本文關(guān)鍵詞：介孔硅—烷基化殼聚糖復(fù)合快速止血材料的制備及性能研究　出處：《中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：課題研究背景:過(guò)度失血是戰(zhàn)傷致死的主要原因,也是事故和手術(shù)治療過(guò)程中傷病員致死的主要因素。研究顯示戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)50%傷員致死率由不可控失血導(dǎo)致,即使傷員能被送至醫(yī)院搶救,大量失血仍會(huì)造成后期較高的死亡率和嚴(yán)重的并發(fā)癥,由于應(yīng)急救護(hù)黃金時(shí)間只有10分鐘,因此,戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)快速止血顯得尤為重要。目前,快速止血產(chǎn)品主要有高分子有機(jī)類和無(wú)機(jī)類,但都存在一定的缺陷,有機(jī)類止血效果不穩(wěn)定,無(wú)機(jī)類易殘留脈管內(nèi)引起血栓。因此,急需一種即止血迅速同時(shí)對(duì)身體無(wú)損傷的戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)止血材料。介孔二氧化硅納米顆粒(MSN)是無(wú)機(jī)類物質(zhì)優(yōu)化后的產(chǎn)物,其大比表面積、介孔結(jié)構(gòu)、表面負(fù)電荷對(duì)凝血有很好的促進(jìn),然而什么結(jié)構(gòu)的介孔硅凝血效果最好至今仍無(wú)定論。殼聚糖一直是止血材料的好選擇,但過(guò)往殼聚糖止血已達(dá)一個(gè)瓶頸,近年烷基化殼聚糖表現(xiàn)出更好的凝血效果。由于殼聚糖帶正電而介孔硅帶負(fù)電,因此以烷基化殼聚糖負(fù)載介孔硅,即可防止介孔硅殘留體內(nèi),又同時(shí)提高凝血能力,有望制備出一種高效安全的快速止血?jiǎng)�。課題研究目的:通過(guò)調(diào)整介孔硅粒徑、介孔尺度以及殼聚糖脫乙酰度、烷基鏈長(zhǎng)度,通過(guò)體外、體內(nèi)凝血指標(biāo)評(píng)價(jià)和生物相容性檢測(cè)得到止血效果最優(yōu)的介孔硅和烷基化殼聚糖,二者復(fù)合后經(jīng)凝血效果和生物安全性評(píng)價(jià)探索最好的復(fù)合模式,從而制備一種在血液系統(tǒng)性、整體性發(fā)揮作用的同時(shí)能最小化不良反應(yīng)的快速止血材料。課題研究方法:(1)根據(jù)協(xié)同自組裝原理,采用硬模板法制備介孔二氧化硅納米顆粒(MSN),通過(guò)改變模板劑的量和制備參數(shù),制備出不同孔徑、粒徑的介孔硅。通過(guò)透射電鏡、DLS、BET、XRD、FTIR檢測(cè)介孔硅物理特性,通過(guò)CBT、FXII吸附、PT、APTT、TEG檢測(cè)不同介孔硅對(duì)血凝影響,通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞、死/活細(xì)胞、CCK-8檢測(cè)介孔硅生物相容性。最終,篩選出凝血效果最好的介孔硅并通過(guò)兔股動(dòng)脈止血實(shí)驗(yàn)檢測(cè)介孔硅體內(nèi)凝血能力;(2)選取270k分子量的殼聚糖,通過(guò)非均相反應(yīng)制備脫乙酰度100%殼聚糖(CS)。使用還原胺法制備烷基化殼聚糖(AC)。通過(guò)FTIR、紫外、元素分析、1H NMR判斷烷基接枝情況,通過(guò)CBT、APTT、PT、TT檢測(cè)血凝,通過(guò)血小板、紅細(xì)胞黏附檢測(cè)烷基化殼聚糖凝血機(jī)理。最終探索烷基化殼聚糖相較于CS促凝的機(jī)理并得到凝血效果最佳的烷基化殼聚糖;(3)復(fù)合性能最佳的介孔硅和烷基化殼聚糖,改變制備方法,得到各形態(tài)的復(fù)合止血材料,即海綿、微球、紗布黏附。CBT檢測(cè)確定復(fù)合模式后,改變殼聚糖與介孔硅比例,制備系列復(fù)合材料。