专利名称：具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵及制法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型生物海绵，具体地说是以羧甲基壳聚糖为主要原料制备的可溶性、可降解性、具有吸水膨胀性能的海绵及其制法和用途。
背景技术：
目前，在我国医疗市场上，有三十几种医用海绵产品被广泛应用于手术止血、腔道止血和创伤愈合治疗。它们主要都是用明胶、胶原蛋白等材料制备而成的，因其原料物质为异种蛋白，存留人体内，易引发免疫原性反应。壳聚糖类物质为天然生物材料，可以在人体内降解为安全无毒的氨基葡萄糖，也不会引发免疫原性反应，因而具有优良的生物相容性；同时壳聚糖是自然界中唯一带正电荷的氨基葡萄糖，因其独特的理化结构，使得壳聚糖物质能通过与红细胞膜之间的电荷作用凝集红细胞而止血，而且止血机理无须依赖于凝血机制，所以还能介导肝素化病人血液的凝固，这对于外科手术中止血具有独特的效果。此外，壳聚糖还具有抑菌、促进创面愈合的性能。
然而，壳聚糖不能在中性水溶液中溶解，发泡性能欠佳，用其制备海绵往往需要将其溶解在酸性溶液中，待海绵成形后再进行调节PH值，洗涤等操作。如专利CN1071587A中公开了一种用乙酸溶解壳聚糖，并混合胶原后，用甲醛交联制备海绵的生产工艺；如专利CN1431021A公开了一种用于妇科疾病的含药壳聚糖-胶原海绵，其制备工艺包括用盐酸或醋酸溶解壳聚糖，用戊二醛交联，冷冻干燥后用蒸馏水洗涤并再次真空干燥。以往的壳聚糖类海绵制备采用酸性溶液，易对环保造成影响，而且采用的醛类交联剂，易残留毒性。
发明内容
本发明所制备的海绵，选用的羧甲基壳聚糖是一种水溶性的壳聚糖衍生物，它能很好地溶解在中性水中，能在生理条件(pH＝6～8)下溶解，并吸收大量的液体。此外，作为两性高分子材料，它在一定的条件下具有独特的凝胶性能，能和铝、钙、铁等多价离子发生离子交联。因此，我们可以在温和的条件下，利用离子交联机理，将其制备成具有良好结构的海绵体，而不必用大量溶剂处理海绵体中残留的甲醛等有害的交联剂。
另外，本发明制备的海绵还具有独特的性能，即能够吸水膨胀，使得在腔道止血中除生物材料本身的止血作用外，还可起到机械压迫止血的效果，使止血作用更确切。
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种羧甲基壳聚糖海绵的制备工艺。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下一种羧甲基壳聚糖海绵，以羧甲基壳聚糖为主要原料，加入少量的壳聚糖粉或甲壳素粉，辅以甘油为增塑剂。该羧甲基壳聚糖为N，O-羧甲基壳聚糖(N，O-CMC)，其分子结构如下， 为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下(1)在羧甲基壳聚糖水溶液中加入少量的壳聚糖粉或甲壳素粉，辅以一定量的甘油为增塑剂，使每100ml溶液中含羧甲基壳聚糖1～5g，壳聚糖粉末或甲壳素粉末0.5～2g，甘油1～5g，搅拌发泡后加入环保型离子交联剂充分交联，-20℃充分冷冻成形后冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小、形状。
(2)上述制备工艺中所使用的环保型离子交联剂为水溶性铝盐、钙盐、铁盐中任选一种，浓度为1～20％。
本发明的优点在于1、利用羧甲基壳聚糖良好的水溶性，直接以去离子水配制海绵浆料，避免了用酸性溶液溶解壳聚糖，具有环保意义；利用羧甲基壳聚糖上带负电荷的羧甲基与离子交联剂进行离子交联，避免了使用甲醛等有毒交联剂，克服容易在人体内残留毒性的缺点；而且省去了中和、洗涤等后处理过程，提高了产品的安全性，降低了生产成本。
2、本工艺生产的海绵能在体液中迅速形成凝胶，用于医疗领域，能在创面形成粘稠的保护膜，止血效果确切、迅速，而且还具有很好的吸水膨胀性能，特别适用于腔道止血。
3、本工艺生产的海绵具有可溶性和生物降解性，可以留在体内而无需二次手术取出。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例11％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目甲壳素粉1.0g和甘油1ml，50℃混合均匀后室温条件下发泡30分钟，同时加入1％氯化铝溶液15ml进行交联，然后装入模具中，-20℃充分冷冻成形。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例22％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目甲壳素粉2g和甘油5ml，50℃混合均匀，室温条件下发泡30分钟，同时加入20％氯化铝溶液1ml进行交联，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例32％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉0.5g和1ml甘油，发泡30分钟，同时加入1％氯化钙溶液5ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例44％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉0.5g和甘油1ml，发泡30