一種含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑及其製備方法與流程

2023-05-28 12:08:16

本發明涉及一種止血劑，具體涉及一種含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑及其製備方法，屬於外用止血敷料技術領域。

背景技術：

失血過多是引起創傷死亡的主要原因之一，開發止血速度快、穩定、安全的止血劑，對創傷緊急救助尤其是軍隊戰傷、車禍、自然災害等院前急救具有重要的意義。止血材料的研發一直是國內外關注的熱點，目前的止血材料主要有生物止血劑類如凝血酶、蛋白酶等，有機高分子如殼聚糖、海藻酸鈉，無機物如二氧化矽，以及天然矽酸鹽類礦物材料。相比於其它止血材料，天然矽酸鹽類礦物材料具有止血速度快、穩定性高、產量大等優點。國內關於矽酸鹽類止血材料的研究還多處於基礎研究階段，其中，批准上市的「血盾」止血粉，主要原料為鈣型沸石。但沸石吸附水的同時釋放出大量的吸附熱，其熱效應可能引起局部組織灼傷。研究表明高嶺土層狀結構和表面微細孔隙使其具有良好的吸附性能，可選擇性吸收血液中的水，有效濃縮凝血活性物質；使血小板聚集粘附，同時可以激發凝血因子，啟動內源性凝血途徑，達到凝血目的；此外高嶺土在止血時沒有熱損傷，但是其存在溶血率高的明顯缺陷。含高嶺土止血劑的研究主要是以高嶺土為止血原料，與其他止血藥物如中藥三七、榭皮素混合共同作用，或者通過負載或混合製成各種止血紗布產品。赤石脂、赭石在我國中醫藥史記錄中具有明顯的止血效果，並已經作為藥物的主要成分應用於醫藥市場，其包含止血成分，但是赤石脂、赭石等天然礦物雜質含量高，需要複雜的處理工序，生物相容性差，使用安全性低。目前還沒有鐵氧化物微納材料負載在高嶺土上製備複合止血劑的相關報導。

技術實現要素：

針對現有技術上述的不足，本發明的一個目的是在於提供一種止血速度快，能促進創口癒合，且無明顯細胞毒性，無溶血現象，生物相容性高的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑。

本發明的另一個目的是在於提供一種原料豐富、步驟簡單、易操作的製備所述含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑的方法。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑，其由納米高嶺土和鐵氧化物組成。

本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑，以納米高嶺土為載體，納米級鐵氧化物原位生成並負載在納米高嶺土表面上，且兩者都具有一定的止血作用，兩者以微納形態複合後，具有明顯的協同增效作用，不但止血速度快，能促進創口癒合，而且無明顯細胞毒性，無溶血現象，生物相容性高，明顯增強止血效果，安全性高。

優選的方案，鐵氧化物的質量百分比含量為15％～45％。

優選的方案，所述鐵氧化物為羥基氧化鐵(feooh)、α-三氧化二鐵(α-fe2o3)、γ-三氧化二鐵(γ-fe2o3)或四氧化三鐵(fe3o4)。

本發明還提供了一種鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑的製備方法，其包括以下步驟：

1)將納米高嶺土與聚合羥基鐵離子溶液混合，在體系ph值為3～7、溫度為50℃～70℃的條件下反應，得到羥基氧化鐵/納米高嶺土複合止血劑；

2)所述羥基氧化鐵/納米高嶺土複合止血劑置於空氣氣氛中，於500～550℃溫度煅燒，得到α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑；

3)所述α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑置於還原性氣氛中，於400～450℃溫度煅燒，得到四氧化三鐵/納米高嶺土複合止血劑；

4)所述四氧化三鐵/納米高嶺土複合止血劑置於空氣氣氛中，於200～250℃溫度下煅燒，得到γ-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑。

優選的方案，所述納米高嶺土由高嶺土經過插層、剝片處理得到。

優選的方案，所述聚合羥基鐵離子溶液通過如下方法製備得到：在40～80℃(優選為70℃)溫度條件下，將氫氧化鈉溶液滴加到氯化鐵溶液中後，在室溫下陳化12～24h，即得聚合羥基鐵離子溶液。

