一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法
2023-04-30 15:43:56 1
一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法。該種共價交聯形成的殼聚糖止血材料是利用交聯劑對殼聚糖進行共價交聯得到；所述的交聯劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚。一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，步驟如下：1）將殼聚糖製成水溶液；2）將交聯劑加入殼聚糖水溶液中，充分攪拌混合，然後倒入模具中，乾燥即可；所述的交聯劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚。本發明採用1,4-丁二醇二縮水甘油醚，在酸性條件下對殼聚糖進行交聯。其中，1,4-丁二醇二縮水甘油醚中的環氧乙烷基團在酸性條件下，與殼聚糖上的羥基發生開環反應，通過生成醚鍵而形成交聯的產物。本發明方法使用的交聯劑相對安全，製備工藝簡單易行，生產成本較低。
【專利說明】一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 人體的出血可以發生在各種狀況，比如，外科手術、動脈穿刺(動脈介入性診斷和 介入性治療)、戰傷及日常生活中的大小創傷。人體大量的失血會導致嚴重的後果，以致威 脅生命。創傷非控制性失血是日常生活中平民死亡的第二位原因，是戰場上的第一死因。因 此，對於止血材料的研發一直是國內外關注的焦點。
[0003] 迄今為止，在外科手術出血的處理中，臨床上使用的止血材料主要為可降解的天 然聚合物的衍生材料，如明膠海綿、氧化纖維素、微纖維膠原粉末、纖維蛋白膠和膠原海綿。 但是由於它們的種種不足無法滿足臨床上的廣泛需求(胡幗穎、顧漢卿，止血劑基礎與臨 床應用研究新進展；透析與人工器官[J] 2010 .6 :21 (2) :29-35)。
[0004] 殼聚糖，又稱聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-P-D葡萄糖，是一種廣泛存在於自然界 的幾丁質通過部分脫乙醯化後得到的線性陽離子多糖。由於其本身被認為具有良好的生物 相容性、可降解性、抗菌活性和促進創口癒合性等優點而被廣泛研究。在1983年Malette 等發表了殼聚糖的止血功能的結果後，科學家們開始嘗試採用殼聚糖研製止血材料。2002 年9月，美國FDA批准了由美國HemCon Medical Technologies公司生產的HemCon止血產 品，並且此產品於2003年在阿富汗戰爭中被美國軍方使用。迄今為止，美國FDA已經批准 了 HemCon止血綁帶、CELOX、Clo-Sur P. A. D等殼聚糖類止血產品上市。
[0005] 同時，也有國內外專利公開了對殼聚糖類止血劑的研究結果，比如，美國專利 US4532134涉及了對殼聚糖材料脫乙醯度、分子量、溶解所用溶劑、溶解後溶液濃度以及溶 液PH等條件的優化，製備了殼聚糖止血劑，並通過動物實驗證明了殼聚糖止血劑不僅具 有良好的止血效果，同時還具有可以抑制纖維增生、促進組織再生等作用。直接使用殼聚 糖為原料進行止血海綿製備的專利包括，中國發明專利ZL03153820. 7、200810198164. 4、 201010291789. 2 與中國發明專利申請 02109638. 4、200680030822. 8、200110115108. 5、 201110382475. 8、201210545888. 8、201210033793. 8。其中，中國發明專利 201010291789. 2 公開了新型的殼聚糖提取方法，在提取的新工藝上自製殼聚糖止血海綿，凍幹後得到多 孔易吸收的止血材料，並且通過動物實驗證明，此止血材料具有優越的止血性能。有研 究發現，直接使用殼聚糖為原料製備的殼聚糖海綿機械強度較差，因此陸續出現了一 些相關的改進方法的專利，比如，中國發明專利200810198164. 4和中國發明專利申請 200710115108. 5、02109638. 4、20101048730. 8公開了利用其他天然多糖材料與殼聚糖進行 混合、製備止血海綿的相關技術。但是，相關製備工藝複雜並且所得到的止血劑溼態穩定性 較差(遇血溶解、或變成凝膠狀)，比如目前研究最多的以殼聚糖與明膠為主要成分製備而 成的多孔止血海綿，易在大量出血的傷口處溶解，無法發揮凝血作用（吳斌，孫雲等.一種 用於輔料的止血海綿製備方法[P].中國發明專利申請201210545888. 8，2012-12-14)。
[0006] 為了解決上述問題，使用交聯劑對殼聚糖進行交聯而製備止血劑的技術得到了發 展，比如專利CN9110678. 4公開了將甘油加入甲殼素溶液中，再用甲醛進行交聯固化，冷凍 成型後洗去甲醛切片封裝的技術。據稱，利用此方法所製得的止血海綿質地柔軟，與人體有 良好的組織相容性、無毒，對創面無刺激；專利CN03112762. 2也提供了一種用殼聚糖等多 糖為原料使用戊二醛、或甲醛進行交聯製備海綿的方法。可是，這些專利中所涉及使用的交 聯劑本身具有毒性。除此之外，中國專利申請201110382475. 8、201210033793. 8公開了添 加凝血酶等生物活性因子、抑菌劑、增塑劑以及發泡劑在殼聚糖止血海綿中的製備技術。
