係，濃度越低纖維直徑越細。關於電紡粘土礦物質，用於電紡的混合材料總的來說，除了礦物粘土外還包括用於不溶性粘土的聚合物載體(天然和/或合成)、溶解聚合物載體的溶劑和/或吸收性聚合物。吸收性聚合物的加入促使血液與電紡纖維材料(如繃帶)的全部結構接觸，而不僅僅是材料表面與血液接觸。可添加於電紡材料的添加劑包括上述那些可添加於其它粘土礦物質組合物和材料中的添加劑。一個選擇性的實施方案中，本發明的組合物可形成微米大小範圍的小珠。本領域技術人員認為降低聚合物的濃度，所得溶液可進行電噴霧(而不是電紡)，所得產物形狀為微米大小的球或小珠。這些小珠可以與粉末化膨潤土相同的方式用於本發明的實踐中(例如傾於創傷上)。該電噴霧小珠還可包含其它有益於凝血和/或創傷癒合的物質，因為它們可由包含這些物質的組合物製成，像上述電紡組合物一樣。因此電噴霧小珠可用於例如在施用的創傷處釋放有效化合物(如緩慢釋放)。包含粘土礦物質的組合物可以在多種情況下利用以控制流血，其中包括但不限於a)通過使用液體、漿、凝膠、噴霧、泡沫體、水凝膠、粉末、顆粒、或塗漬有這些製品的繃帶治療外部創傷出血(急性或慢性)。b)通過使用可攝取的液體、漿、凝膠、泡沫體、顆粒或粉末治療胃腸道出血。C)通過使用霧化粉末、噴霧、泡沫體、貼劑或塗布棉球治療鼻衄。d)通過使用液體、漿、噴霧、粉末、泡沫體、凝膠、顆粒或用其塗布的繃帶控制內部實體器官或骨損傷。e)促進止血、液體吸收以及抑制蛋白水解酶以促進各種類型的創傷癒合，其中包括控制由創傷造成的疼痛。本發明的許多應用是基於使繃帶表面與出血創傷所有表面相符合的已知問題。使用顆粒、粉末、凝膠、泡沫體、漿、糊以及液體可以使本發明的製品覆蓋於所有表面，無論其多麼不規則。例如腹股溝處的創傷性傷口很難以筒單的直接按壓或使用筒單的扁平繃帶來控制，但可通過使用具有一定形式的粘土礦物質而進行治療，其形式例如可傾倒、噴出或抽出於創傷處的粉末、顆粒劑、凝膠、泡沫體、或十分粘稠的液體製劑，隨後壓敷。本發明製品的一個優點是其具有可用於不同形狀創傷的能力，且可密合傷痕即如子彈、刀刃等侵害的傷痕。實施例實施例l.電紡明膠、膨潤土和高吸水性聚合物為了製造止血繃帶，明膠(SigmaAldrich^G-9391)作為基本的結構成分(載體聚合物)，由於其在創傷處能夠迅速溶解(如果需要且不交聯)而被使用，它在一定程度上促進了凝固，並且作為膨潤土的傳遞系統，和/或快速吸收聚合物。電紡明膠時，可以使用於2,2，2-三氟乙醇(TFE)(SigmaAldrich#T-8132)中的在80mg/mL-300mg/mL之間的任何濃度的溶液。在該試驗中，期望使用較大濃度的明膠，因為其可以保持/助懸加入該溶液中的顆粒。膨潤土和高吸水性聚合物顆粒都加入到該溶液中。使用ExquisiCatExtraStrengthSCOOP,其為無味優質(premmm)塊狀貓砂，作為膨潤土的來源，並且加入明膠溶液中以增強液體吸收能力和支架的凝固能力。將膨潤土d、丸放入研缽中用研棒研磨(粉末化)直至得到粒子大小更小的粉末。通過該過程，使在將其加入明膠溶液前沒有大的碎塊殘留。通常在電紡時，使用18-線規(guage)的針，但在該試驗中，為了使研磨後的膨潤土和高吸水性聚合物粒子能夠通過針尖，14-線規的針是必需的。用於電紡的明膠濃度在150mg/mL-250mg/mLTFE。當構成電紡繃帶時，3ml溶液就足以得到樣品，但當在更大的心軸上紡織以製造整個繃帶時5ml是必需的。圖2為單獨用濃度為200mg/mLTFE明膠電紡的掃描電子顯微照片(SEM)。加入明膠溶液中的研磨膨潤土的最佳濃度是一定的。將濃度範圍從100mg/ml到400mg/ml的研磨膨潤土加入明膠溶液中以確定最高可使用的濃度，使得將其加入到明膠中後不堵塞注射器，或當將溶液抽入注射器中以用於電紡時所有粒子不沉於瓶底。可用於成功進行電紡的粉末化膨潤土明膠溶液的最高濃度是300mg/mi,並且該濃度被普遍使用。