分钟，同时加入20％氯化钙溶液3ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例55％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉2g和甘油3ml，发泡30分钟，同时加入10％氯化钙溶液5ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例64％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目甲壳素粉0.5g和甘油2ml，发泡30分钟，同时加入1％氯化铁溶液10ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例74％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉0.5g和甘油1ml，发泡30分钟，同时加入10％氯化铁溶液10ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例83％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入壳聚糖粉1g和甘油4ml，50℃混合均匀，室温条件下发泡30分钟，同时加入20％氯化铁溶液3ml进行交联，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例94％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉1.5g和甘油3ml，发泡30分钟，同时加入5％氯化铁溶液5ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例103％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目甲壳素粉1.5g和甘油4ml，50℃混合均匀，室温条件下发泡30分钟，同时加入10％氯化铝溶液5ml进行交联，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
实施例115％羧甲基壳聚糖水溶液100ml，加入100目壳聚糖粉0.8g和甘油3ml，发泡30分钟，同时加入5％氯化铝溶液5ml，然后装入模具中，-20℃冷冻24小时。取出后，脱模并马上冷冻干燥24小时。将所得海绵体切割成所需大小。
权利要求
1.具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵，采用羧甲基壳聚糖水溶液制成，水溶液以羧甲基壳聚糖为主要原料，加入少量壳聚糖粉或甲壳素粉，辅以甘油为增塑剂，其特征在于羧甲基壳聚糖为N，O-羧甲基壳聚糖(N，O-CMC)，其分子结构如下，
2.根据权利要求1所述的具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵，其特征在于所述的制备海绵的羧甲基壳聚糖水溶液每100ml中含有羧甲基壳聚糖1～5g，壳聚糖粉末或甲壳素粉末0.5～2g，甘油1～5g。
3.根据权利要求1所述的具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵，其特征在于其形状可为片状、块状、条状、柱状中的任何一种。
4.一种由权利要求1所述的具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵的制备方法，其特征在于在羧甲基壳聚糖水溶液中加入少量壳聚糖粉或甲壳素粉，辅以甘油为增塑剂，使每100ml溶液中含羧甲基壳聚糖1～5g，壳聚糖粉末或甲壳素粉末0.5～2g，甘油1～5g，搅拌发泡后加入环保型离子交联剂充分交联，-20℃充分冷冻成形后，冷冻干燥24小时。
5.根据权利要求4所述的具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵的制备方法，其特征在于所使用的环保型离子交联剂为水溶性铝盐、钙盐、铁盐中任选一种，浓度为1～20％。
6.一种由权利要求4所述制备方法所得的具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵的用途，其特征在于用于外科止血、腔道止血、创面愈合的医疗领域。
全文摘要
本发明公开了一种具有吸水膨胀性能的羧甲基壳聚糖海绵及制法和用途。该海绵以羧甲基壳聚糖为主要原料，其制备过程是在羧甲基壳聚糖水溶液中加入少量壳聚糖粉末或甲壳素粉末，辅以一定量的甘油作为增塑剂，使每100ml溶液中含羧甲基壳聚糖1～5g，壳聚糖粉末或甲壳素粉末0.5～2g，甘油1～5g，搅拌发泡后加入环保型离子交联剂充分交联，冷冻干燥。此工艺生产的海绵以水溶性物质为原料，避免使用酸性溶剂，因而具有环保的意义；采用非醛基的离子交联剂，避免了醛基的残留毒性，因而具有安全无毒的特点；而且本工艺制备的海绵柔软富有弹性，具有很强的吸水膨胀能力，能迅速止血，并具有抑菌和促进创面愈合作用，可以应用于手术止血、腔道止血和创面愈合等医疗领域。
文档编号C08L5/00GK1670061SQ20051002450
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月21日 优先权日2005年3月21日
发明者商庆新, 金箭飞, 易智强 申请人:上海美宝生命科技有限公司