硅酸盐生物陶瓷复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及止血材料，具体涉及一种硅酸盐生物陶瓷复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、出血是术中、战争、交通或其他事故中受伤人员死亡的主要原因。尽管已经开发出各种止血药物和止血材料，但是针对一些不可控的大出血，如不可压迫的脏器贯穿出血以及可压迫的靠近心脏和大脑的区域的出血，或是对于凝血障碍患者的出血，如因遗传疾病(血友病和血管性血友病)，慢性疾病(癌症、慢性肝病或肾病)，药物(肝素、华法林和阿司匹林)诱发的凝血病或者严重出血导致的消耗性/稀释性凝血病。针对这种类型的创面止血依然是一个重大挑战。

2、凝血酶及其复合物，还有与纤维蛋白结合肽结合的聚合物，可直接作用于纤维蛋白原从而跳过凝血过程直接形成血栓块。但蛋白类材料免疫原性以及极端环境下的保存条件存在问题。并且这类材料有较高的全身性致栓风险。另一类材料通过机械封堵的方式作用于出血创面，例如合成类的组织胶可以和创面直接形成共价键/非共价键来封闭伤口，从而实现与凝血过程无关的物理性止血，然而在快速流动的血液环境，材料很难有效接触到创面以达到封闭的效果；且合成材料的生物安全性和降解性也存在问题。除此之外，由天然高分子材料如纤维素、淀粉和壳聚糖组成的高吸水能力的大孔止血海绵/泡沫已被报道用于治疗不可控和不可压迫性出血。当与伤口腔内的血液接触时，材料会迅速吸收血液中的水分，浓缩血液成分。此外，压缩后的海绵可以迅速膨胀或恢复初始形状，以填充伤口，并对伤口施加压力，封堵出血部位。然而，所制备的材料缺乏较强的促凝血活性，如内源性或外源性凝血因子的激活，凝血酶或纤维蛋白生成能力。因此，这类材料在处理凝血障碍创面出血时效果较差。

3、研究报道发现硅基生物材料在止血应用时表现出独特的优势和促凝血机制，天然矿物黏土如沸石、高岭土及蒙脱土等，其表面具有带负电荷的硅醇基团，可与凝血因子xii链上带正电荷的氨基酸相互作用，从而激活内源性凝血通路加速凝血级联反应。与此同时，为了降低颗粒在创面单独使用时的毒副作用（组织微环境中离子浓度和ph值的急剧变化导致的炎症反应）并拓宽其应用范围，研究人员通常将其与聚合物结合，制备成成各种形式的复合型止血材料，并且，文献报道了高岭土浸渍纱布（combat gauze）在低温凝血病猪肝脏严重损伤出血模型中，相比于普通开腹垫相比，具有明显减少的出血量和复苏需求。此外，多篇文献和专利对合成的硅基生物材料如介孔二氧化硅和生物活性玻璃的凝血性能和机理进行了研究并应用于大出血的控制。这类材料不仅在生物相容性和降解性上更具优势并且可以进行结构和组分设计从而进一步提高其促凝活性。然而，合成的硅基止血材料在凝血障碍创面止血的研究几乎没有，并且在复合型硅基止血材料研究中，高分子材料与无机材料之间的常规结合方式如浸渍、共混会让无机材料的负载量有限，进而降低其活性效率；过量的结合可能会影响聚合物的理化性能，且存在潜在的毒副作用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明提供一种硅酸盐生物陶瓷复合材料及其制备方法与应用，对其促凝血性能和对凝血因子的调控作用进行了研究，并且通过共价键的方式将陶瓷组装到了多种止血材料上，赋予其高促凝血活性，并且建立大出血模型和凝血障碍出血模型，验证陶瓷及其复合材料的动物体内止血效果。

2、本发明采用的技术解决方案是：硅酸盐生物陶瓷复合材料，所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料由硅酸盐生物陶瓷颗粒通过阴离子多糖或多羟基芳香族有机化合物与高分子材料组装得到。