混懸有膨潤土的明膠溶液以不同的流速進行紡織，開始以4ml/hr的較低速度，然後增加為45ml/hr。速度過快會導致溶液不再紡織並且持續地溢出，但如果溶液紡速過低粒子就會全部沉積於注射器的底部。膨潤土和明膠紡織的最佳流速在5-10ml/hr範圍內。也可以在注射針和心軸間的不同距離進行電紡，開始時距離為9.5英寸，然後拉近為5英寸。最終距離6英寸被確定為得到最好的結果。圖3顯示了混有粉末化膨潤土的明膠的SEM。下一個步驟是檢測不同高吸水性聚合物(交聯聚丙烯酸及其鹽的摻合物)的吸水性。將每種聚合物放入3ml的水中並且測量每種聚合物形成凝膠所需的時間。通過這些試驗，選擇凝膠速度最快的三種聚合物用於製造快速吸收繃帶的試驗。所選擇的三種聚合物，NorsocrylXFS、LiquiBlock144和Norsocryls-35是基於其粒子大小分布(分別小於200微米、300微米和500微米)。將這些聚合物分別加入明膠樣品中進行電紡。保留的混懸於明膠溶液中的高吸水性聚合物的濃度最大值為100mg/ml;因此這是整個該試驗中所有聚合物使用的濃度。將200-250mg/ml明膠的TFE溶液和100mg/ml的聚合物加入到紡織溶液中。將該溶液在不加膨潤土的情況下紡織，用於測定當支架(scaffold)暴露於水中30秒時的吸水量。對每個電紡聚合物/明月交支架進行測試後，將研磨膨潤土粘土加入溶液中進行電紡。保持各物質的比例不變100mg/ml高吸水性聚合物、300mg/ml研磨膨潤土粘土以及250mg/ml明膠的TFE溶液。電紡速率越快，支架的越強硬，越近似於模塊；當樣品紡織更慢時，支架看起來更近似於棉織物。每個樣品以4ml/hr紡織一次，然後以10-15ml/hr再紡織一次。收集完每個樣品後，將其進行水合試驗以測定其在暴露的30秒內吸收水分的比例。將繃帶分別於固定(fixed)(交聯的)和非固定狀態進行試驗。所用的交聯方法是用戊二醛蒸氣固定30分鐘。交聯時將小繃帶/織物樣品放入直徑100mm的陪替氏培養亞中，該陪替氏培養皿中含有直徑35mm裝有50%戊二醛溶液的陪替氏培養皿。一旦將繃帶樣品放入，就將大陪替氏培養皿的蓋子蓋上以製造用於交聯的封閉飽和戊二醛蒸氣環境。液體組分不直接與繃帶結構接觸。當以較高的流速(IO或15ml/hr)紡織時，粒子大小分布小於300微米的聚丙烯酸製成的l架看起來與模塊近似，然而當以較低的流速(4ml/hr)紡織時，其更近似與棉織物，但不易從心軸移除。當具有300mg/ml的膨潤土粘土、250mg/ml明膠的TFE溶液以及100mg/ml相同的聚丙烯酸的溶液以10ml/hr紡織時，其非固定支架放入水中30秒增重776%，而交聯狀態的相同支架增重1508%。而且，該樣品暴露於水中時保持其形狀不變。樣品使用粒子大小小於500微米的交聯聚丙烯酸(及其鹽)(加上250mg/ml的明膠的TFE溶液和300mg/ml研磨膨潤土)時，無論對該樣品進行電紡時流速是多少外表均近似棉織物。用該樣品製得的支架也較用先前樣品(粒子大小分布小於300微米的聚丙烯酸)製得的支架吸水量大，交聯後增重為1914%。但是，試驗的三種聚合物中，暴露於水中時該樣品也是最易溶的。實際上，當樣品處於非固定狀態時由於完全溶解，是不能收集用於吸水量測定的。用粒子大小分布小於200微米的交聯聚丙烯酸(及其鹽)製備的樣品，固定支架呈2623%,非固定支架呈2114%的高增重，但暴露於水中時該樣品的形狀不能很好的保持。由於其高吸水性，再加上良好的形狀保持，作為除明膠/膨潤土溶液外，所選擇用於進一步研究的高吸水性聚合物是粒子大小分布小於300微米的交聯聚丙烯酸(及其鹽)製成的。圖4顯示了具有粉末狀的膨潤土粘土和該高吸水性聚丙烯酸的電紡明膠的SEM。這些試驗中使用的原始粘土是粗的小丸的形式，將其研磨成微細的碎片使之易於混懸在明膠溶液中。