新型医用止血多聚糖改性材料的实用性研究

何俊淅

成都仁天医疗器械有限公司，四川 成都 610074

止血是医疗和急救中的一个重要步骤，尤其是在手术中和有创伤等情况下，其本身也是一个复杂的级联反应[1]。目前，新型止血材料的研发和应用备受关注，市面上对更有效、安全且便于使用的止血材料的需求也在逐渐增加，有些材料不仅能止血，还有防粘连的效果[2]。新型止血材料有多孔沸石[3]、多肽基止血材料、多糖/多肽复合止血材料等[4]，其中多糖类止血材料又包含很多种类，例如纤维素、壳聚糖、透明质酸、海藻酸盐、羧甲基纤维素钠等[5]。

多聚糖中的止血淀粉是一种具有生物相容性且可生物降解的材料，在止血和促进伤口愈合方面展示出了巨大的潜力。许多研究人员通过改变淀粉结构、功能化和修饰等方法，改善了其性能，进一步提高了其止血和促进伤口愈合的效果。

1 材料与方法

1.1 实验动物

新西兰大耳兔（成都达硕生物科技有限公司），雌雄各半，重量为1.9～2.1 kg。

健康成年SD 大鼠（成都达硕生物科技有限公司），雄性，体重在210～240 g 之间。

1.2 仪器、试剂与样品

仪器：60 mm 布氏漏斗、5 μm 孔径滤纸（武汉杰丝曼新材料有限公司）、抽滤瓶、真空泵、光学显微镜Motic BA400、752 型分光光度计、匀浆仪等。

主要试剂：羧甲基淀粉钠（广东云门生物技术有限公司），环氧氯丙烷、乙酸乙酯、氯化钠、硫酸钠、氢氧化钠、硼氢化钠、span-80、植物油采购自成都金山化学试剂有限公司，自制复配碘溶液（含0.33%碘和0.66%碘化钾）、含0.3%的柠檬酸兔子血液10 mL，共3 组。

实验组：自制淀粉止血材料，白色粉末。

对照组1：马铃薯淀粉（食品级），品牌：奈伦。

对照组2：进口止血材料“Arista”，规格：SM0002（3.0 g）、批号：5729901，生产方：Medafor，Inc，注册证书编号：国食药监械（进）字2012 第3640091 号（更）。

1.3 实验方法

1.3.1 材料制备

①称取羧甲基淀粉4 g、硫酸钠6 g、氢氧化钠0.2 g、硼氢化钠0.2 g，倒入28 g 蒸馏水中搅拌溶解。

②称取1.3 g 的span-80 和53 g 大豆油在50℃条件下搅拌乳化均匀，搅拌器转速为600 r/min。

③将步骤①制得的淀粉乳液倒入步骤②制备的油相中搅拌均匀。

④加入1.8 mL 环氧氯丙烷反应5 h。

⑤向反应完的溶液中加入乙酸乙酯与饱和氯化钠静置分层。

⑥取下层产物并抽滤用纯化水清洗至中性。

⑦使用乙醇脱水2 次。

⑧60 ℃环境中烘干即得产物。

1.3.2 体外凝血观察及吸水率测试

吸水率测试中，将淀粉吸水至饱和，然后使用抽滤装置抽出多余水分，最后计算吸水率。吸水率按照式（1）进行计算。

式中：Ws为吸取水分后的质量；Wi为初始质量。

1.3.3 降解研究

基于碘液和实验组改性淀粉的显色反应原理，其反应产物呈深蓝色。使用紫外分光光度计可以准确测定淀粉的浓度并计算标准曲线。

体内降解实验内容如下。

将健康SD 大鼠随机分为3 组：30 min、60 min和120 min 组，每组10 只。具体试验步骤如下。

①按照30 mg/kg 的标准对健康SD 大鼠用3%的戊巴比妥钠溶液进行腹腔注射麻醉；

②对腹部进行消毒，切口约为0.5 cm，注入40 μL 浓度为20%的止血淀粉溶液后缝合；

③标准曲线绘制：将止血淀粉分别配制成质量浓度为0.05～1.6 μg/mL 的溶液，取2 mL 该溶液向其中加入0.1 mL 碘溶液，充分混匀后立即使用752型分光光度计在610 nm 处测定吸光度（A 值），绘制标准曲线；

