一种沸石止血纱布材料及其制备方法与流程

本技术涉及止血材料，尤其是涉及一种沸石止血纱布材料及其制备方法。

背景技术：

1、全世界每年有接近两百万人在战争、交通事故和自然灾害中因身体受创后失血过多而死亡。大量研究表明，如果出血状况能快速得到控制，死亡率将大幅降低。开发能短时间内实现快速止血的止血材料，对挽救生命，降低战场和意外事故的死亡率具有重要意义。

2、目前，国内外应用于快速止血的材料主要包括以下三种：(1)无机矿物类：包括各类天然沸石和人工合成沸石、高岭土、蒙脱土、多孔生物玻璃、介孔二氧化硅等。(2)有机高分子类：包括壳聚糖，氧化纤维素、改性淀粉、明胶、海藻酸钙等。(3)生物制品类：包括纤维蛋白，凝血酶等。在这些止血材料中，无机矿物类止血材料具有特别的优势：(1)起效时间短，止血速度上优于有机高分子类止血材料。(2)材料性质稳定，无需特殊低温冷冻冷藏保存，与生物制品类止血材料相比，在存储和运输的要求上具有明显的优势。

3、沸石、高岭土等常见的无机矿物类止血材料的原始形态一般为大块固体或者粉体。大块固体无法直接使用，所以早期的无机矿物类止血材料都使用粉末或者将粉末加工成小颗粒状形态，例如美国z-medica公司的quikclot产品，杭州沸创生命科技公司的沸石止血粉、深圳鸿华药业的沸石粉状敷料等。然而，粉末或者小颗粒形态的材料只能直接抛洒或者倾倒在出血部位，难以同时实施辅助按压、包扎、捆绑、填塞等操作。遇到股动脉、颈动脉、腹腔大出血时，粉体极易被高速血流冲散，粉体可能无法维持在血管破损区域，难以实现促进快速止血的效果。

4、鉴于粉体材料在使用上的不便，目前大部分新开发的相关止血产品都将这些粉体材料与具有纱布、无纺布、多孔海绵等柔性形态的基底材料复合在一起，形成柔性复合止血材料。在复合材料中，由无机矿物粉体作为止血活性材料组分，由柔性基底材料赋予产品具体的形态。这种纱布形态使得产品便于在止血时同时实施辅助按压、包扎、捆绑、填塞等操作。

5、z-medica公司于推出了作战纱布。在该产品中，将高岭土粉体与粘结剂溶液混合，涂布于无纺布基底上，并保持复合材料在湿润状态。所得产品具有纱布的形态，可以用于按压、包扎、填塞等操作。但是粘结剂和溶剂保留在纱布上，并不是完全干燥的形态，因此，粉体不会直接从作战纱布上脱落成为扬尘。但是，将作战纱布浸泡入水或者血浆中时，略加振荡，绝大部分高岭土粉体都会从纱布基底上脱落下来。

6、美国z-medica公司之后推出了control+止血纱布材料，在该产品中，粘结剂溶剂在涂布结束后已经除去，产品为干燥的形态。通过改进粘结剂的粘结方式成功地将沸石的脱落率降低至1％以下。但是，由于较大量粘结剂的使用，使得纱布的柔性大为下降，该止血纱布材料比较硬挺，柔软度差，在用于按压和包扎的时候，影响不大。但是，在用于填塞等操作时，对周围创面摩擦较大，在较小的孔洞状伤口内难以实现紧密贴合出血点，影响止血效果以及伤员的疼痛感受。同时该纱布在干燥条件下相互摩擦时，仍然有大量粉体会从基底材料上脱落下来。

7、相关技术中浙大范杰课题组通过原位生长的方式将沸石颗粒负载到脱脂棉纱布基底上，使得沸石材料和柔性织物基底材料之间存在有较强的相互作用，在不额外使用粘结剂的情况下，大幅降低了沸石粉体的脱落率。但是由于沸石本身存在开裂的可能性，以及使用过程中沸石纱布与沸石纱布之间摩擦造成粉体脱落的可能性依然存在，在水中振荡沸石脱落率测试实验中，测试到的脱落率仍然有1％左右。