通過(guò)SEM、TEM、紅外、TGA、DSC檢測(cè)復(fù)合情況和CBT判定最佳符合比例后,APTT、PT、TEG檢測(cè)復(fù)合材料與高嶺土凝血效果差異,死/活細(xì)胞、CCK-8體外檢測(cè)復(fù)合材料與Combat Gauze細(xì)胞毒性差異,體外血小板黏附、全血黏附吸收檢測(cè)材料與比較Combat Gauze體外凝血性能,最后通過(guò)大鼠肝出血實(shí)驗(yàn)和兔股動(dòng)脈止血實(shí)驗(yàn)檢測(cè)比較止血材料與Combat Gauze體內(nèi)止血能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)通過(guò)有機(jī)模板法成功制備系列不同孔徑、不同粒徑的MSN,體外凝血性能檢測(cè)顯示孔徑越大凝血效果越好,而介孔硅粒徑的變化對(duì)凝血性能幾乎無(wú)影響;生物相容性結(jié)果顯示介孔硅能促進(jìn)細(xì)胞分化且孔徑越大促進(jìn)效果越明顯,而粒徑增大對(duì)細(xì)胞活性起負(fù)作用,結(jié)合體外凝血性能檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明MSN15+60是最適宜作為止血?jiǎng)┑腗SN;兔股動(dòng)脈出血的快速止血效果進(jìn)一步驗(yàn)證MSN15+60的止血性能,因此,MSN15+60是凝血效果最佳的介孔硅;(2)非均相間歇處理法制備脫乙酰度100%的殼聚糖,還原胺法成功制備一系列接枝不同烷基和不同取代度的烷基化殼聚糖;細(xì)胞毒性分析顯示AC生物相容性很好,其安全性達(dá)到止血?jiǎng)┑囊?能作為基質(zhì)與MSN復(fù)合制備止血材料;從凝血蛋白、血小板、紅細(xì)胞三方面出發(fā)體外分析AC凝血機(jī)理,結(jié)果顯示AC相較于CS促凝的原因是AC能促進(jìn)紅細(xì)胞的細(xì)胞行為,而不是血小板或者凝血因子;體外凝血顯示低取代度、長(zhǎng)烷基鏈的AC凝血效果更好,因此,5%取代度、十八烷基接枝的AC是凝血效果最突出的烷基化殼聚糖;(3)改善MSN15+60和十八烷基殼聚糖的制備方法,制備不同形式的介孔硅-烷基化殼聚糖復(fù)合材料,CBT確定最佳復(fù)合形式為海綿。改變MSN和AC的投料比以及調(diào)整甘油的加入量,理化分析及體外凝血性能檢測(cè)確定MSN、甘油和AC的最佳質(zhì)量比為10:23:40。體外凝血性能分析結(jié)果顯示,MSN-GACS各項(xiàng)凝血指標(biāo)均比其原料MSN和AC要突出,且相比于高嶺土或CG,MSN-GACS用于止血也有很大的優(yōu)勢(shì);體外細(xì)胞毒性結(jié)果顯示MSN-GACS對(duì)細(xì)胞無(wú)任何毒性,而CG對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)有一定的抑制作用,說(shuō)明MSN-GACS比CG更適宜作為止血?jiǎng)?體內(nèi)止血實(shí)驗(yàn)和毒性評(píng)價(jià)比較MSN-GACS和CG的體內(nèi)止血性能和止血預(yù)后效果,結(jié)果表明MSN-GACS比CG更適宜作為急性大出血和較輕量出血的止血?jiǎng)?其良好的生物相容性保證止血后生物體良好的預(yù)后效果。因此,本研究制備的MSNGACS是一種理想的戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)快速止血材料,經(jīng)過(guò)后期的擴(kuò)試有望成為新一代高效止血?jiǎng)�。�?shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)介孔硅凝血性能與孔徑有關(guān)而與粒徑無(wú)關(guān),且孔徑越大,凝血性能越好,現(xiàn)今制備工藝中粒徑60 nm、孔徑15 nm的介孔硅止血效果最好;(2)5%取代度下的十八烷基殼聚糖凝血性能較好,烷基化殼聚糖凝血差異主要來(lái)源于其對(duì)紅細(xì)胞的作用;(3)介孔硅與烷基化殼聚糖復(fù)合海綿的形式下凝血效果好,以殼聚糖:甘油:介孔硅=40:23:10比例合成的MSN-GACS止血效果和生物安全性均優(yōu)于CG,MSN-GACS有望取代CG成為新型戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)快速止血材料。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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1 李釩;田豐;劉長(zhǎng)軍;楊健;;急救止血材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年03期

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本文編號(hào)：1329753