④分别于注射后30 min、60 min 和120 min 用4 mL0.9%氯化钠溶液反复冲洗腹腔，收集冲洗液；

⑤吸取冲洗液2 mL，向其中滴入0.1 mL 碘溶液，充分混匀后测定其吸光度（A 值）；

⑥根据标准曲线计算得到残留的止血淀粉的含量。

体外降解实验：

将健康SD 大鼠随机分为4 组：肝脏组、肾脏组、内皮组、肌肉组，每组各10 只，从各分组中各取1 g 组织，进行体外试验。具体操作步骤如下：①将健康SD 大鼠麻醉后无菌操作取出肝、肾、肺及肌肉组织各1 g，放入4 mL0.9%氯化钠溶液中，在冰块中匀浆；②在4 ℃、3 000 r/min 的条件下离心15 min；③取上清液加入2 μg 止血淀粉，混匀后37 ℃水浴30 min；④取2 mL 水浴后的标本，向其中加入0.1 mL 碘溶液，充分混匀后测定其吸光度（A 值），通过标准曲线计算止血淀粉的残留率。

1.3.4 止血实验

将实验组和对照组2 进行对比，使用新西兰大耳兔模型，分别选择皮下出血模型（毛细管）、肝脏出血模型（静脉）、股动脉出血模型（动脉）三个模型开展实验，如表1 所示。

表1 动物分组表

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 形貌

在体外凝血效果实验中，实验组淀粉颗粒吸水后膨胀形成了更大的颗粒，透明度也变得更高了，其余血细胞（红色部分）被阻挡在颗粒外部，导致血液变得更黏稠了。在发生促凝的级联反应时，可以用更少的时间形成纤维蛋白网，达到提前凝固的效果。在三种样品吸水率最低是对照组1，仅为233%，最高的是实验组，高达1 195%，居中的是对照组2 的797%（如图1 和图2）。

图1 改性后的样品电子扫描显微镜100 倍放大图

图2 改性后的样品电子扫描显微镜500 倍放大图

2.2 降解实验

本实验分别对大鼠体内和体外的降解速度进行了研究，在体内降解实验中，实验组在2 h 的植入时间内就降解到了2%以下，降解速度较快；而在体外降解实验中，在淀粉和组织液混匀0.5 h 后，肝脏组织降解得最多，只剩15%左右了。

体内降解结果：淀粉在植入大鼠腹腔中后，呈现出了快速降解的趋势，如表2 所示。植入30 min 后，10 只大鼠的平均残留量只剩下了58.522%，1 h 后降至34.599%，2 h 后的残余量仅为1.461%。

表2 大鼠腹腔内实验组残留含量

体外降解结果：通过对10 只大鼠的组织进行实验，得出其降解速度为：肝脏>内皮>肌肉>肾脏。在30 min 的实验时间内，肝脏降解到了15%左右，肾脏也降到了50%以下。

2.3 止血实验

2.3.1 皮下出血模型

新西兰大耳兔皮下出血模型的实验结果显示，与对照组2 相比，实验组比对照组2 的止血时间快了46.58%。

2.3.2 肝脏出血模型

新西兰大耳兔肝脏出血模型的实验结果显示，与对照组2 相比，实验组比对照组2 的止血时间快了13.2%。

2.3.3 股动脉出血模型

与对照组2 相比，实验组止血更快，平均时间为55.6 秒，比对照组2 的止血时间快了46.8%，节省了将近一半的止血时间。

3 讨论

体内降解实验的实验结果表明，止血粉的代谢速度较快，在2 h 内残留量就降到了2%以下。该结果说明止血粉在体内新陈代谢的作用下，能实现快速降解，而2 h 的存留时间也完全能满足一般剂量血液自身的凝血反应。通过体外降解实验结果30 min 的降解数据可以看出，止血粉在不同组织中的代谢速度也不同，其中代谢速度最快的组织为肝脏。

在整个止血模型实验中，与进口产品的对照组2 相比，三组实验都表明实验组具有更强的止血效果。所以相同情况下，吸水比例越大的产品，止血性能越出众，所需要的凝血时间就越短。

在皮下出血模型中，实验组和对照组2 经过7 d 的恢复期后，皮下组织的恢复状态也有所不同。可以看出实验组恢复得较好，对照组2 的模型部位还未完全恢复。这可能是因为对照组2 在使用止血粉后，其损伤部位的血液未能完全凝固，还处于内出血状态，所以推迟了恢复期。

4 结语

本研究通过对具有大吸水率的羧甲基淀粉钠进行改性，得到了具有更大比表面积的吸水率高的淀粉颗粒。动物的体内和体外实验证明该改性样品凝血更快；在皮下止血实验中，可以观察到实验组的组织状态也恢复得比较好。在动脉止血实验中使用止血粉压迫止血，实验组止血更快，为其他研究者制备止血产品提供了一定的参考。