8、少量沸石粉体或者高岭土粉体的脱落并不会对这些止血纱布的止血效果造成明显影响，但是会带来其它方面的负面影响：(1)在后续切割折叠包装等生产加工工序中，粉尘脱落形成空气污染，对gmp车间内的除尘系统造成重大影响；同时车间生产人员因可能接触粉尘，需要额外的防护以及健康监控等。(2)在用户现场使用过程中，需要根据伤口实际情况，对止血纱布进行重新撕开、折叠、包扎、捆绑等操作时，会造成不同层之间的止血纱布表面之间发生相互摩擦，部分无机粉体可能从纱布基底上被刮擦下来，成为粉尘，有可能被使用人员吸入。(3)接触血液后可脱落的粉体在止血结束后会部分留在创面，需要止血结束后由医护人员进行额外的清理创面工作。总之，减少沸石纱布的粉体脱落率，减少其在各种加工使用过程中的粉体脱落对生产环境改善和使用过程中的安全性都具有重要意义。因此，本技术提供了一款低粉体脱落率且柔软度较佳的沸石止血纱布材料及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种沸石止血纱布材料及其制备方法，避免沸石止血纱布在后续加工和使用过程中沸石粉尘脱落带来的一些列问题，同时尽可能维持止血纱布的止血能力及柔软度。

2、第一方面，本技术提供的一种沸石止血纱布材料，是通过以下技术方案得以实现的：一种沸石止血纱布材料，包括沸石纱布，所述沸石纱布是由柔性基底层和沸石止血材料构成，所述沸石止血材料是通过原位生长形成于柔性基底层，柔性基底层和沸石止血材料之间无粘结剂组分，其特征在于：还包括压敏胶涂层，所述压敏胶涂层由水性高分子胶乳稀释液涂布烘干后获得，高分子胶乳稀释液由分散在水中的高分子胶乳粒子和分散介质水组成；所述高分子胶乳粒子的玻璃化转变温度tg≤25℃；所述压敏胶胶层覆盖在没有沸石的柔性基底层中基底材料纤维表面和部分沸石表面，不会存在于沸石和纤维之间；所述压敏胶胶层的质量占沸石止血纱布材料总质量的0.2-2.0wt％；所述高分子胶乳粒子的直径在50-500纳米之间。

3、在负载有无机矿物类止血纱布的开发中，凝血效果、产品柔性和粉体脱落率是三个近似矛盾的目标。粘结剂使用量大，可以保证粉体脱落率数值小，产品更安全，但是大量粘结剂会包覆活性矿物粉体，影响到凝血效果，同时粘结剂的使用容易使得最终产品复合材料硬挺度过高，不柔软；粘结剂使用量小，活性无机颗粒被完全包埋的比例小，凝血效果好，且材料柔软，但是难以保证粉体脱落率小。如何在保证维持凝血效果的前提下，获得柔性高、脱落率低的无机矿物类柔性止血材料仍然是一个具有挑战性的技术难题，而本技术的技术方案可解决这个技术难题。

4、本技术的技术创造是基于本技术方的原有专利技术的沸石纱布的基材上，通过覆盖压敏胶胶层，改善整体的沸石脱落率、较好的柔性和优良的止血性能。

5、优选的，所述高分子胶乳稀释液中含有的高分子胶乳粒子为氯丁橡胶胶乳粒子、丁苯橡胶胶乳粒子、羧基丁苯橡胶胶乳粒子、聚氨酯胶乳粒子、纯丙橡胶胶乳粒子、苯丙橡胶胶乳粒子、聚丙烯酸酯橡胶胶乳粒子、氧化聚乙烯胶乳粒子中的一种或者多种组合；所述高分子胶乳粒子的直径在50-500纳米之间。