較優選的方案，納米高嶺土和聚合羥基鐵離子溶液的固液比為(1～3)/50g/ml(優選為1/50g/ml)。所述聚合羥基鐵離子溶液的濃度為0.1～0.6m。

進一步優選的方案，步驟3)中，在氫氣/氬氣混合氣氛中煅燒，氫氣體積百分比濃度為5～12％。

較優選的方案，步驟1)中，反應時間為24～72h。

較優選的方案，步驟2)中，煅燒時間為3～5h。

較優選的方案，步驟3)中，煅燒時間為0.5～1.5h。

較優選的方案，步驟4)中，煅燒時間為1～1.5h。

本發明還提供一種含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑的製備方法，包括以下步驟：

(1)高嶺土通過醋酸鉀和/或尿素插層改性，機械或超聲剝離法剝片，製備納米高嶺土；

(2)分別配製氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液，在40～80℃下將氫氧化鈉逐滴加入到氯化鐵溶液中，滴加結束後，將反應體系在室溫下陳化12～24h，製備濃度為0.1～0.6m聚合羥基鐵離子溶液；

(3)將納米高嶺土加入濃度為0.1～0.6m的聚合羥基鐵離子溶液中，其中固液比為(1～3)/50g/ml，滴加氫氧化鈉調節溶液體系ph值3～7，加熱攪拌24～72h，液固分離，洗滌，乾燥，得到羥基氧化鐵/納米高嶺土複合止血劑；

(4)將羥基氧化鐵/納米高嶺土複合止血劑在空氣中500～550℃下煅燒3～5h，得到α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑；

(5)將α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑在還原性氣氛中煅燒部分還原，煅燒溫度為400～450℃，煅燒時間為0.5～1.5h，得到四氧化三鐵/納米高嶺土複合止血劑，其中還原氣氛為氫氣與高純氬氣的混合氣氛(氫氣體積含量為5～12％)；

(6)將四氧化三鐵/納米高嶺土複合止血劑在空氣氣氛煅燒，溫度為200～250℃，煅燒時間為1～1.5h，得到γ-三氧化二鐵/高嶺土複合止血劑。

本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑是通過沉澱法製備得到，以納米高嶺土為載體，原位沉積鐵氧化物，鐵氧化物以納米顆粒形式負載在納米高嶺土表面。

相對現有技術，本發明的技術方案具有如下優點：

(1)本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑綜合併增強了鐵氧化物和高嶺土兩者的止血效果，具有止血速度快，明顯促進創口癒合的優點。

(2)本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑無明顯細胞毒性，無溶血現象，生物相容性高，安全性能更高。

(3)本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑採用的原料來源廣、豐富，具有成本低的優點。

(4)本發明的含鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑的製備方法步驟簡單，易操作，有利於規模化生產。

附圖說明

【圖1】為本發明複合止血劑的xrd圖。

【圖2】為本發明複合止血劑的掃描電鏡圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明的三氧化二鐵/納米高嶺土複合材料可用於出血傷口，加快凝血速率，促進傷口癒合。

本說明書中的術語「高嶺土」的化學式al2o3·2sio2·2h2o，在一些形式中，高嶺土包含二氧化矽含量約45.31％，氧化鋁約37.21％，水約14.1％。

本說明書中實施例中的高嶺土為中國高嶺土有限公司的標準產品，產地為江蘇蘇州。

實施例1

本實施例提供了一種納米高嶺土的製備，按照如下方法製備：

稱取4g高嶺土，加入10g醋酸鉀，研磨約30min至糊狀，加入10％的去離子水，轉至燒杯中，室溫靜置三天。乙醇洗滌，過濾，60℃乾燥24h。將醋酸鉀插層高嶺土，加入去離子水中，超聲處理30min，洗滌、過濾、乾燥。標記為kaolinkac。