還使用另一種與該材料相似的材料，膨潤土粘土粉末(Kalyx.com,Item#2194)。可以使用粉末大小的膨潤土粘土顆粒，由於其粒子很小可以充分地混懸於明膠溶液中。因此，電紡過程中將其抽入注射器時膨潤土不會從溶液中沉降出來。當將該粘土粉末用於電紡時，無論電紡速率如何，最終得到的支架通常具有柔軟、棉質狀的結構，儘管不一定都這樣。分別在添加和不添加粒子大小小於300微米的交聯聚丙烯酸的情況下，對該粘土粉末和明膠溶液進行電紡。將得到的支架在固定和非固定的形式下進行試驗，以測定置於水中30秒的增重量。比較由源子於貓砂的粗膨潤土和膨潤土粘土粉末構成的支架，不固定時膨潤土粘土粉末繃帶更容易分離，但固定時與粉末狀粗的膨潤土相比可吸收更多的水且能夠更好保持其形狀。圖5和6顯示了膨潤土粘土粉末的兩個SEM,—個加入粒子大小小於300微米的交聯聚丙烯酸(圖5),—個不加(圖6)。因此，優選用由濃度為200mg明膠/每毫升TFE、300mg膨潤土粘土粉末/每毫升該明膠溶液、1OOmg粒子大小分布小於300微米的交聯聚丙烯酸(及其鹽)(LiquiBlock144)/每毫升該明膠溶液製成的組合物電紡得到的繃帶(圖6)。繃帶/支架用戊二輕蒸氣固定約30分鐘。將該具體實施方案的支架置於3ml水中30秒增重2413%。而且暴露於水中後支架並不失去其形狀。實施例2.凝固研究才才泮+和方法用於I-IV各部分的研究材料如下部分I:粉末狀的膨潤土或明膠；部分II:電紡血纖維蛋白原(fibroginogen)、膨潤土或明膠；部分III:粉末化膨潤土、明膠和沸石；部分IV:粉末化膨潤土和沸石。粉末化貓砂(如上述實施例1)是膨潤土的來源。明膠來自於SigmaAldrich(catalog#G-9391)。沸石(Quickclot)來自於Z-Medica。用HASTM測定血小板功能和凝血結構參數Hemodyne止血分析機(HASTM)通過測定參數力起始時間(forceonsettime,FOT)、血小板收縮力(plateletcontractileforce,PCF)、凝塊彈性模量(dotelasticmodulus,CEM),對凝固系統整體提供總體的評價。在該儀器中放入全血的小樣品，平行表面。加入各種凝固劑引發凝固。在凝固形成的過程中從上加向下的力，變形的程度可直接用位移傳感器測定。從該測定可計算彈性模量。在凝塊形成時，凝塊中的血小板使凝塊收縮，該過程稱為凝塊收縮。產生的力拉動可移動的上盤，隨之產生的偏移用位移傳感器測定。彈性模量用作將位移信號轉化為力的校準常數。軟體包連續計算並繪製作為時間函數的凝塊彈性模量(CEM-Kdynes/cm2)和血小板收縮力(PCF-Kdynes)。CEM是對凝塊結構、血纖維蛋白原濃度、血纖維蛋白生產速率和紅細胞柔性的改變敏感的複雜參數。PCF是血小板的凝血酶依賴功能。它對凝血酶生成速率、凝血酶抑制劑的存在和GPIIb/IIIa的暴露程度敏感。測定典型地在20分鐘結束。全部的凝塊是用700jaL檸檬酸處理(citrated)過的全血形成。通過加入CaCl2和增加量的研究材料(粉末化膨潤土或明膠)在零時間引起凝固。最終的凝固條件包括CaCl210mM、pH7.4、離子強度0.15M且最終體積為0.750mL。血樣中最終材料濃度為O、10、50和75mg/mL。通過力最初的提高和彈性模量測定力起始時間(FOT)。隨後通過測定後20分鐘力的變化評價血小板的功能。用千達因(kilodyne)記錄力(PCF)。通過同時測定凝塊的彈性模量(CEM)評價凝塊的結構。CEM用每平方釐米的千達因記錄。HAS參數的定義FOT是全血中凝血酶的生成速率。PCF是血塊凝縮過程中血小板產生的力，因此用於測定凝固過程中血小板的功能。CEM與PCF同時測定，並且其反映凝塊的結構完整性。PCF很低、CEM低、FOT延長與增加的出血危險相關。