摘要
目的:在外科手术和意外创伤的处理过程中,有效止血是首先要解决的问题。使用局部止血材料可以有效缩短止血时间、减少出血量,从而减轻伤者痛苦并提高手术成功率。在这些局部止血材料中,水凝胶止血材料操作简单,止血迅速,且生物毒性小,一直受到临床工作者的青睐。本文制备了一种壳聚糖即型水凝胶,可在创面形成凝胶,对手术出血和渗血实现封堵止血,并可在体内降解吸收。本文研究了该水凝胶的理化性质、生物安全性以及止血作用,为该水凝胶的后续研究提供参考性依据。 方法: (1)通过壳聚糖和海藻酸钠进行化学修饰改性,从而交联制备成一种即型水凝胶,通过红外光谱、扫描电镜、电子万能拉力机等仪器对该水凝胶进行了结构表征以及其他基本理化性质的研究。 (2)参照GB/T16886医疗器械生物安全性评价标准,对该水凝胶进行了皮内刺激、肌肉植入、急性毒性、细胞毒性、溶血率等安全性评价,并研究了其体内代谢过程、对体内凝血功能和纤溶功能的影响,对肝脏肾脏的影响等。 (3)在大鼠肝脏损伤出血模型中,通过记录止血时间和出血量,评价了壳聚糖即型水凝胶在此模型中的止血作用,在术后1周、2周、3周时取损伤创面制作切片并HE染色以评价止血材料对创面的影响。通过在体外将壳聚糖即型水凝胶和血液接触,观测血液相关指标的变化,对其止血机理进行一初步的探索。 结果: (1)将羟丙基壳聚糖溶液和氧化海藻酸钠溶液进行充分混合后,两种胶液可以在1min以内形成水凝胶。该水凝胶的红外光谱证实了两种糖衍生物间西弗碱反应的发生;SEM照片显示该水凝胶的骨架是连续均一的蜂窝状网络结构;该水凝胶成胶迅速,最短成胶时间为10s,凝胶强度约为50g/cm2,溶胀率约为14.7%,pH为7.5。 (2)在基本的生物安全性评价实验中发现,壳聚糖即型水凝胶具有极低的生物毒性,皮内刺激原发性刺激指数为0分;肌肉植入实验表明壳聚糖即型水凝胶在小鼠肌肉组织内21d时已基本降解完全,炎症反应随着材料的逐步降解而减轻直至消失;急性毒性实验中的实验组小鼠与对照组小鼠均无异常,体重变化无差异;水凝胶的体外细胞毒性很小,毒性评级为1级;溶血率为1.32%。 (3)该水凝胶植入大鼠体内在降解吸收的整个过程中,对大鼠的凝血功能和纤溶功能与正常对照组无显著性差异。 (4)在大鼠体内的代谢实验表明,该水凝胶腹腔注射后在肝脏内有一过性的积累,在其他脏器内分布较少,其主要代谢途径是血液→肾脏→尿液,在17d时,通过此途径排出的荧光素标记的壳聚糖即型水凝胶量占注射量的88%,排出体外的分子量均小于10kD。 (5)壳聚糖即型水凝胶在大鼠腹腔注射连续给药6周的时间内,对肝脏无毒性,对肾脏有一过性的毒性影响,停止给药后消失。 (6)在大鼠肝脏损伤出血模型的止血实验中,壳聚糖即型水凝胶的止血时间和出血量均明显优于空白对照组(P<0.01),与纤维蛋白胶组无差异(P>0.05);对止血创面进行后续的组织学观察并制作组织切片,发现壳聚糖即型水凝胶对创面愈合具有一定程度的促进愈合作用。 (7)壳聚糖即型水凝胶在体外接触血液后,能够引起血小板的凝集,增加纤维蛋白原(Fg)含量并缩短凝血时间(TT),从而促进凝血的发生。 结论:壳聚糖即型水凝胶是由天然多糖类生物材料羟丙基壳聚糖和氧化海藻酸钠制备而成的一种成胶迅速、生物安全性高、止血效果显著的水凝胶,其可通过在创面的即刻成胶对出血或渗血创面形成有效物理封堵从而快速止血,其在组织工程、载药缓释等领域的应用亟待进一步评价与开发。