不同材质及形态的纤维素类可吸收止血材料的止血性能评价

郭鑫，刘民生，南成睿，石云鹏，董超，宗会迁，赵宗茂

1.河北医科大学第二医院 a.神经外科；b.医学装备科，河北 石家庄 050000；2.邢台市第三医院 神经外科，河北 邢台 054000

引言

对于神经外科手术来说，控制术中出血是顺利手术和良好预后的重要保障。对于出血的处理，可吸收止血材料起到了重要的辅助作用。可吸收止血材料通过促进出血部位血液的凝固，来达到止血目的，同时其可以被人体吸收[1]。目前临床上最常用的止血材料之一是纤维素类可吸收止血材料，它是通过天然植物再生纤维素加工而成，可以被人体组织组织降解吸收[2]。

纤维素类可吸收止血材料种类繁多，按材质主要分为氧化再生纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素（Hydroxyethyl Cellulose，HEC），并且根据氧化工艺的不同可将氧化再生纤维素分为羧基氧化再生纤维素（Carboxyl Oxidized Regenerated Cellulose，CORC）和羧甲基氧化再生纤维素（Carboxymethyl Oxidized Regenerated Cellulose，CMORC）[3]。其中 CORC 类材料有纱布、纤丝、非织布3种形态，其余材质大多只有纱布形态。从结构上来说纤丝和非织布属于非编织结构，相较于纱布的编织结构来说拥有更大的结构表面积[4]，可以根据需要进行更自由的裁剪。

虽然有许多纤维素类可吸收止血材料，但目前鲜有研究去评价它们的止血能力。本研究通过观察它们在促进凝血、处理活动性出血时的表现，来评价其止血性能的差异，以期为临床使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验对象

成年雄性、体重300～350 g、年龄8～10周的SD大鼠28只[许可证号SCXK（冀）2020-002）]。所有的实验内容均经河北医科大学第二医院伦理委员会批准（审查决议编号2022-AE006），实验中严格遵守河北医科大学第二医院实验动物伦理委员会的规定。

1.2 实验材料

实验材料为纤维素类可吸收止血材料，其中纱布形态的包括CMORC、HEC、CORC；纤丝形态为CORC；非织布形态为CORC。

1.3 实验方法

1.3.1 体外凝血实验

体外凝血实验参照Gu等[5]采用的实验方法。将大鼠经10%水合氯醛腹腔麻醉（0.4 mL/100 g）后，颈外静脉取全血（图1）。

图1 大鼠颈外静脉取血

1.3.1.1 纱布形态下不同材质的纤维素类止血材料的凝血实验

取纱布形态的纤维素类可吸收止血材料，根据材质不同分为4组：① CMORC组，全血+CMORC止血纱布；② HEC组，全血+HEC止血纱布；③ CORC组，全血+CORC止血纱布；④ 对照组，全血+普通纱布。取SD大鼠8只，取血后分别进行上述各组体外凝血实验（n=8）。于50 mL试管内置入裁剪成约1 cm×1 cm大小正方形的止血材料及纱布，在每个试管内的材料上缓慢滴入200 μL的血样，取0.2 mmol/L CaCl2溶液 20 μL滴入，37℃恒温保存3 min，后加入25 mL去离子水，注意管内血凝块不能被破坏（图2），于15 mL离心管中放入7.5 mL上清液，3600 r/min离心5 min，取1 mL上清液，移至1.5 mL EP管中，再次在3600 r/min下离心5 min，37℃恒温孵育1 h，等分为200 μL加至96孔板，测量540 nm处的光密度（Optical Density，OD）值。

图2 加去离子水后血凝块情况

1.3.1.2 不同形态的CORC止血材料的凝血实验

将不同形态的CORC止血材料分为4组：① 纱布组，全血+纱布形态的CORC；② 纤丝组，全血+纤丝形态的CORC；③ 非织布组，全血+非织布形态的CORC；④ 对照组，全血+普通纱布。使用8只SD大鼠全血，实验步骤同上。

