不同材質及形態的纖維素類可吸收止血材料的止血性能評價

郭鑫，劉民生，南成睿，石云鵬，董超，宗會遷，趙宗茂

1.河北醫科大學第二醫院 a.神經外科；b.醫學裝備科，河北 石家莊 050000；2.邢臺市第三醫院 神經外科，河北 邢臺 054000

引言

對于神經外科手術來說，控制術中出血是順利手術和良好預后的重要保障。對于出血的處理，可吸收止血材料起到了重要的輔助作用。可吸收止血材料通過促進出血部位血液的凝固，來達到止血目的，同時其可以被人體吸收[1]。目前臨床上最常用的止血材料之一是纖維素類可吸收止血材料，它是通過天然植物再生纖維素加工而成，可以被人體組織組織降解吸收[2]。

纖維素類可吸收止血材料種類繁多，按材質主要分為氧化再生纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素（Hydroxyethyl Cellulose，HEC），并且根據氧化工藝的不同可將氧化再生纖維素分為羧基氧化再生纖維素（Carboxyl Oxidized Regenerated Cellulose，CORC）和羧甲基氧化再生纖維素（Carboxymethyl Oxidized Regenerated Cellulose，CMORC）[3]。其中 CORC 類材料有紗布、纖絲、非織布3種形態，其余材質大多只有紗布形態。從結構上來說纖絲和非織布屬于非編織結構，相較于紗布的編織結構來說擁有更大的結構表面積[4]，可以根據需要進行更自由的裁剪。

雖然有許多纖維素類可吸收止血材料，但目前鮮有研究去評價它們的止血能力。本研究通過觀察它們在促進凝血、處理活動性出血時的表現，來評價其止血性能的差異，以期為臨床使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗對象

成年雄性、體重300～350 g、年齡8～10周的SD大鼠28只[許可證號SCXK（冀）2020-002）]。所有的實驗內容均經河北醫科大學第二醫院倫理委員會批準（審查決議編號2022-AE006），實驗中嚴格遵守河北醫科大學第二醫院實驗動物倫理委員會的規定。

1.2 實驗材料

實驗材料為纖維素類可吸收止血材料，其中紗布形態的包括CMORC、HEC、CORC；纖絲形態為CORC；非織布形態為CORC。

1.3 實驗方法

1.3.1 體外凝血實驗

體外凝血實驗參照Gu等[5]采用的實驗方法。將大鼠經10%水合氯醛腹腔麻醉（0.4 mL/100 g）后，頸外靜脈取全血（圖1）。

圖1 大鼠頸外靜脈取血

1.3.1.1 紗布形態下不同材質的纖維素類止血材料的凝血實驗

取紗布形態的纖維素類可吸收止血材料，根據材質不同分為4組：① CMORC組，全血+CMORC止血紗布；② HEC組，全血+HEC止血紗布；③ CORC組，全血+CORC止血紗布；④ 對照組，全血+普通紗布。取SD大鼠8只，取血后分別進行上述各組體外凝血實驗（n=8）。于50 mL試管內置入裁剪成約1 cm×1 cm大小正方形的止血材料及紗布，在每個試管內的材料上緩慢滴入200 μL的血樣，取0.2 mmol/L CaCl2溶液 20 μL滴入，37℃恒溫保存3 min，后加入25 mL去離子水，注意管內血凝塊不能被破壞（圖2），于15 mL離心管中放入7.5 mL上清液，3600 r/min離心5 min，取1 mL上清液，移至1.5 mL EP管中，再次在3600 r/min下離心5 min，37℃恒溫孵育1 h，等分為200 μL加至96孔板，測量540 nm處的光密度（Optical Density，OD）值。

圖2 加去離子水后血凝塊情況

1.3.1.2 不同形態的CORC止血材料的凝血實驗

將不同形態的CORC止血材料分為4組：① 紗布組，全血+紗布形態的CORC；② 纖絲組，全血+纖絲形態的CORC；③ 非織布組，全血+非織布形態的CORC；④ 對照組，全血+普通紗布。使用8只SD大鼠全血，實驗步驟同上。

