介孔生物活性玻璃-殼聚糖止血材料的制備及研究.pdf

1、每年有大量人死于失血過多,特別是在戰(zhàn)場、野外突發(fā)事件等,因此止血材料的開發(fā)與研究一直是熱點。殼聚糖是研究者開發(fā)的一種新型止血材料,由于其對人體生物相容性好,可生物降解、能促進(jìn)傷口愈合等而逐漸用于臨床。但由于純殼聚糖材料止血作用有限,常需復(fù)合其他止血藥如凝血因子等。介孔生物活性玻璃是一種很好的止血劑,其具有均勻的納米級介孔結(jié)構(gòu)、較高的比表面積和生物活性,但介孔止血材料是粉體止血材料,使用不便。本文通過冷凍干燥方法,將介孔生物活性玻璃(M5

2、8S)和殼聚糖(CS)復(fù)合制成具有納米及微米級的多孔止血材料,并對材料結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究,本論文主要包括以下四個方面的研究內(nèi)容:
　　 1.介孔生物玻璃M58S的制備和交聯(lián)劑的優(yōu)選。首先,采用一步法制備M58S,采用TEM和小角XRD對其進(jìn)行表征,表明制備的介孔生物活性玻璃M58S具有孔道結(jié)構(gòu)且孔道均勻,孔徑大小為5～8nm。其次,殼聚糖用交聯(lián)劑的優(yōu)選。本論文選用香草醛為交聯(lián)劑,通過考察其多孔膜的力學(xué)性能來確定香草醛與殼聚糖之

3、間的最佳比例。研究中分析了不同交聯(lián)劑含量對殼聚糖力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:當(dāng)殼聚糖和香草醛的質(zhì)量比為4:1時,殼聚糖的力學(xué)性能達(dá)到最佳,此時殼聚糖多孔膜的拉伸應(yīng)力為0.28MPa。
　　 2.M58S/CS多孔膜材料的制備及其性能研究。結(jié)合M58S和CS的兩者特性,采用冷凍干燥技術(shù)制備M58S/CS復(fù)合多孔膜。采用SEM、FTIR、XRD等測試手段對M58S/CS復(fù)合多孔膜的表面形貌,多孔結(jié)構(gòu),構(gòu)相等進(jìn)行表征,結(jié)果表明復(fù)合膜材料

4、呈現(xiàn)連綿的多孔結(jié)構(gòu)且孔隙分布較均勻;M58S與CS的復(fù)合主要以物理作用為主,M58S的加入對殼聚糖和香草醛之間的席夫堿反應(yīng)無影響。探討了介孔生物玻璃M58S加入后對M58SCS復(fù)合多孔膜的溶脹率、密度、吸水率、孔隙率和力學(xué)等性能影響,結(jié)果表明:隨著介孔生物玻璃M58S含量的增加,復(fù)合多孔膜的吸水率和孔隙率下降:由于介孔粒子M58S的加入,改善了殼聚糖膜的保形性,可以根據(jù)材料的具體用途合理配置M58S和CS的比例;純殼聚糖多孔膜的密度最小

5、但力學(xué)性能最好,隨著介孔生物活性玻璃M58S的加入,復(fù)合多孔膜的密度在增加,力學(xué)性能在下降。
　　 3.M58S/CS復(fù)合多孔膜的生物活性和生物降解性能。首先,對復(fù)合多孔膜的生物活性及生物降解性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:隨著介孔生物活性玻璃M58S含量的增加,復(fù)合多孔膜材料表面的沉積物越來越多,即M58S的加入提高了CS的生物活性。相關(guān)的生物降解性研究表明:純殼聚糖多孔膜在溶菌酶溶液中降解速率最快。加入M58S后,不同比例的M58S

6、/CS復(fù)合多孔膜都具有良好的生物降解性;隨著介孔生物活性玻璃M58S含量的增加,不同比例的M58S/CS復(fù)合多孔膜降解率有一定程度的下降。
　　 4.基于動物實驗的止血性能研究及其應(yīng)用。首先,對制備出來的M58S/CS復(fù)合多孔膜進(jìn)行了動物止血和細(xì)胞毒性測試,結(jié)果如下:介孔生物活性玻璃M58S粉,純殼聚糖膜和不同比例的M58S/CS復(fù)合多孔膜都有一定的止血性能,但止血效果和材料的形態(tài)以及M58S和CS的質(zhì)量比有關(guān)。粉體試劑的止血效

7、果不及多孔膜。復(fù)合多孔膜的止血效果隨著M58S的含量的增加,止血時間和出血量都在減小。當(dāng)介孔生物活性玻璃M58S含量為60％時,止血時間為90秒,出血量為0.4±0.02g。通過細(xì)胞形態(tài)觀察法和MTT比色法兩種方法對純殼聚糖膜和不同比例M58S/CS復(fù)合多孔膜進(jìn)行細(xì)胞毒性測試,結(jié)果表明材料生物相容性好,是無毒的。其次,將M58S/CS的復(fù)合溶液涂覆在市場上普遍采用的醫(yī)用脫脂棉紗布和吸收性明膠海綿上制備止血帶,并進(jìn)行動物止血試驗。采用SE

8、M、FTIR、TG等表征方法對止血帶進(jìn)行表征并對明膠海綿止血材料進(jìn)行動物止血實驗,結(jié)果表明:制備的止血帶材料具有疏松多孔結(jié)構(gòu),保證了其透氣性;M58S/CS止血和棉質(zhì)紗布有很好的相容性,有利于進(jìn)一步改善止血紗布的性能;熱分析表明隨著M58S含量的增加,重量損失在減小,材料的熱穩(wěn)定性提高;動物實驗表明將M58S/CS的復(fù)合溶液涂敷在明膠海綿后,提高明膠海綿的止血性能。
　　 以上研究表明,本文采用冷凍干燥法制備的M58S/CS復(fù)合