1.3.2 大鼠脑损伤止血实验

根据上述结果并结合临床情况，将纱布形态止血材料按材质分为3组：① HEC组，使用HEC止血纱布止血；② CORC组，使用CORC止血纱布止血；③ 对照组，不使用止血材料止血，每组取5只SD大鼠。实验前将裁剪成约5 mm×5 mm大小的止血材料与棉片称重。大鼠脑损伤模型的制备参照李先如等[6]的方法，使用10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠（0.4 mL/100 g），大鼠在麻醉成功后于操作台上固定，将颅顶皮肤纵行切开，在右侧顶骨距冠状缝、矢状缝各5 mm处用磨钻打磨骨窗，大小约8 mm×5 mm，要求硬膜完整不受损。过程中周围软组织及骨窗出血使用棉球处理，在骨窗周围使用干洁棉球保护（图3），用外科手术刀在骨窗中心划出一道深约3 mm、长约5 mm与矢状缝平行的纵行切口。止血材料置于切口上，上敷棉片（对照组直接使用棉片），2 g砝码按压，棉片吸收血液，每10 s更换新棉片，待止血成功后（棉片不再吸收血液、切口无新鲜出血后，撤去棉片并观察切口1 min，无新发出血）（图4～5），记录止血时间（T）、收集所用棉片及止血材料，根据使用材料计算术前材料的总质量W0。37℃恒温烘干所有收集实验材料1 h，完全干燥后称重记为W1，质量差（W）=W1-W0，W代表出血量，比较各组的W与T来评价止血材料的止血效果。在此基础上，增加纤丝形态的CORC重复上述实验（n=5）（图6），并与前面动物试验的CORC组和对照组的止血所用时间T与实验前后质量差W进行比较。

图3 骨窗

图4 HEC组止血成功后创面

图5 对照组止血成功后创面

图6 纤丝组止血成功后创面

1.4 统计学分析

采用SPSS 25.0软件进行数据处理分析。以±s表示数据，采用F检验进行多组间比较；组间两两比较时，若方差齐则使用t检验，若方差不齐，则采用矫正的t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体外凝血实验结果

2.1.1 纱布形态下不同材质的纤维素类止血材料的凝血实验

对照组止血材料的OD值均高于各实验组，且差异有统计学意义（P＜0.05）。将CMORC组、HEC组、CORC组分别两两比较，其OD值的差异无统计学意义（P＞0.05）（表 1）。

表1 体外凝血实验纱布形态不同材质止血材料间血红蛋白OD值（540 nm）比较（n=8，±s）

表1 体外凝血实验纱布形态不同材质止血材料间血红蛋白OD值（540 nm）比较（n=8，±s）

注：CMORC为羧甲基氧化再生纤维素；HEC为羟乙基纤维素；CORC为羧基氧化再生纤维素。CMORC组 vs.HEC组，aP=0.888；CMORC组 vs.CORC组，bP=1.000；HEC组 vs. CORC组，cP=0.336。

CMORC组 0.1926±0.0745 HEC组 0.2424±0.0955a CORC组 0.1756±0.0491bc组别 OD值 F值 P值对照组 0.4275±0.0292 23.794 ＜0.001

2.1.2 不同形态的CORC止血材料的凝血实验

对照组止血材料的OD值均高于各实验组，且差异有统计学意义（P＜0.05），将纱布组、纤丝组、非织布组分别两两比较，其中纱布组与纤丝组、非织布组间OD值的差异有统计学意义（P＜0.05），而纤丝组与非织布组间OD值的差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

表2 体外凝血实验不同形态CORC材料间血红蛋白OD值（540 nm）比较（n=8，±s）

表2 体外凝血实验不同形态CORC材料间血红蛋白OD值（540 nm）比较（n=8，±s）

注：纱布组 vs.纤丝组，aP＜0.001；纱布组 vs.非织布组，bP＜0.001；纤丝组 vs.非织布组，cP=0.124。

纱布组 0.1756±0.0491纤丝组 0.0019±0.0009a非织布组 0.0235±0.0234bc组别 OD值 F值 P值对照组 0.4275±0.0292 322.713 ＜0.001