CEM是對凝塊完整性和強度最完整測定。用TEG⑧測定凝血彈性描記參數用凝血彈性描記器⑧凝固分析儀5000(TEG⑧)測定成形凝塊對剪切的反應；將針插入含有全血的旋轉的杯中，隨著杯移動，血纖維蛋白聚合。記錄針的移動量作為振幅，其達到最大值。凝塊越結實，針隨杯移動距離越大，最大振幅(MA)越大或凝固強度越大。血纖維蛋白聚合和血小板收縮均有利於MA。分析如下在20iaL0.2M的CaCl2和340nL衝對蒙酸鈉處理過的全血後，向樣品杯中加入增加量的研究材料。血液樣品中最終材料的濃度是O、10、50和75mg/mL。^M介5mg/mL的電紡才羊品。血塊開始形成。凝血彈性描記參數的定義反應時間(R)是向杯中加入樣品和產生至少2mm振幅信號的時間間隔。R值典型地解釋為初始血纖維蛋白形成所需的時間。最大振幅(MA)信號是凝塊得到的最大結構完整性的反映。它取決於血纖維蛋白的含量、血纖維蛋白的結構、血小板濃度和血小板功能。剪切彈性模量強度(G)是計算的參數G=5000MA/(100-MA)。凝血彈性描記圖提供了該過程的視覺檢測。部分I.研究說明本研究的目的是l)考察膨潤土和明膠是否能夠改變血液凝固參數，2)比較增加濃度的膨潤土和明膠的凝固能力。結果由表1和圖7A-C來描述。表1.tableseeoriginaldocumentpage18na二預凝樣品；未獲得有效結果。結論在本研究中，評價了膨潤土和明膠與全血的相互作用。結果顯示，兩種材料均產生凝固初始期濃度依賴性縮短，而這影響參數PCF和ECM。增大膨潤土濃度後的TEG值如圖7C所示。結果也顯示，凝固初始期的縮短提高了凝固結構的完整性。部分n.研究說明本研究的目的在於l)考察電紡膨潤土、明膠和血纖維蛋白原是否能夠改變血液凝固參數，2)比較增大濃度的膨潤土、明膠和血纖維蛋白原的凝固能力。結果如表2和圖8A-C所示。表2tableseeoriginaldocumentpage191.來自90mg/ml的血纖維蛋白原溶液的電紡血纖維蛋白原墊(mat)(NanoLetters,3(2):213-16,2003)。2.來自120mg/ml的血纖維蛋白原溶液的電紡血纖維蛋白原墊(NanoLetters,3(2):213-16,2003)。3.來自150mg/ml的血纖維蛋白原溶液的電紡血纖維蛋白原墊(NanoLetters,3(2):213-16,2003)。4.來自200mg/ml的TFE的電紡明膠墊。5.來自加有/混懸200mg/ml膨潤土的200mg/mlTFE的電紡明膠墊。結論1)在測試的各血纖維蛋白原濃度，電紡血纖維蛋白原(5mg/ml)縮短了FOT和R,增大了PCF。具有最高血纖維蛋白原濃度(血纖維蛋白原150)的電紡材料的CEM和MA增大。2)明膠200(5mg/ml)縮短FOT和R,但並不改變PCF或MA,而且增大CEM。3)明膠200+膨潤土200(5mg/ml)對FOT、PCF和MA影響很小，但增大CEM且縮短R。4)明膠200+膨潤土200(10mg/ml)縮短FOT和R,增大PCF、CEM和MA。整體結果顯示，與血纖維蛋白原相比，聯合使用膨潤土和明膠具有很好或更好引發和形成強凝塊的能力，而且還具有生產成本低的優點。此外，膨潤土本身在比血纖維蛋白原更低的濃度時產生更高的PCF和ECM值(也見表1)。TEG(圖8C)還顯示了聯合使用明膠/膨潤土與血纖維蛋白原的良好對比。部分in.研究說明本研究的目的為l)考察膨潤土、明膠和沸石是否能改變血液凝固參數，2)比較增大濃度的膨潤土、明膠和沸石的凝固能力。結果如圖9A和B(PCF和ECM)、圖IOA和B(PCF和ECM)以及圖IIA-E(TEG)所示。結論在本研究中，評價了膨潤土、沸石和明膠與全血的相互作用。結果顯示，這些材料中的每種均產生濃度依賴性凝固初始期縮短。結杲還顯示，凝固初始期的縮短^提高了凝塊結構的完整性。