3、所述的硅酸盐生物陶瓷颗粒为硅酸钙，硅酸镁，硅酸锶中的一种或几种及其复合材料。

4、所述的阴离子多糖为海藻酸钠或透明质酸中的一种或几种。

5、所述的多羟基芳香族有机化合物为单宁酸。

6、所述的高分子材料为高分子纱布或高分子海绵材料。

7、所述的硅酸盐生物陶瓷颗粒通过共价键的方式结合到高分子材料的表面。

8、一种硅酸盐生物陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

9、（1）硅酸盐生物陶瓷制备：将硝酸溶解到水溶液中，随后加入正硅酸乙酯水解，将硝酸钙，硝酸镁，硝酸锶等加入到上述溶液中，搅拌后，收集沉淀物，并用乙醇和蒸馏水清洗干燥，随后高温煅烧，得到硅酸盐无机陶瓷颗粒，并通过震荡筛分获得均一粒径的硅酸盐生物陶瓷颗粒；

10、（2）无机颗粒和高分子纱布/海绵复合：配制海藻酸盐a溶液（聚合物a溶液）；再将硅酸盐无机陶瓷颗粒分散到超纯水中获得硅酸盐无机陶瓷悬浊液b；将高分子纱布和海绵分别浸泡在a溶液和悬浊液b中30-120 min，清洗后，冷冻干燥，分别获得无机颗粒复合纱布和复合海绵。

11、所述的步骤（2）中硅酸盐无机陶瓷悬浊液b中硅酸盐无机陶瓷的浓度为20-25%。

12、所述的步骤（2）中a溶液中海藻酸盐浓度为0.1-2%。

13、一种硅酸盐生物陶瓷复合材料在制备凝血障碍创面止血材料上的应用。

14、本发明的有益效果是：本发明提供了一种硅酸盐生物陶瓷复合材料及其制备方法与应用，本发明的复合材料中采用特定组分和结构的硅酸盐生物陶瓷可以更好地调控血浆中的凝血因子的含量和活性，进而更加明显的缩短全血凝血时间，增强凝血指数，并且通过组装的方式将生物陶瓷结合到高分子材料表面，进而制备复合型止血材料，可以更好的保留其生物活性，并且复合型材料在正常及凝血障碍的大出血模型中，相比于单一组分和市售的材料，具有更好止血表现。

技术特征：

1.硅酸盐生物陶瓷复合材料，其特征在于，所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料由硅酸盐生物陶瓷颗粒通过阴离子多糖或多羟基芳香族有机化合物与高分子材料组装得到，所述的硅酸盐生物陶瓷中包括硅酸钙，硅酸镁，硅酸锶中的一种或几种及其复合材料。

2.根据权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料，其特征在于，所述的阴离子多糖为海藻酸钠或透明质酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料，其特征在于，所述的多羟基芳香族有机化合物为单宁酸。

4.根据权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料，其特征在于，所述的高分子材料为高分子纱布或高分子海绵材料。

5.根据权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料，其特征在于，所述的硅酸盐生物陶瓷颗粒通过共价键的方式结合到高分子材料的表面。

6.一种权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中硅酸盐生物陶瓷悬浊液b中硅酸盐生物陶瓷的浓度为20-25%。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中a溶液中海藻酸盐浓度为0.1-2%。

9.一种权利要求1所述的硅酸盐生物陶瓷复合材料在制备凝血障碍创面止血材料上的应用。

技术总结
一种硅酸盐生物陶瓷复合材料及其制备方法与应用，本发明的复合材料中采用特定组分和结构的硅酸盐生物陶瓷可以更好地调控血浆中的凝血因子的含量和活性，进而更加明显的缩短全血凝血时间，增强凝血指数，并且通过组装的方式将生物陶瓷结合到高分子材料表面，进而制备复合型止血材料，可以更好的保留其生物活性，并且复合型材料在正常及凝血障碍的大出血模型中，相比于单一组分和市售的材料，具有更好止血表现。

技术研发人员：石长灿,常江,杨晨,杨啸
受保护的技术使用者：国科温州研究院（温州生物材料与工程研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27