實施例2

本實施例提供了一種聚合羥基鐵離子的製備，按照如下方法製備：稱取2.4g氫氧化鈉，加入150ml水，配製0.4mol/l的氫氧化鈉溶液。稱取10.8gfecl3.6h2o，加入100ml去離子水配製0.4mol/l的fecl3溶液。在70℃水浴劇烈攪拌條件下將150ml濃度為0.4mol/l的naoh溶液緩慢滴加入100ml濃度為0.4mol/lfecl3溶液中，滴加完畢後取出緩慢降溫，得到穩定的紅褐色透明鐵聚合物溶液備用。標記為聚合羥基鐵離子溶液。

實施例3

本實施例提供了一種羥基氧化鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.4m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為feooh-kaolinkac。

實施例4

本實施例提供了一種α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.4m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為α-fe2o3-kaolinkac。

實施例5

本實施例提供了一種α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.1m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為3。在水浴中加熱到50℃，磁力攪拌24h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為α-fe2o3-kaolinkac-1。

實施例6

本實施例提供了一種α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.2m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌48h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為α-fe2o3-kaolinkac-2。

實施例7

本實施例提供了一種α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.6m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為7。在水浴中加熱到70℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為α-fe2o3-kaolinkac-6。

實施例8

本實施例提供了一種γ-三氧化二鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.4m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。在含10％氫氣的高純氬氣中450℃煅燒1h。在空氣氣氛中250℃煅燒1h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為γ-fe2o3-kaolinkac。

實施例9

本實施例提供了一種四氧化三鐵/納米高嶺土複合止血劑，按照如下方法製備：

稱取5g醋酸鉀插層處理後的高嶺土，加入250ml0.4m聚合羥基鐵離子溶液中。用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。在含10％氫氣的高純氬氣中450℃煅燒1h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為fe3o4-kaolinkac。

實施例10

本實施例提供了一種α-三氧化二鐵顆粒，按照如下方法製備：

將250ml0.4m聚合羥基鐵離子溶液中加入錐形瓶中，用5mnaoh溶液調節反應體系ph為5。在水浴中加熱到60℃，磁力攪拌72h。洗滌，分離，60℃乾燥24h。在空氣氣氛下煅燒，150℃1h，250℃1h，550℃4h。密閉保存於底部放置變色矽膠的乾燥皿中備用。標記為α-fe2o3。

應用實施例

止血實驗：選用體重在200-250g，年齡4-6周的斯普拉格-杜勒鼠為動物實驗對象。將老鼠隨機分組，每組有六隻老鼠，正常餵養實驗用的老鼠，不做限制。用手術剪在尾靜脈處製造1cm長創口，待出血後，敷上樣品使樣品充分覆蓋創口，上藥時稍加按壓出血處，用秒表記錄出血時間。止血標準為創面沒有射血和滲血現象出現，即凝固且不再重新滲血。

創口癒合：創口處理實驗前，首先對實驗老鼠肌肉注射35.0mgkg-1氯胺酮和5.0mgkg-1甲苯噻嗪進行麻醉處理，將老鼠固定在大鼠固定板上。將鼠背進行脫毛處理，脫毛有效面積約(2cm×2cm)，並用乙醇清洗脫毛後的鼠背。

用手術剪和鉗子在脫毛處理清洗過的鼠背上製造一塊創口(1.0cm×1.0cm)，擦去創口流出的血液，立即用複合止血樣品粉末平鋪在創口上，依次用繃帶、紗布包住創口。用數位相機記錄各複合止血劑的傷口癒合過程。每隔2-3天換一次藥(複合止血劑)，觀察創口癒合情況。

癒合創口組織學分析：10天後，創口基本癒合，切取傷口處組織，將該組織直接浸入4％多聚甲醛中固定，包埋，切片，分別用蘇木精-曙紅試劑(h&e)、馬森(masson)、天狼星紅(sr)染色，觀察各組組織癒合情況。