[0007] 綜上所述，從目前所公開的殼聚糖止血材料製備技術來看，由於種種原因還無法 完全滿足臨床的需求。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在於提供一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料及其製備方法。
[0009] 本發明所採取的技術方案是： 一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料，其是利用交聯劑對殼聚糖通過共價鍵進行化學 交聯得到；所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
[0010] 一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，步驟如下： 1) 將殼聚糖製成水溶液； 2) 將交聯劑加入殼聚糖水溶液中，充分攪拌混合，然後倒入模具中，乾燥即可； 所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
[0011] 1，4- 丁二醇二縮水甘油醚與殼聚糖分子中單糖單位的摩爾比例為0. 001:1~1:1。
[0012] 殼聚糖溶液為用水溶液、含有機溶劑的水溶液、或酸水溶液配製成的殼聚糖水溶 液，其中，使用的酸為有機酸和無機酸。
[0013] 殼聚糖溶液為通過殼聚糖溶於醋酸水溶液中製成。
[0014] 所述的殼聚糖溶液中，殼聚糖的濃度為1% - 3% (w/v)。
[0015] 所述的醋酸溶液中，醋酸的濃度為1% - 3% (v/v)。
[0016] 所述模具的材質為聚四氟乙烯鍍膜的鋁板材質。
[0017] 本發明的有益效果是： 本發明採用1，4-丁二醇二縮水甘油醚，在酸性條件下對殼聚糖進行交聯。其中， 1，4-丁二醇二縮水甘油醚中的環氧乙烷基團在酸性條件下，與殼聚糖上的羥基發生開環反 應，通過生成醚鍵而形成交聯的產物。本發明方法使用的交聯劑相對安全，製備工藝簡單易 行,生產成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為加入交聯劑BDDE (0. 05eq)所製備的殼聚糖海綿，浸泡在2%醋酸水溶液中 震湯30min後的形態。
[0019] 圖2為加入交聯劑BDDE(0.05eq)(左）與未加交聯劑(右）所製備的殼聚糖海綿， 浸泡在水溶液中靜置IOmin後的形態。
[0020] 圖3為交聯劑BDDE在不同摩爾比例下共價交聯的2%殼聚糖海綿的凝血率(處理 Imin)與市場上已有止血產品凝血率的對比圖。
[0021] 圖4為交聯劑BDDE在不同摩爾比例下共價交聯的2%殼聚糖海綿的凝血率(處理 3min)與市場上已有止血產品凝血率的對比圖。
[0022] 圖5為交聯劑BDDE在不同摩爾比例下共價交聯的3%殼聚糖海綿的凝血率(處理 Imin)與市場上已有止血產品凝血率的對比圖。
[0023] 圖6為交聯劑BDDE在不同摩爾比例下共價交聯的3%殼聚糖海綿的凝血率(處理 3min)與市場上已有止血產品凝血率的對比圖。
【具體實施方式】
[0024] -種共價交聯形成的殼聚糖止血材料，其是利用交聯劑對殼聚糖通過共價鍵進行 化學交聯得到；所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
[0025] -種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，步驟如下： 1) 將殼聚糖製成水溶液； 2) 將交聯劑加入殼聚糖水溶液中，充分攪拌混合，然後倒入模具中，乾燥即可； 所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
[0026] 1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚與殼聚糖分子中單糖單位的摩爾比例為0.001:1~1:1; 優選的，為0.05:1或0. 10:1或0.20:1。殼聚糖分子中單糖單位的摩爾量的測定為公知常 識。
[0027] 殼聚糖溶液為用水溶液、含有機溶劑的水溶液、或酸水溶液配製成的殼聚糖水溶 液，其中，使用的酸為有機酸和無機酸；優選的，為酸水溶液；更進一步優選的，為醋酸水溶 液。
[0028] 殼聚糖溶液為通過殼聚糖溶於醋酸水溶液中製成。
[0029] 所述的殼聚糖溶液中，殼聚糖的濃度為1% - 3% (w/v);優選的，為2%或3%。
[0030] 所述的醋酸溶液中，醋酸的濃度為1%-3% (v/v);優選的，為2%。
[0031] 所述模具的材質為聚四氟乙烯鍍膜的鋁板材質。
[0032] 下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明： 實施例1: 稱取殼聚糖(粘度IOOmPa ? s，脫乙醯度90%) (0. 34g，單糖單位的摩爾量為21. 2mmol) 溶於2%醋酸溶液（v/v，17ml)，得到2%殼聚糖溶液（w/v)，在40°C搖床振蕩24h，使其完全 溶解。加入1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚（21.3mg，0.05eq)，機械攪拌混勻後倒入直徑為 6cm的模具中靜置12h，冷凍乾燥，得到厚度為5_的海綿狀製品。
