透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿的制備及其性能研究*

李紅梅，李俊起，尹弢，張素文，李尚賓，郈秀菊

（山東省藥學科學院，山東省醫用高分子材料重點實驗室，濟南250101）

1 引 言

突發事件造成的意外傷害中，大出血導致的死亡一直是臨床上面臨的問題。當傷者的血量損失達20%，約800 mL時就有可能出現休克，甚至會危及生命。如何解決大出血的問題，已經越來越引起人們的重視[1]。

止血材料[2-9]一直是國內外研究的熱點，目前開發的止血產品，在臨床手術中應用廣泛，對傷口局部出血、少量出血的止血有很好的效果。臨床上常用的止血材料有氧化再生纖維素類、纖維蛋白膠類、殼聚糖類、膠原蛋白類等。材料來源不同，止血機理各不相同，可適用于不同創面的止血。而透明質酸鈉類的止血產品鮮見有開發。

本研究制備了透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿，具有快速吸液和止血性能。透明質酸鈉通過交聯增加了海綿的機械性能；而淀粉[10-11]的加入降低成本，增加了傷口的粘附性并提高了降解速度。本研究對透明質酸鈉與碳化二亞胺[12-14]的交聯工藝以及交聯后的凝膠與淀粉的復配進行了研究，制備出了具有快速吸液和止血性能的透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿，并對其形貌、止血性能以及體內降解進行了研究。

2 材料和方法

2.1 材料

透明質酸鈉（HA），醫用級，華熙福瑞達生物醫藥有限公司；碳化二亞胺（EDC），上海共價化學科技有限公司；羧甲基淀粉鈉（CMS），醫用級，華唯纖維素有限公司。

2.2 儀器設備

冷凍干燥機，FD-1A-50型，北京博醫康實驗儀器有限公司；真空壓膜機，FM1202型，北京富友科技有限責任公司；萬能材料試驗機，AGS-H 5kN，日本島津公司；熱重分析儀，TG209F3型，德國netzsch公司；掃描電子顯微鏡，SUPRA 55型，德國蔡司Zeiss。

2.3 實驗方法

（1）稱取一定量的透明質酸鈉加入適量水中，磁力攪拌溶解；然后加入適量交聯劑，攪拌10 h，用蒸餾水洗滌，過濾，得到塊狀交聯凝膠，以3 000 r/min攪拌交聯凝膠30 min，得到均勻的交聯透明質酸鈉凝膠顆粒。

（2）稱取一定量的羧甲基淀粉鈉加入適量水中，磁力攪拌溶解，將（1）中的凝膠顆粒加入，攪拌均勻。然后低溫冷凍干燥，8 MPa的壓力下制得透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿。用鋁箔包裝密封后，Co60照射滅菌。

2.4 吸水倍率測試

稱取壓縮海綿0.8 g[15]，置于潔凈干燥的培養皿中，稱重m1，加入適量去離子水，待海綿吸水飽和后，倒出多余水分，稱重m2，根據式（1）計算吸水率A。

2.5 吸水速率測試

稱取壓縮止血海綿0.2g，加入水，開始計時，直至樣品完全吸水，記錄時間（s），吸水速率在20～40 s。

2.6 拉伸強度測試

將壓縮止血海綿裁成50 mm×12.5 mm，采用材料試驗機進行拉伸強度測定，材料試驗機的移動速度為（50±5）mm/min，夾持間距為20 mm。記錄最大載荷kgf。

2.7 熱重分析

升溫范圍30～800℃，升溫速率10℃/min，氮氣流速20 mL/min，氧化鋁坩堝。

2.8 SEM測試

取壓縮止血海綿，表面真空鍍金后進行掃描電鏡測試，觀察表面形貌。

2.9 動物有效性測試

取健康家兔64只，體重在2.5～3 kg，按照性別、體重隨機分組，每組8只，雌雄各半，分別為模型對照組（組號7）、陽性對照品組（組號8）和樣品組。家兔用1%戊巴比妥鈉30 mg/kg耳緣靜脈注射麻醉后耳部脫毛，輕彈幾下。距耳尖部8 cm處割斷耳動脈，3 s后擦拭創面，將相應受試物覆蓋創面，并且開始計時，輕壓壓縮止血海綿，讓其吸附在創面上。每隔30 s觀察傷口的流血情況，用濾紙條輕輕蘸吸直至血液不再滲出，記錄所需時間即為有效止血時間。模型對照組使用醫用紗布止血，陽性對照品組使用大清生物紙。在試驗過程中，觀察壓縮止血海綿在不用外力按壓的情況下能否與傷口貼合，以考察樣品與組織的粘附性。