6、上述列出的每种胶乳只是一大类胶乳的统称，并不是指一种完全确定组成的化学品。例如聚丙烯酸酯类胶乳，其单体可以是丙烯酸甲酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸丁酯及其混合物，甚至还可以添加丙烯酸单体、丙烯腈单体等其它类别的单体以实现对玻璃化转变温度，表面电荷、内聚力等指标的调控；根据单体选择和比例的不同，可以调节产品的玻璃化转变温度。再比如羧基丁苯胶乳，其主要单体包括苯乙烯、丁二烯和丙烯酸，改变苯乙烯和丁二烯的比例可以调节材料的玻璃化转变温度；该调控技术为现有技术，为本领域技术人员已知的技术手段。

7、优选的，所述沸石止血纱布材料的平均弯曲长度小于3厘米；沸石止血纱布材料中沸石止血材料的水中脱落率小于0.3％。

8、本技术具有超低的沸石脱落率、较好的柔性和优良的止血性能。

9、优选的，所述高分子胶乳粒子的玻璃化转变温度tg≤0℃。

10、通过采用上述技术方案，玻璃化转变温度低的产品干燥后得到的膜比较软，玻璃化转变温度高的产品干燥后得到的膜比较硬脆，因此，高分子胶乳粒子的玻璃化转变温度tg≤0℃使得成品沸石纱布的柔软性得到了进一步提升。

11、优选的，所述高分子胶乳粒子的玻璃化转变温度tg≤-15℃。

12、通过采用上述技术方案，本技术中的沸石止血纱布具有柔软顺滑的手感，有利于减少止血产品对伤口的刮擦，减少伤口的疼痛和不适感，便于填塞进凹陷的伤口。在沸石纱布的表面进行压敏胶涂层涂布后，由于压敏胶的玻璃化转变温度远低于室温，所得沸石止血纱布材料的室温柔软度不仅没有因为涂层加大，反而有所改善，使得成品沸石纱布的柔软性得到了进一步提升。

13、优选的，所述高分子胶乳粒子的直径在100-300纳米之间。

14、通过采用上述技术方案，使得成品沸石纱布的柔软性得到了进一步提升。

15、优选的，所述沸石纱布中沸石止血材料的含量为5-25wt％；所述沸石止血材料为沸石，沸石的晶型为a型沸石、p型沸石、x型沸石、y型沸石、zsm-5沸石、菱沸石、八面沸石、丝光沸石、斜发沸石中的至少一种。

16、通过采用上述技术方案，根据现有技术中大量研究已证明，沸石中含有部分钙离子有利于其发挥促凝血功能，因此，沸石内金属阳离子中钙离子的摩尔数量比例为5-99％可改善本技术的凝血功能。

17、现有技术表明，当沸石的阳离子中含有少量银离子、锌离子、或者铜离子及其混合的时候，可以赋予材料抗菌、抗病毒的特性。在本技术中，也可通过常见的阳离子交换处理让沸石含有少量银离子、铜离子或者锌离子及其混合物，使得所生产的沸石止血纱布材料同时具有止血及抗菌、抗病毒的效果。

18、通过采用上述技术方案，过低的沸石含量无法起到良好的止血效果；过高的沸石含量生产困难，而且产品柔性不足，沸石含量超过30％的沸石纱布本身就是比较硬挺的材料。同时，研究表明沸石含量超过20％之后，进一步增加沸石负载量并没有带来止血效果上可观测到的效果提升。因此，综合考虑沸石止血效果以及材料的柔软性，沸石纱布中沸石止血材料的含量为5-25wt％。

19、优选的，所述沸石纱布中沸石止血材料的含量为12-22wt％；所述沸石的晶型为p型沸石、x型沸石中的一种或者两种组合；所述沸石内金属阳离子中钙离子的摩尔数量比例为30-95％。

20、通过采用上述技术方案，综合考虑沸石止血效果以及材料的柔软性，沸石纱布中沸石止血材料的含量为12-22wt％。沸石内金属阳离子中钙离子的摩尔数量比例为30-95％可进一步保证本技术具有优良的凝血功能。