[0033] 實施例2: 與實施例1步驟完全相同，其區別在於加入1，4- 丁二醇二縮水甘油醚的量為42. 6mg， (0?10eq)。
[0034] 實施例3: 與實施例1步驟完全相同，其區別在於加入1，4- 丁二醇二縮水甘油醚的量為85. 2mg， (0?20eq)。
[0035]實施例4: 稱取殼聚糖(粘度IOOmPa ? s，脫乙醯度90%) (0. 51g)溶於2%醋酸溶液（v/v，17ml)， 得到3%殼聚糖溶液（w/v)，在40°C搖床振蕩24h，使其完全溶解。加入1，4_ 丁二醇二縮水 甘油醚（32. Omg, 0. 05eq)，機械攪拌混勻後倒入直徑為6cm的模具中靜置12h，冷凍乾燥， 得到厚度為5mm的海綿狀製品。
[0036] 實施例5: 與實施例4步驟完全相同，其區別在於加入1，4- 丁二醇二縮水甘油醚的量為64. Omg(0?10eq)。
[0037] 實施例6: 與實施例4步驟完全相同，其區別在於加入1，4- 丁二醇二縮水甘油醚的量為128. Omg(0?20eq)。
[0038] 溶解性實驗 為了證明製備的殼聚糖海綿是通過交聯形成，對未加交聯劑和加入交聯劑得到的殼聚 糖海綿製品進行溶解性測試。
[0039] 1、2% (V/V)醋酸水溶液 選取加入最少量交聯劑的海綿製品，即實施例1以及未加交聯劑形成的海綿各15mg， 分別置於IOml離心管中，各加入2%醋酸水溶液5ml。放入振蕩器中（轉速為200-300rpm) 震蕩30min，結果顯示，未加交聯劑的海綿完全溶解在2%醋酸水溶液中，而實施例1僅溶脹 並未溶解。溶脹情況如圖1所示。
[0040] 2、水溶液 選取加入最少量交聯劑的海綿製品，即實施例1以及未加交聯劑形成的海綿各約 IX lcm，置於一次性培養皿中，各加入水溶液5ml。靜置lOmin，結果顯示，未加交聯劑的海 綿呈凝膠狀，實施例1變為溶脹的海綿狀。如圖2所示。
[0041] 吸液性實驗 參考（付小兵，吳志谷，現代創傷輔料理論與實踐[M]，北京：化學工業出版社，2007: 651)中實驗方法對具體實施方案中的止血海綿製品進行吸液性的測試。由於磷酸緩衝液 比水更接近人體體液，在測試中將參考文獻中實驗所用的蒸餾水改為磷酸緩衝液pH 7. 4。
[0042] 1、分別取實施例1-6中所製備的止血海綿製品，保證製品在乾燥狀態下稱量，記 為Wdry (g); 2、 將製品中加入磷酸緩衝液pH 7. 4,室溫浸泡2h ; 3、 2h後將未被海綿吸收的磷酸緩衝液用吸管以及濾紙吸乾，稱量記為Wwrt (g)。
[0043] 4、利用公式1計算出各個製品的吸液性。
[0044]吸液性=(Wwet-Wdry) /Wdry(公式1) 表1.共價交聯的殼聚糖海綿的吸液性+
【權利要求】
1. 一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料，其特徵在於：其是利用交聯劑對殼聚糖通過 共價鍵進行化學交聯得到；所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
2. 權利要求1所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在於： 步驟如下： 1) 將殼聚糖製成水溶液； 2) 將交聯劑加入殼聚糖水溶液中，充分攪拌混合，然後倒入模具中，乾燥即可； 所述的交聯劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚。
3. 根據權利要求1所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：1，4- 丁二醇二縮水甘油醚與殼聚糖分子中單糖單位的摩爾比例為0. 001:1~1: 1。
4. 根據權利要求1所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：殼聚糖溶液為用水溶液、含有機溶劑的水溶液、或酸水溶液配製成的殼聚糖水溶液，其 中，使用的酸為有機酸和無機酸。
5. 根據權利要求4所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：殼聚糖溶液為通過殼聚糖溶於醋酸水溶液中製成。
6. 根據權利要求5所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：所述的殼聚糖溶液中，殼聚糖的濃度為1% - 3% (w/v)。
7. 根據權利要求5所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：所述的醋酸溶液中，醋酸的濃度為1% - 3% (v/v)。
8. 根據權利要求1所述的一種共價交聯形成的殼聚糖止血材料的製備方法，其特徵在 於：所述模具的材質為聚四氟乙烯鍍膜的鋁板材質。
【文檔編號】A61L15/42GK104474576SQ201410730135
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】黃山凌子, 胡碧煌 申請人:蘭州凱博藥業股份有限公司