總的來說，結果顯示膨潤土迅速產生凝塊，且與沸石產生的凝塊一樣強或更強，尤其是以CEM值的方式。膨潤土成本低及其柔性(其可被製成適合施用於出血位點的各種形式)是另外一個顯著的優點。實施例3.膨潤土組合物用於體內止血在學術研究委員會認可的研究中，用2隻大豬(50-80kg)測試膨潤土粘土顆粒抑制動脈出血的能力。該試驗是模仿德克薩斯州的聖安東尼奧美國軍事學會進行的外科研究。設計該模型用於測試止血劑控制高壓動脈出血(見Acheson等ComparisonofHemorrhageControlAgentsAppliedtoLethalExtremityArterialHemorrhageinSwine.JTrauma2005:59;865-875)的能力。糹會予適當的麻醉後，進行外科手術暴露第一隻動物的左側和右側股動脈和左頸動脈。將導管放入右股動脈用於動脈血壓監測。給予利多卡因以防止動脈痙攣後，將左股動脈切開6mm。讓動物出血30秒。此時將3.5盎司(大約100g)的膨潤土粘土顆粒傾於創傷上(近似等於廠家建議的QuickClot重量或體積)。然後用簡單紗布墊按壓4分鐘。該時間過後，釋;^支壓力。無進一步的出血發生。敷用時的平均動脈血壓是120mmHg。敷用後的平均動脈血壓不變。用該動物在左頸動脈進行動脈切開手術，然後立即施用3.5盎司的膨潤土粘土。按壓4分鐘。該時間過後，釋放壓力。再沒有額外的出血。動物血壓不變。除了在左頸動脈插管用於監測動脈血壓外，第二隻動物進行相同的試驗。手術分離左側和右側股動脈。血管給予利多卡因以防止血管痙攣。將右股動脈切開6mm。讓動物出血30秒。此時給予3.5盎司的膨潤土粘土，然後用簡單醫用紗布按壓該粘土4分鐘。此時釋放壓力，無進一步的出血發生。此時的平均動脈血壓是高於80mmHg。在左股動脈重複該試驗，所得結果相同。施用3.5盎司的膨潤土粘土，然後按壓4分鐘，可以完全控制出血。平均動脈血壓也高於80mmHg。試-險後對所有動物進行安樂死。上述試-瞼在某種程度上比美國軍方的模型試驗更嚴格，敷用時的平均動脈血壓通常更高，這樣對控制出血提出了更大的挑戰，傷口停止按壓後動脈血管內的流體靜力會使形成的凝塊破裂。所有情況均表明，在創傷腔處有硬模塊形成。這是由於膨潤土粘土的強吸收性。在第二隻動物中，考慮到要完全看清股動脈，將這些模塊輕鬆的從創傷處移除。沒有動脈被橫切。除去直接覆於血管上的粘土和血塊會造成再次出血，這表明血管沒有不可修復性的損傷。可移除模塊的能力在血管修復時具有醫學和外科優勢。在Acheson及其同4半(Acheson等ComparisonofHemorrhageControlAgentsAppliedtoLethalExtremityArterialHemorrhageinSwine.JTrauma2005:59;865-875)發表的文章中，試^險的所有敷料和止血方法未能阻止死亡，除了血纖維蛋白封合劑敷料具有66%的存活率外。試驗中用Hemcon繃帶、軍用敷料和QuickClot時沒有存活者。使用不同的止血模型，Alam及其同伴(Alam，等JTrauma2003;54:1077-1082)闡釋QuickClot相對於Hemocon繃帶、速用止血敷料、TraumaDex和標準用敷料的優越性。但該模型是對股動脈和靜脈進行完全橫切，且讓動物出血5分鐘。此時動脈血壓很低。同時，進行止血治療後，在創傷處按壓5分鐘。因此，該模型不如先前描述的軍方模型嚴格。事實進一步證明在軍方試驗中QuickClot沒有產生存活者。另一項研究，Alam等(JTrauma2004;56:974-983)使用上述其先前的模型，比較了Quickclot的變體和Hemocon繃帶、TraumaDex、FastAct(牛凝血因子),和QuickRelief(含有鉀鹽的高吸水性聚合物)。Quickclot的變化是將其部分水化，以便降低由Quickclot產生的放熱反應。