一种含有高吸水包芯粉团的高效止血敷料及其制备方法与流程

本发明涉及止血敷料技术领域，尤其是一种含有高吸水包芯粉团的高效止血敷料及其制备方法。

背景技术：

能否及时有效地止血对于医用敷料来说是十分关键的因素。目前，临床应用较多的局部止血材料主要是胶原蛋白类止血剂（如明胶海绵）、氧化纤维素类（如速即纱）等。但这些材料都有着各种各样的问题，如明胶胶原材料易增加伤口的感染率，且其黏附性较差，易脱落。而氧化纤维素类纤维松散，易引发再出血，且止血时间长，对大中度出血效果的理论及实践较差，故应用受到限制。因此，研究一种具有良好生物相容性的新型高效止血敷料具有重要的实际意义。壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性以及天然的抗菌消炎、止血促愈等生理功能，是优异的医用敷料原料。壳聚糖类止血材料通过阴阳离子的吸附作用，将血液中带阴离子的红细胞聚集在一起，形成凝血块；其次对血小板具有黏附和聚集作用，壳聚糖可明显促进血小板黏附与聚集，同时与血液形成止血凝胶保护膜，封堵创面，从而凝固血液。然而，纯的羧甲基壳聚糖海绵耐水性差，力学稳定性差，吸水速率及吸水量均较低，故需要通过复合改性方法来改善其性能缺陷。

技术实现要素：

本发明经多年实践提供一种含有高吸水包芯粉团的高效止血敷料及其制备方法，其创新体系如下：a:超吸水材料包覆体系：采用粉雾造粒法将高吸水性树脂包覆形成细小粉团，相比于传统的直接溶解直接分散到溶液载体上的方法及海绵表面涂层后处理的方法，本方法提供了新的一种分散思路，且根据加入的超吸水粒子成分和性质的不同，可设计出相关的不同功能的系列载体/分散体系；b:粉团嵌入体系：设计一种水雾颗粒嵌入溶液体系，水雾颗粒为包含着超吸水性的材料在凝胶化之前使其均匀分散到羧甲基壳聚糖溶液体系中；c:羧甲基壳聚糖海绵止血机理：羧甲基壳聚糖由壳聚糖羧甲基化制备的产物，由于它既极大地改善了水溶性，解决了壳聚糖只溶于酸性条件而对人体的刺激作用，又保留了壳聚糖的优良性能，因而在医药领域中倍受关注。同时羧甲基壳聚糖具有天然良好的抗菌性和调节凝血等功效。羧甲基壳聚糖通过阴阳离子的吸附作用，将带阴离子的红细胞聚集在一起，形成凝血块，将血液凝固；其次是对血小板的黏附和聚集作用，羧甲基壳聚糖可明显促进血小板黏附与聚集，从而凝固血液。将羧甲基壳聚糖通过冷冻干燥法制备成海绵状的敷料，其中的多孔结构可以使得血液的吸附量大大增加，同时更好发挥其止血效果。与羧甲基淀粉等进行共混交联制成复合海绵，不仅具有显著提升止血量的作用，还能使海绵内部构建成稳定的立体三维结构从而强化海绵的力学性能；d:湿润伤口理论：根据湿润伤口理论，伤口在湿润的环境下愈合速度加快，从而达到良好的止血效果。在湿性环境下，伤口愈合速度是干性环境下的2倍。所谓“湿润的环境”并不意味着就是“潮湿的愈合环境”，过量的渗出液会造成肉芽组织过度生长，并造成伤口周围皮肤浸渍。真正的“湿性伤口愈合”指的是伤口局部的湿润，不会形成结痂。在这样的前提下，如果护理时创造接近生理状态的湿性愈合环境，就有利于肉芽的生长，便于皮肤细胞的分裂。不过，创造这种环境的同时要保证敷料与伤口新生肉芽组织不粘连，更换敷料时无再次性损伤，感觉不疼痛，促使伤口快速愈合。这种创造湿润愈合环境的做法被称为一种“创面治疗”；e:高（超）吸水性树脂吸水机理：高（超）吸水性树脂是一种离子交换型树脂，一般为颗粒状，每个树脂由三部分所组成：交联的具有三维空间的网络骨架；在骨架上连接的许多功能基团；功能基团上吸附着可进行交换的离子。高（超）吸水性树脂能否吸附高于自身重量数百倍甚至上千倍的水分。原因如下：其分子中具有强亲水基团，如羧基，羟基等；树脂具有交联型结构，这个使其在与水相互作用时不会溶解；内部具有高浓度离子性基团，从而在体系内外形成较高的指向体系内部的渗透压，环境中的水具有向体积内部扩散的趋势，保证了吸水能力提高；具有高分子量，分子增加会使高吸水后机械强度增加，同时吸水能力也可以提高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该敷料包括如下原料组分：羧甲基壳聚糖，羧甲基淀粉（高性能），海藻酸钠，交联剂（戊二醛、三偏磷酸钠或氯化钙）等。其特征是高吸水倍数和快速的吸水速率，为实现上诉特征，本发明所用的基材为多孔结构的网状海绵，基材上含有高吸水位点，且高吸水位点均匀分布并固定在海绵内部。高效止血体系主要由吸附层、海绵和包裹层组成，海绵内部包裹有包裹层，包裹层主要由表层和内层构成，表层含有弱吸水材料，内层含有超吸水材料，包裹层内层形成有超吸水粉团区域。亲肤型海绵基材为羧甲基壳聚糖或羧甲基淀粉或其他，超吸水粉团为超吸水树脂或其他，吸水溶胀材料为羧甲基壳聚糖或海藻酸钠或其他。高效止血海绵中超吸水粉团的含量为0.1~1wt%，吸水倍率为60-120倍，所述基材的孔隙率为95%以上。