複合止血劑細胞毒性：選用成纖維細胞l929細胞評估複合止血劑的生物相容性。使用改良杜氏培養液培養纖母細胞，具體為10％牛胎兒血清，2mm左旋谷醯胺，4.5gl–1葡萄糖1％抗生素/抗真菌素溶液。將成纖維細胞置於37℃，5％co2無菌環境下培養。每兩天更換新鮮的培養液直到細胞達到聚集程度。

mtt法評估細胞毒性：將複合止血劑加入24-孔板中，每個孔板接種1ml細胞懸濁液，濃度為2×104cellsml–1，複合止血劑濃度為0-2mg/ml。將100μlmtt溶液注入每個孔板，然後將細胞培養4h。一旦培養完成，去掉上層清液，加入200μl的dmso，呈現藍色還原產物甲臘。然後將溶解的溶液轉入96孔板中，用酶標儀(570nm)測其吸光度，做三組平行實驗。以只加培養液做空白組，加細胞和培養液的做對照組，用於校正細胞存活率。

溶血實驗：將80mg的複合止血劑與0.4ml的10％紅細胞溶液混合，室溫條件下靜止1h。取出150μl於96孔板中，用酶標儀(540nm)測其吸光度。分別以水和pbs作為陽性對照和陰性對照。

溶血率(％)＝(樣品吸收-陰性對照吸收)/(陽性對照吸收-陰性對照吸收)×100％。

實驗結果：

鐵氧化物/納米高嶺土複合止血劑的製備：經x射線衍射技術鑑定，如圖1所示，實施例3、4、8、9所製得的樣品羥基氧化鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵/納米高嶺土、γ-三氧化二鐵/納米高嶺土、四氧化三鐵/納米高嶺土中分別為羥基氧化鐵、α-三氧化二鐵、γ-三氧化二鐵、四氧化三鐵的特徵衍射峰。如圖2所示。高嶺土保持完整的假片狀六方形結構，實施例3中羥基氧化鐵為紡錘狀形貌，粒徑約100nm。實施例4、8、9中的鐵氧化物為多面體，小顆粒負載在高嶺土片表面和側面，此外還有部分顆粒在煅燒過程中形成粒徑約300nm大顆粒。

止血實驗：空白對照組、高嶺土以及實施例3、4、8、9所製得的樣品羥基氧化鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵/納米高嶺土、γ-三氧化二鐵/納米高嶺土、四氧化三鐵/納米高嶺土的止血時間分別為313±23、227±17、298±14、183±16、212±11、218±15s，與空白對照組相比具有較好的止血效果，且比單獨高嶺土效果好。

高嶺土及實施例5、6、4、7、10所製得不同α-三氧化二鐵質量分數的α-三氧化二鐵/納米高嶺土複合物的止血時間分別為227±17、158±21、132±13、183±16、216±13、193±9s，相應的α-三氧化二鐵質量分數分別為0、15.7％、23.9％、43.6％、49.4％、100％。

創口癒合：高嶺土以及實施例3、4、8、9、10所製得的樣品羥基氧化鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵/納米高嶺土、γ-三氧化二鐵/納米高嶺土、四氧化三鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵顆粒加入加快了傷口的癒合，減少炎症，促進組織重塑。

細胞毒性：以成纖維細胞為對象，評估各複合止血劑的細胞毒性，高嶺土以及實施例3、4、8、9、10所製得的樣品羥基氧化鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵/納米高嶺土、γ-三氧化二鐵/納米高嶺土、四氧化三鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵顆粒止血劑對細胞幾乎無明顯毒性，生物相容性好。

溶血現象：高嶺土的溶血率較高，為30％，有溶血現象。實施例3、4、8、9、10所製得的樣品羥基氧化鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵/納米高嶺土、γ-三氧化二鐵/納米高嶺土、四氧化三鐵/納米高嶺土、α-三氧化二鐵顆粒的溶血率均低於5％，說明沒有引起溶血。

以上所述僅為本發明的較佳實例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。