21、第二方面，本技术提供的一种沸石止血纱布材料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

22、一种沸石止血纱布材料的制备方法，包括以下步骤：

23、步骤一，沸石纱布的制备；

24、步骤二，水性压敏胶胶乳稀释液的配制：将固含量较高的水性乳液型压敏胶胶乳原料加水配成固含量为0.05％-2.0％的水性压敏胶胶乳稀释液；

25、步骤三，将步骤二中的水性压敏胶胶乳稀释液均匀涂布于沸石纱布上，稀释水性压敏胶乳液和沸石纱布的重量比例在(1-4):1；

26、步骤四，涂布了稀释水性压敏胶乳液的沸石止血纱布在70-120℃烘干，得到成品沸石止血纱布材料涂布。

27、本技术的制备方法相对简单，便于工业化生产，降低整体生产成本。

28、本技术中采用水性压敏胶胶乳浆料的理由如下，沸石能促进加速止血的机理在于两点：1、沸石中的钙离子可以在接触血液时通过和血液中的阳离子发生离子交换，被释放出来进入到血液中，作为凝血因子ⅳ参与凝血级联反应，促进凝血；2，沸石表面的大量规则孔洞可以和血液中的蛋白质结合，在沸石表面形成蛋白质冠，促进凝血级联反应的速度。两者能起作用的前提都是在最终成品沸石止血纱布材料中，沸石表面能直接接触血液。现有技术中被包埋在粘结剂胶层内部的沸石是无法参与凝血级联反应的，不会起到促凝血作用。如果选用大量水溶性高分子，涂布在沸石止血纱布表面，将沸石覆盖起来，牢牢地粘结到基底材料上，当然也能减少沸石的脱落率。但是，溶液型高分子粘结剂涂布干燥过程中，会在材料表面形成均匀的粘结剂涂层，覆盖几乎所有表面，使得沸石表面失去了接触血液的机会，也就失去了促进凝血的效果。同时水溶性高分子干燥后，重新接触血液时，容易重新溶解。如果不加交联剂使其转化为不溶性物质，涂层只能减少干态的脱落率，并不能减少水中脱落率。如果使用交联剂减少水溶性高分子再溶可能性，交联剂往往是有毒的甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等活性物质。需要对交联剂的残留做严格控制和检测。

29、本技术中选用的涂布液为浓度较低的胶体乳液，其胶体粒子本身不溶于水，只是分散在水中。涂布后，在干燥过程中去除所有水分后，胶体颗粒相互融合粘连，同时粘结在止血纱布材料表面，不会再溶于水。因此无需额外添加交联剂，即可实现胶层不会再溶于水的效果。无需考虑交联剂小分子的释出和毒性。且选用水性压敏胶胶乳作为降尘涂布材料，同时控制浓度，可以减少沸石颗粒表面被覆盖的比例，避免沸石的促凝血功能受到明显影响。

30、胶乳稀释液被涂布在沸石纱布表面后，在干燥过程中，溶剂水不断挥发，胶体浓度提高，直到最后水挥干，胶体颗粒黏附到材料表面。当涂布液浓度足够稀，涂布量不够高时，干燥后就无法形成致密的胶膜，一定有部分区域是胶膜孔洞。低浓度胶乳干燥后容易形成非致密膜层是常见的现象。胶乳形成的膜层需要足够大的厚度才能形成致密膜层。在本技术中，涂布量远不足以在沸石纱布表面形成致密的膜层。同时，由于毛细管凝聚效应，在干燥过程中，在完全干燥前，最后阶段，胶粒还在水中可移动时，胶体乳液倾向于聚集在沸石和纱布粘连处，沸石颗粒与沸石颗粒之间等瓶颈处位置；而较少呆在无沸石的光滑的纤维表面。也就是说，胶体粒子会优先处于正好需要粘结的凹陷处。两种作用的共同后果就是当控制压敏胶胶体粒子的涂布量时，可以实现非连续致密压敏胶胶层的涂布，确保尽可能多的沸石表面的裸露。

31、在本技术中，选择压敏胶作为降尘涂层材料的原因解释如下：

32、在实际生产中，沸石纱布原料生产后，后续还需要根据不同规格产品的需求，进行分切，折叠、卷绕等工序；之后再被装到柔性的塑料袋中封装，后续包装袋还会被大量堆叠、手工装盒装箱、长途运输、分配分发；最后取出使用时会被根据伤口情况临时重新折叠、卷绕、填塞、捆绑等操作。上述操作都会不可避免地让不同层之间的沸石纱布发生摩擦剐蹭，将部分高高凸出棉纤维表面的沸石晶体刮擦下来，这是无法避免的现象。