亲肤型海绵基材具有良好生物相容性，制备海绵柔韧易贴合；高效止血体系主要由吸附层和包裹层组成，包裹层包裹在海绵内部，包覆层表面含有弱吸水材料，包覆层内层含有超吸水材料，包裹层形成海绵内部超吸水粉团区域；高效止血海绵中超吸水粉团的含量为0.1~1wt%，吸水倍率为60-120倍，基材的孔隙率为95%以上；包含亲肤型海绵基材和超吸水粉团，超吸水粉团的周围区域为吸水溶胀材料包覆；亲肤型海绵基材为羧甲基壳聚糖或羧甲基淀粉或其他，超吸水粉团为超吸水树脂或其他，吸水溶胀材料为羧甲基壳聚糖或海藻酸钠或其他；包芯结构微球与海绵基材的质量比约为1.82-15.67wt%，摩尔比约为1.11%-10.12%。

包含亲肤型海绵基材和超吸水粉团，超吸水粉团的周围区域为吸水溶胀材料包覆。

羧甲基壳聚糖分子量为10000~80000，脱乙酰度≥90%，羧化度≥80%。

包芯结构微球与海绵基材的质量比约为1.82-15.67wt%，摩尔比约为1.11%-10.12%。

其制备方法为：首先将海藻酸钠与高吸水材料粉末通过粉雾造粒形成高吸水包芯粉团，将羧甲基壳聚糖溶解于去离子水中，按照比例分别加入其余助剂及高吸水包芯粉团，继续搅拌30~60min，待原料完全溶解后抽真空脱泡；将产物浇注在直径75mm的塑料皿模具中，低温静置交联6-24h形成凝胶，将凝胶在在-20~-40℃条件下预冻12~24h，再放入冷冻干燥机中冻干24~48h后即得。

本发明的有益效果：本发明制得的高效止血敷料具有吸水速率快，吸水倍数高等优点，可针对大量出血的情况实现快速止血，同时表面柔软有弹性易贴附，有利于伤口愈合，绿色环保，适合普遍推广使用。

附图说明

图1为本发明高效止血海绵结构模拟图；

图2为本发明高效止血海绵结构微观分析图；

图3为本发明吸水曲线测试装置图；

图4为本发明海绵吸水量（样品质量0.05g）对比变化曲线图；

图5为本发明纯cmcs电镜图；

图6为本发明cms复合海绵截面电镜图；

图7为本发明包芯粉团嵌入海绵电镜图；

图8为本发明羧甲基壳聚糖基复合水凝胶的制备图。

具体实施方式

实施例1

a、一种敷料：

一种具有止血功能的敷料；如海绵敷料；还可考虑凝胶敷料。

b、高效止血敷料（海绵）：

止血速率较一般敷料快，且具有高的止血量，在血液吸附后仍具有一定的强度，表面柔软有弹性易贴附等一系列特点。

c、高效止血复合敷料：

以羧甲基壳聚糖（cmcs）或羧甲基淀粉（cms）凝胶为基材，再通过交联剂交联提升力学性能及添加止血剂作为增强止血效果的辅料。

d、高（超）吸水性溶胀粉团：

通过粉+水雾的方法造粒，形成包芯结构的，所述水雾为海藻酸钠（sa）溶液或其他弱水溶性材料。所述包芯结构中的“芯”为高（超）吸水性材料等，如超吸水树脂（sap），两者复合后形成表面溶胀包覆状的不溶解颗粒（室温下）。

e、嵌粒结构的高效止血敷料：

以水溶性高分子材料（cmcs/cms）为基材，所述嵌粒结构中的“粒”为上述高（超）吸水性溶胀粉团。均匀分散在基材敷料中。以上，每项都可以考虑扩展，并且都有一套制造方法。