1.3.2 大鼠腦損傷止血實驗

根據上述結果并結合臨床情況，將紗布形態止血材料按材質分為3組：① HEC組，使用HEC止血紗布止血；② CORC組，使用CORC止血紗布止血；③ 對照組，不使用止血材料止血，每組取5只SD大鼠。實驗前將裁剪成約5 mm×5 mm大小的止血材料與棉片稱重。大鼠腦損傷模型的制備參照李先如等[6]的方法，使用10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠（0.4 mL/100 g），大鼠在麻醉成功后于操作臺上固定，將顱頂皮膚縱行切開，在右側頂骨距冠狀縫、矢狀縫各5 mm處用磨鉆打磨骨窗，大小約8 mm×5 mm，要求硬膜完整不受損。過程中周圍軟組織及骨窗出血使用棉球處理，在骨窗周圍使用干潔棉球保護（圖3），用外科手術刀在骨窗中心劃出一道深約3 mm、長約5 mm與矢狀縫平行的縱行切口。止血材料置于切口上，上敷棉片（對照組直接使用棉片），2 g砝碼按壓，棉片吸收血液，每10 s更換新棉片，待止血成功后（棉片不再吸收血液、切口無新鮮出血后，撤去棉片并觀察切口1 min，無新發出血）（圖4～5），記錄止血時間（T）、收集所用棉片及止血材料，根據使用材料計算術前材料的總質量W0。37℃恒溫烘干所有收集實驗材料1 h，完全干燥后稱重記為W1，質量差（W）=W1-W0，W代表出血量，比較各組的W與T來評價止血材料的止血效果。在此基礎上，增加纖絲形態的CORC重復上述實驗（n=5）（圖6），并與前面動物試驗的CORC組和對照組的止血所用時間T與實驗前后質量差W進行比較。

圖3 骨窗

圖4 HEC組止血成功后創面

圖5 對照組止血成功后創面

圖6 纖絲組止血成功后創面

1.4 統計學分析

采用SPSS 25.0軟件進行數據處理分析。以±s表示數據，采用F檢驗進行多組間比較；組間兩兩比較時，若方差齊則使用t檢驗，若方差不齊，則采用矯正的t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 體外凝血實驗結果

2.1.1 紗布形態下不同材質的纖維素類止血材料的凝血實驗

對照組止血材料的OD值均高于各實驗組，且差異有統計學意義（P＜0.05）。將CMORC組、HEC組、CORC組分別兩兩比較，其OD值的差異無統計學意義（P＞0.05）（表 1）。

表1 體外凝血實驗紗布形態不同材質止血材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

表1 體外凝血實驗紗布形態不同材質止血材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

注：CMORC為羧甲基氧化再生纖維素；HEC為羥乙基纖維素；CORC為羧基氧化再生纖維素。CMORC組 vs.HEC組，aP=0.888；CMORC組 vs.CORC組，bP=1.000；HEC組 vs. CORC組，cP=0.336。

CMORC組 0.1926±0.0745 HEC組 0.2424±0.0955a CORC組 0.1756±0.0491bc組別 OD值 F值 P值對照組 0.4275±0.0292 23.794 ＜0.001

2.1.2 不同形態的CORC止血材料的凝血實驗

對照組止血材料的OD值均高于各實驗組，且差異有統計學意義（P＜0.05），將紗布組、纖絲組、非織布組分別兩兩比較，其中紗布組與纖絲組、非織布組間OD值的差異有統計學意義（P＜0.05），而纖絲組與非織布組間OD值的差異無統計學意義（P＞0.05）（表2）。

表2 體外凝血實驗不同形態CORC材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

表2 體外凝血實驗不同形態CORC材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

注：紗布組 vs.纖絲組，aP＜0.001；紗布組 vs.非織布組，bP＜0.001；纖絲組 vs.非織布組，cP=0.124。

紗布組 0.1756±0.0491纖絲組 0.0019±0.0009a非織布組 0.0235±0.0234bc組別 OD值 F值 P值對照組 0.4275±0.0292 322.713 ＜0.001

2.2 大鼠腦損傷止血實驗結果

2.2.1 紗布形態下不同材質的纖維素類止血材料的腦損傷止血實驗

此實驗中止血材料的T與W不全相同，對照組的T、W均大于各實驗組，且差異有統計學意義（P＜0.05），各實驗組T、W間的差異無統計學意義（P＞0.05）（表3）。

表3 大鼠腦損傷止血實驗不同材質止血材料間止血時間與實驗前后質量差比較（n=5，±s）

表3 大鼠腦損傷止血實驗不同材質止血材料間止血時間與實驗前后質量差比較（n=5，±s）

注：T為止血時間，W為質量差。HEC組 vs.CORC組，aP=0.455，bP=0.054。

組別 T/s W/g對照組 182.00±20.49 0.0101±0.0014 HEC組 134.00±27.02 0.0049±0.0016 CORC組 114.00±11.40a 0.0074±0.0013b F值 28.780 20.998 P值 0.001 ＜0.001

