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聚乙二醇基水凝胶的制备、生物相容性及止血性能研究

孙国飞

聚乙二醇基水凝胶的制备、生物相容性及止血性能研究

孙国飞1
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作者信息

  • 1. 中国人民解放军总医院解放军医学院
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摘要

研究背景: 止血剂已普遍应用于创伤外科,具有非常重要的作用,可以提高止血效率,降低术后并发症,改善临床治疗与康复的效果。然而,目前在临床中还没有理想的止血剂,其主要的挑战为如何实现:①快速有效地止血;②止血材料的安全性并容易操作;③抗凝患者的止血。为克服以上问题,研发新型止血材料显得迫切而必要。经过文献调研,聚乙二醇(Polyethylene glycol)类水凝胶具有多孔结构,与软组织结构相接近,具有良好的生物组织相容性,可以进行结构与性能的优化。通过技术手段合成聚乙二醇(PEG)类凝胶,并赋予优异的止血性能,对满足临床止血需求具有重要的意义。 研究目的: 制备一种基于氨解反应的四臂聚乙二醇(Tetra-PEG)基水凝胶,具有原位快速成胶、粘附性能好、机械强度高和良好的生物相容性等特点,并有良好的止血性能。 研究方法: 1、基于氨解反应,由四臂聚乙二醇氨基(Tetra-PEG-NH2)和四臂聚(乙二醇)琥珀酰亚胺基戊二酸酯(Tetra-PEG-SG)相互混合形成Tetra-PEG基水凝胶(SG胶);并对凝胶进行结构及生物力学表征。 2、利用细胞的体外共同培养、SD大鼠体内代谢和埋植等方法,对SG胶的生物相容性进行分析。运用CCK-8细胞毒性检测方法评估细胞毒性,采用皮下和肌肉埋植评估生物组织相容性。 3、建立兔肝脏的损伤出血模型,对凝胶的止血效果和生物安全性进行评估。 研究结果: 1、成功制备出可原位快速成胶的SG胶。当两种单体的固含量在15wt%时,成胶时间最短(6秒内)。SG胶的粘附强度(21.2±0.24KPa)、压缩强度(1.02±0.01MPa)和破裂压力(195±6mmHg)均高于临床应用的纤维蛋白胶(P<0.01)。SG胶具有多孔结构和很高的膨胀率(最大为1396%)。 2、SG凝胶是无细胞毒性的,在PBS溶液中缓慢降解,21天后质量仍可达到75%。在体内外进行缓慢降解的机理是酯键的水解,降解产物经过尿液排出。SG胶在鼠的皮下和肌肉埋植后体内表现出优异的生物组织相容性。 3、SG胶在无肝素化的兔肝损伤出血模型中表现出和纤维蛋白胶一样的止血性能,并未引起术后黏连和血液学变化。肝素化的情况下,SG胶在1分钟内依然可以止住兔肝损伤的出血,而纤维蛋白胶的止血时间需要10分钟,并SG胶的出血量也比纤维蛋白胶的少(P<0.01)。 研究结论: 成功制备了一种具有粘附性好、机械强度高、可快速成胶的水凝胶。该水凝胶无细胞毒性,具有良好的生物相容性和止血性能,可以用于肝素化的损伤止血。

关键词

聚乙二醇基水凝胶/制备工艺/生物相容性/止血性能

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授予学位

硕士

学科专业

外科学(骨科)

导师

唐佩福

学位年度

2019

学位授予单位

中国人民解放军总医院解放军医学院

语种

中文

中图分类号

TQ
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