如图1所示，采用冷冻干燥法制备羧甲基壳聚糖海绵，使用高吸水材料通过水雾造粒法制备出粒子溶于羧甲基糖溶液作为提高吸水速率因子，利用羧甲基淀粉的复配形成均匀的凝胶。在凝胶化之前即加入高吸水颗粒，使其均匀分散到凝胶体系中，之后将凝胶预冻，再通过冷冻干燥法将其冻干，即可制备出羧甲基壳聚糖高效止血海绵。制得的羧甲基壳聚糖高效止血海绵具有很好的力学强度，吸水性实验也证明其具有优良的吸水速率与吸水倍率效果。同时因原料的无毒害性及可降解性，绿色环保，可循环使用。

经证明，在羧甲基壳聚糖高效止血海绵中，超吸水树脂形成颗粒起到极大提高止血（吸水）速率的作用，而羧甲基壳聚糖海绵作为吸附剂和颗粒的载体。当负载的高吸水颗粒量增加或者减少时，吸水效果随之上升或下降，说明高吸水颗粒是影响海绵止血（吸水）速率的关键因素，但因高吸水材料的生物相容性差等原因，故高吸水包覆粉团存在最佳负载量。

空白对比样，纯羧甲基壳聚糖海绵的吸水倍率较低，为8-12倍，与羧甲基淀粉复合形成的海绵吸水倍率为28-35倍，当加入的高吸水粉团浓度为50-200mg\l时复合海绵的吸水倍率可以达到60-120倍。

如图2所示，可以看出负载高吸水溶胀粉团形成的复合海绵中的粉团均匀的附着在在羧甲基壳聚糖海绵内部中，当敷料与水（血液）接触时，即可触发超吸水树脂粉团的作用（扩充），极大的增加敷料对其的吸附量及吸收速率。但同时可能带来的负面问题是海绵的溶胀率较高，体积大幅增加。

由于羧甲基淀粉海绵耐水性较差，不能采用传统的浸润法测定海绵的吸水倍数，故采用自制的装置测定其吸水曲线从而计算海绵的吸水倍数，自制装置如图3所示。吸水率的测定方法如下：将待测材料剪成2cm×2cm的样品，精密称定质量w1，将去离子水或生理盐水50ml倒入塑料皿中。

通过图4可以明显得出经过添加高吸水粉团后的海绵其吸水速率及吸水量都得到显著提升。吸水倍率达到了近60倍，而普通cmcs海绵仅10倍左右。

如图5至图7所示，不同海绵sem分析：根据sem扫描电镜测试表明，纯的羧甲基壳聚糖海绵孔径较大，内部结构复杂多样；通过复配羧甲基淀粉制备的海绵，有效的提升了海绵体的孔数及降低了孔径，为其吸水量增加的因素之一；通过加入高吸水粉团后冻干后的海绵由其微观形貌可知粉团嵌入在海绵内部。

2-3wt%羧甲基壳聚糖溶液的配置：先将羧甲基壳聚糖（cmcs），配成2-3%的溶液。取cmcs2g，加入到98ml去离子水中，可以在35℃水浴中进行搅拌加快溶解，或者可以直接常温机械搅拌溶解。

超吸水性包芯粉团的制备：将2-5g海藻酸钠粉末制备成海藻酸钠溶液，通过喷雾装置，将超吸水树脂粉末通过粉雾喷射装置，通过一定的喷发速率使水雾与粉末与空气中接触，水雾对粉末进行包覆形成粉团，收集即得。

羧甲基壳聚糖基复合水凝胶的制备：（见图8）。

预冻条件：-20℃至-40℃，塑料皿直径75mm,溶液厚度8-15mm，预冻时间6-24h。

冻干条件：将样品放置在冷冻干燥机中，持续冷冻干燥24-48h，冻干温度-50℃至-80℃，压力＜30pa。