2.2.2 不同形態的CORC類止血材料的腦損傷止血實驗

此實驗中止血材料的T與W不相同，其中對照組的T與W均大于各實驗組的T與W，差異有統計學意義（P＜0.05），實驗組中紗布組的T與W均大于纖絲組，且差異有統計學意義（P＜0.05）（表4）。

表4 大鼠腦損傷止血實驗不同形態止血材料間止血時間與實驗前后質量差比較（n=5，±s）

表4 大鼠腦損傷止血實驗不同形態止血材料間止血時間與實驗前后質量差比較（n=5，±s）

注：T為止血時間，W為質量差。紗布組 vs.纖絲組，aP=0.004，bP=0.002。

組別 T/s W/g對照組 182.00±20.49 0.0101±0.0014紗布組 114.00±11.40 0.0074±0.0013纖絲組 74.00±11.40a 0.0041±0.0005b F值 65.765 34.192 P值 ＜0.001 ＜0.001

3 討論

纖維素類可吸收止血材料應用于臨床較早，具有價格低廉、適用廣泛、易于吸收、組織反應小等優點[7]，使用時會與血液發生反應，形成含有血紅素的紅黑色膠狀物，迅速控制出血[8]。經過數十年的發展，已有許多纖維素類可吸收止血材料問世，并且仍在不斷開發。止血作為止血材料最主要的功能，卻少有實驗去評價其性能，導致臨床使用時缺乏參考，其原因之一可能是缺乏合適的實驗方法。本實驗挑選了成熟、簡便的方法進行實驗，以對未來的實驗提供新思路、為臨床使用提供參考、為新型材料的開發提供方向。

體外凝血實驗通過測量OD值可以直接比較不同止血材料的止血性能，其原理是具有更好性能的止血材料可以更多地結合紅細胞，使更少的紅細胞在溶液中懸浮、更少的血紅蛋白被釋放，故測得的OD值小。大鼠腦損傷止血實驗能更直觀地觀察到止血材料在神經外科臨床手術中的使用效果，實驗中止血材料的止血性能越好，T越短，實驗前后實驗材料的W越小。這2個實驗均有方法簡單、材料易獲得、評價指標直觀等優點。

通過體外凝血實驗及大鼠腦損傷止血實驗，可以發現，止血材料均能有效促進止血，對紗布形態的止血材料來說，材質的差異對其止血性能影響較小，而形態的不同對CORC類止血材料的止血性能影響較大。這可能是因為不同材質的止血材料的作用機制相似，都是通過與血紅蛋白中Fe2+結合形成血凝塊來封堵出血部位[3]。而導致纖絲和非織布這2種形態止血材料的止血性能優于紗布形態的原因可能是，在相同大小下，非編織結構相較于編織結構擁有更大的結構表面積，這可以幫助其與血液更充分地接觸，也可以幫助血小板黏附聚集。

目前市面上除CORC材質外，其余材質產品的形態有限，不能同時研究止血材料的材質與形態對止血性能的影響，這使得本實驗無法得出更寬泛的結論。

在未來選擇和研究止血材料時應綜合考慮生物相容性、止血性能、操作簡便性、經濟效益[9]等多因素。例如，可以通過研究使用具有抑菌性能的纖維素類材料用以預防感染[10-11]，應用生物相容性更好的材料來減少術后不良事件的發生[12-14]，開發集合多種材料優點的新型復合型材料[15-16]。目前止血材料價格相對較高，在患者治療費用中占有較大比例[17]，醫院可以通過嚴格準入、規范使用、加強監管等一系列管控措施，使止血材料的使用更加規范合理[18]。

臨床上止血材料的種類繁多，雖然它們的止血機制各異、使用效果有所差別，但各自均有適用范圍，使用時應該充分掌握其特性、發揮其優勢，用其所長，使其更好地服務于臨床，造福患者。