2.2 大鼠脑损伤止血实验结果

2.2.1 纱布形态下不同材质的纤维素类止血材料的脑损伤止血实验

此实验中止血材料的T与W不全相同，对照组的T、W均大于各实验组，且差异有统计学意义（P＜0.05），各实验组T、W间的差异无统计学意义（P＞0.05）（表3）。

表3 大鼠脑损伤止血实验不同材质止血材料间止血时间与实验前后质量差比较（n=5，±s）

表3 大鼠脑损伤止血实验不同材质止血材料间止血时间与实验前后质量差比较（n=5，±s）

注：T为止血时间，W为质量差。HEC组 vs.CORC组，aP=0.455，bP=0.054。

组别 T/s W/g对照组 182.00±20.49 0.0101±0.0014 HEC组 134.00±27.02 0.0049±0.0016 CORC组 114.00±11.40a 0.0074±0.0013b F值 28.780 20.998 P值 0.001 ＜0.001

2.2.2 不同形态的CORC类止血材料的脑损伤止血实验

此实验中止血材料的T与W不相同，其中对照组的T与W均大于各实验组的T与W，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组中纱布组的T与W均大于纤丝组，且差异有统计学意义（P＜0.05）（表4）。

表4 大鼠脑损伤止血实验不同形态止血材料间止血时间与实验前后质量差比较（n=5，±s）

表4 大鼠脑损伤止血实验不同形态止血材料间止血时间与实验前后质量差比较（n=5，±s）

注：T为止血时间，W为质量差。纱布组 vs.纤丝组，aP=0.004，bP=0.002。

组别 T/s W/g对照组 182.00±20.49 0.0101±0.0014纱布组 114.00±11.40 0.0074±0.0013纤丝组 74.00±11.40a 0.0041±0.0005b F值 65.765 34.192 P值 ＜0.001 ＜0.001

3 讨论

纤维素类可吸收止血材料应用于临床较早，具有价格低廉、适用广泛、易于吸收、组织反应小等优点[7]，使用时会与血液发生反应，形成含有血红素的红黑色胶状物，迅速控制出血[8]。经过数十年的发展，已有许多纤维素类可吸收止血材料问世，并且仍在不断开发。止血作为止血材料最主要的功能，却少有实验去评价其性能，导致临床使用时缺乏参考，其原因之一可能是缺乏合适的实验方法。本实验挑选了成熟、简便的方法进行实验，以对未来的实验提供新思路、为临床使用提供参考、为新型材料的开发提供方向。

体外凝血实验通过测量OD值可以直接比较不同止血材料的止血性能，其原理是具有更好性能的止血材料可以更多地结合红细胞，使更少的红细胞在溶液中悬浮、更少的血红蛋白被释放，故测得的OD值小。大鼠脑损伤止血实验能更直观地观察到止血材料在神经外科临床手术中的使用效果，实验中止血材料的止血性能越好，T越短，实验前后实验材料的W越小。这2个实验均有方法简单、材料易获得、评价指标直观等优点。

通过体外凝血实验及大鼠脑损伤止血实验，可以发现，止血材料均能有效促进止血，对纱布形态的止血材料来说，材质的差异对其止血性能影响较小，而形态的不同对CORC类止血材料的止血性能影响较大。这可能是因为不同材质的止血材料的作用机制相似，都是通过与血红蛋白中Fe2+结合形成血凝块来封堵出血部位[3]。而导致纤丝和非织布这2种形态止血材料的止血性能优于纱布形态的原因可能是，在相同大小下，非编织结构相较于编织结构拥有更大的结构表面积，这可以帮助其与血液更充分地接触，也可以帮助血小板黏附聚集。

目前市面上除CORC材质外，其余材质产品的形态有限，不能同时研究止血材料的材质与形态对止血性能的影响，这使得本实验无法得出更宽泛的结论。

在未来选择和研究止血材料时应综合考虑生物相容性、止血性能、操作简便性、经济效益[9]等多因素。例如，可以通过研究使用具有抑菌性能的纤维素类材料用以预防感染[10-11]，应用生物相容性更好的材料来减少术后不良事件的发生[12-14]，开发集合多种材料优点的新型复合型材料[15-16]。目前止血材料价格相对较高，在患者治疗费用中占有较大比例[17]，医院可以通过严格准入、规范使用、加强监管等一系列管控措施，使止血材料的使用更加规范合理[18]。

临床上止血材料的种类繁多，虽然它们的止血机制各异、使用效果有所差别，但各自均有适用范围，使用时应该充分掌握其特性、发挥其优势，用其所长，使其更好地服务于临床，造福患者。