在該研究中，僅僅原始的Quickclot產品徹底抑制了死亡率。所有其它產品的死亡率在28%-83%範圍內。該數據顯示，QuickClot的放熱反應似乎是其止血作用的最大原因。上述研究的綜合數據顯示，本發明中描述的膨潤土粘土方法提供了一種優良的止血方法，尤其當考慮到生產成本、Bi存和形式變化(顆粒、繃帶等)時。儘管以優選具體實施方案的方式描述了本發明，但本領域技術人員將認為，本發明可在宗旨範圍內或附屬權利要求範圍內變化實踐。因此，本發明不限於上述具體實施方案，而是進一步包括上述在宗旨範圍內和權利要求範圍內的所有變形和同等物。權利要求1.一種促進出血創傷止血的方法，該方法包括將包含一種或多種粘土礦物質的組合物施用於所述的出血創傷，所述組合物的量足以促進下述之一或全部i)止血，ii)形成包括所述一種或多種粘土礦物質和來自所述出血創傷的血液的模塊。2.權利要求1記載的方法，其中所述的一種或多種粘土礦物質選自高嶺土-蛇紋石型粘土、伊利石型粘土和蒙脫石型粘土。3.權利要求l記載的方法，其中所述的一種或多種粘土礦物質是膨潤土。4.權利要求1記載的方法，其中所述的一種或多種粘土礦物質的形式選自顆粒、粉末、液體、糊、凝膠、微珠、浸漬於繃帶中和電紡為繃帶。5.權利要求1記載的方法，其中所述的組合物進一步包括一種或多種物質，該物質選自脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、高吸水性聚合物、鈣、聚乙二醇、葡聚糖、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類、靜電劑、抗微生物劑、麻醉劑和螢光劑。6.權利要求l記載的方法，其中所述的出血創傷是外部創傷。7.權利要求l記載的方法，其中所述的出血創傷是內部創傷。8.—種包含一種或多種粘土礦物質的電紡纖維。9.權利要求8記載的電紡纖維，其中所述的一種或多種粘土礦物質選自高嶺土-蛇紋石型粘土、伊利石型粘土和蒙脫石型粘土。10.權利要求8記載的電紡纖維，其中所述的一種或多種粘土礦物質是膨潤土。11.權利要求8記載的電紡纖維，其還包括一種或多種物質，該物質選自明膠、高吸水性聚合物、脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、鈣、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類、抗微生物劑、麻醉劑和焚光劑。12.權利要求8記載的電紡纖維，其中所述的電紡纖維是交聯的。13.—種製備電紡纖維的方法，該方法包括以下步驟形成包含一種或多種粘土礦物質和溶劑的組合物，電紡所述組合物形成所述的電紡纖維。14.權利要求13記載的方法，其中所述溶劑為2，2，2-三氟乙醇。15.權利要求13記載的方法，其中所述組合物還包括一種或多種物質，該物質選自明膠、高吸水性聚合物、脫乙醯殼多糖、血纖維蛋白(血纖維蛋白原)、凝血酶、釣、血管活性兒茶酚胺類、血管活性肽類、抗微生物劑、麻醉劑和螢光劑。16.權利要求13記載的方法，該方法還包括交聯所述電紡纖維的步驟。17.—種包含電紡纖維的繃帶，其中所述的電紡纖維包含一種或多種粘土礦物質。18.—種電噴射微珠，其中所述的電紡微珠包含一種或多種粘土礦物質。全文摘要提供一種包含粘土礦物質的組合物及其用於促進止血的方法。該組合物包括例如膨潤土的粘土礦物質，並且用於出血的創傷時可以促進血液凝固。還提供一種包含粘土礦物質的電紡或電噴霧材料(例如繃帶、微珠等)及用於治療急性出血的方法。文檔編號A61L15/00GK101160143SQ200680012354公開日2008年4月9日申請日期2006年2月15日優先權日2005年2月15日發明者凱文·R·沃德,加裡·L·鮑林,小馬庫斯·E·卡爾,羅伯特·F·迪格爾曼申請人:維吉尼亞大學