2.10 動物降解試驗

將60只SD大鼠分為6組，每組10只，雌雄各半[13]，由山東省藥學科學院新藥評價中心提供，用1%戊巴比妥鈉（雌性35 mg/kg、雄性40 mg/kg）將60只SD大鼠腹腔注射麻醉后，在每只動物肝臟相同部位分別取橫切面約5 mm×5 mm、深約3 mm的出血創面，有血珠滲出后擦拭創面，將壓縮止血海綿覆蓋于相應創面，完全止血后縫合腹壁，放回籠中繼續飼養。所有動物均給予青霉素鈉3 d。3周剖解動物，肉眼觀察降解情況。并且分別切取植入部位組織標本，包括植入物及其周圍足夠多的未受影響的組織。光學顯微鏡下進行組織學評價。

3 結果與討論

3.1 交聯工藝篩選

分別按照 HA：EDC=1∶1、2∶1、5∶1、10∶1、20∶1的比例進行交聯試驗，-55℃凍干24 h，壓制、輻照滅菌，然后測試其吸水倍率和拉伸強度。其結果見表1，HA：EDC的最佳比例為2∶1。

表1 交聯透明質酸的性能測試Table 1 Performance test of cross-linked hyaluronic acid

3.2 配方工藝篩選

分別配制質量濃度為2%、4%、6%、8%的羧甲基淀粉鈉水溶液，取HA：EDC=2∶1的透明質酸鈉凝膠，和淀粉質量比分別為 1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，測試其拉伸強度、吸水倍率和吸水速率，見表2，最佳配方：羧甲基淀粉鈉質量濃度為6%，和透明質酸鈉凝膠的比例為1∶3。

表2 壓縮止血海綿的拉伸強度和吸水倍率Table 2 Stretching strength and absorbent rate of compressed hemostatic sponge

3.3 TGA的測試

分別將透明質酸鈉和壓縮止血海綿的樣品作TGA分析，結果見圖1。

圖1 透明質酸鈉和壓縮止血海綿的TGA圖Fig 1 The TGA of HA and compressed hemostatic Sponge

透明質酸鈉的分解溫度為236.8℃，壓縮止血海綿的分解溫度為284.4℃。說明壓縮止血海綿已經交聯，分解溫度越高，熱穩定性越好，又具有空間網絡結構，更滿足臨床使用要求。

3.4 SEM測試

壓縮止血海綿的掃描電鏡圖（放大100倍和放大200倍），見圖2。

圖2 透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿的掃描電鏡圖Fig 2 The SEM of Sodium hyaluronate-starch compressed hemostatic sponge

由圖2可知，本實驗制備的透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿形成了網絡結構，為透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿快速吸液提供了基礎。

3.5 動物有效性試驗

表3 各組動物有效性試驗Table 3 Hemostatic time of groups

由表3的數據可知，本研究得到的壓縮止血海綿止血時間短，出血量少。

在實驗過程中，陽性對照品組（組號8）和樣品組與傷口的貼合程度較好，與組織的粘附性好，不需要較大的外力即可貼合。

3.6 動物降解試驗

主要儀器設備：電子稱，秒表，游標卡尺，濾紙，脫脂棉，手術器械等。

在植入期內每周定點觀察每只動物，均無任何異常現象。3周時剖解動物，肉眼觀察材料不可見。組織病理學結果：3周植入部位肌肉包膜全部完好。HE染色結果：3周時切除的肝組織處肝組織結構正常，未觀察到樣品殘留，3周的組織切片見圖3。

圖3 3周時的病理切片（10×；100μm）Fig 3 Pathological section of 3 weeks（10×；100μm）

4 結論

本研究對透明質酸鈉的交聯工藝以及透明質酸鈉淀粉配方工藝進行了摸索，HA：EDC的比例為2∶1，羧甲基淀粉鈉質量濃度為6%，和交聯透明質酸鈉凝膠的比例為1∶3時性能最佳。制備出的透明質酸鈉淀粉壓縮止血海綿熱重分析表明，壓縮止血海綿已經交聯，熱穩定性好、機械性能高；止血試驗以及體內降解試驗結果表明，本研究的壓縮止血海綿產品具有快速吸液和良好的止血性能，吸液量大，止血性能良好，降解時間能夠滿足臨床上對于止血海綿的性能要求。具有很好的臨床應用前景。