33、选用低玻璃化转变温度的胶乳涂布在沸石止血纱布表面后，在沸石止血纱布表面形成了一层压敏胶层，也就是俗称不干胶的涂层。在这种情况下，即使沸石颗粒被摩擦剐蹭从棉纤维基底上被剥离下来，也会马上被压敏胶层粘回到沸石纱布上。压敏胶涂层的存在是本发明沸石止血纱布减少沸石止血纱布在后续加工和使用过程中粉尘脱落的关键原因。在日常生活中，压敏胶涂布的材料就被用于将沙发、车内、床上用品上、衣服上的头发、皮屑、灰尘粘走。在本发明中，压敏胶涂层的存在使得沸石粉体即使被剐蹭下也能立刻被粘回去。

34、在普通纺织品涂布降尘粘结剂后，都希望所得材料在干燥后不再保持粘弹性，以免在使用过程中到处黏吸环境中的灰尘。因此，普通纺织品通常避免使用涂布烘干后还保持有粘弹性的材料用于作为涂层备选材料。但是，止血纱布作为医疗器械产品，在生产过程中会严格防尘，灭菌后会一直处于密封包装的状态。只有在即将使用时，才会打开包装，立刻投入使用，以免无菌状态受到污染破坏。也就是说，涂布后让织物表面一直保持粘弹性这种通常需要避免的特性，在止血纱布的应用场景中不会带来负面影响。这也是本发明和普通纺织品降尘粘结剂选择和使用上的巨大差别。本发明选用的降尘粘结剂在干燥后，依然保持粘性，更有利于后续加工使用过程中高效地避免粉尘脱落。

35、优选的，所述步骤三，将步骤二中的水性压敏胶胶乳稀释液均匀涂布于沸石纱布上，水性压敏胶胶乳稀释液和沸石纱布的重量比例在(1.4-2.5):1；步骤四，涂布了水性压敏胶胶乳稀释液的沸石止血纱布在85-110℃烘干，得到成品沸石止血纱布材料涂布。

36、此外，沸石止血纱布的吸水量极高，1克纱布可以吸收接近4克水。涂布时，如果压敏胶乳液和沸石止血纱布的重量比低于1:1，容易造成纱布部分区域涂布了乳液，部分区域仍然保持干燥状态，无法保证乳液的均匀涂布。如果压敏胶乳液和沸石止血纱布的重量比大于1:4，则可能发生乳液在纱布表面可流动的状态，在涂布设备上移动时，因重力驱动，发生左右流动，干燥后，形成不均匀涂布，因此，稀释水性压敏胶乳液和沸石纱布的重量比例在(1.4-2.5):1，可保证沸石止血纱布材料所涂布的涂层的质量。

37、不同涂布设备，在不同涂布工艺参数下的溶液和沸石纱布之间的涂布重量比例会不同。在生产中，将涂布重量比例和涂布液的浓度相乘，可以计算得到胶层重量和沸石纱布的比例，这个指标才是关键性的指标。例如涂布比例为2倍，涂布乳液浓度为0.3％时，最终的胶层比例为0.6％。涂布重量比例大的时候，需要调调低一点稀释液的浓度；涂布重量比例小的时候，需要调高一点稀释液的浓度；在本技术中，最终优选压敏胶层的重量和沸石纱布原材料之间的重量比例在0.2-2.0％之间。

38、水性压敏胶胶乳稀释液中可加入防老剂，压敏胶胶乳中有较大比例的组分含有双键，化学稳定性可能较差，在长期存放中可能发生老化，性质变差，因此，加入防老剂可改善整体的使用稳定性和耐候性。

39、综上所述，本技术具有以下优点：

40、1、本技术具有超低的沸石脱落率、较好的柔性和优良的止血性能。

41、2、本技术的制备方法相对简单，便于工业化生产，降低整体生产成本。