本发明属于医药领域,具体涉及一种多重交联止血凝胶敷料的制备及应用。
背景技术:
1、外科手术过程中和紧急情况下严重损伤引起的不可控出血往往会导致严重的并发症甚至死亡。使用局部止血措施来实现快速有效的出血控制对提高生存率和之后的伤口修复至关重要。目前常见的止血材料剂型包括纱布/绷带、止血贴片、止血粉、止血凝胶等。其中止血绷带和止血粉很难适用于形状不规则且深层的伤口出血,并且力学强度和黏附能力有限极易被血流冲走。凝胶类材料具有很好的形状适应性,对于填充深和不规则形状的缺陷封堵非常有利。但目前临床使用的可注射凝胶粘合剂(如纤维蛋白胶)结构网络单一普遍存在黏附强度弱、机械性能不理想,并且生物相容性和生物降解性差等局限性,这可能导致严重影响止血效率和延迟伤口愈合。考虑到这些问题的严重性,开发能够整合高机械强度、强组织粘附止血凝胶敷料是临床上的研究重点与难点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种多重交联止血凝胶敷料及其制备方法。所述凝胶敷料具有成胶速度快、组织黏附强度优异、力学性能可调节、生物相容性好和可生物降解等优点。
2、本发明所提供的多重交联止血凝胶敷料,由nhs修饰的富羧基高分子衍生物、含有双键的高分子聚合物以及多价金属离子盐组成;
3、所述nhs修饰的富羧基高分子衍生物选自:丙烯酸nhs活性酯、甲基丙烯酸nhs活性酯、nhs修饰聚谷氨酸衍生物、透明质酸nhs活性酯、羧甲基纤维素nhs活性酯、羧甲基壳聚糖nhs活性酯和海藻酸nhs活性酯中至少一种;
4、具体地,所述nhs修饰的富羧基高分子衍生物的结构如式i-式ix中的至少一种所示:
5、
6、其中,式i表示丙烯酸nhs活性酯;
7、式ii表示甲基丙烯酸nhs活性酯;
8、式iii-式v依次表示nhs修饰聚谷氨酸衍生物,分子量可为10-1000kda;式iii中,m=66-6600,n=1-6600;式iv中,m=66-6600,n=1-6600;式v中,m=66-6600,n=1-6600,x=1-6600,y=66-6600;
9、式vi表示透明质酸nhs活性酯(至少一个r为nhs),分子量可为400-800kda;n=1055-2111;
10、式vii表示羧甲基纤维素nhs活性酯(至少有一个r为nhs),粘度为50-3100mpa·s,对应分子量为90-250kda;n=375-1041;
11、式viii表示羧甲基壳聚糖nhs活性酯(至少有一个r为nhs),粘度可为50-400mpa·s;m=51-1288,n=1-1288;
12、式ix表示海藻酸nhs活性酯(至少一个r为nhs),分子量为具体可为20-100kda;m=114-571,n=114-571。
13、含有双键的天然高分子具体可为通过丙烯酸或甲基丙烯酸进行化学修饰的天然高分子,所述天然高分子可为:明胶、壳聚糖、丝素蛋白和聚赖氨酸中至少一种;
14、所述含有双键的天然高分子具体可为如下式x-式xix所示化合物中任意一种:
15、
16、其中,式x、式xi分别表示具有双键的明胶,所述明胶的来源可为牛骨、牛皮肤、猪皮肤和冷水鱼皮中的任意一种;
17、式xii、式xiii表示具有双键的壳聚糖,分子量具体可为10-1000kda;
18、式xiv、式xv表示具有双键的丝素蛋白;
19、式xvi-式xix表示具有双键的聚赖氨酸(至少一个r为丙烯酰基或甲基丙烯酰基),分子量具体可为300-300000kda。
20、所述多价金属离子盐具体可为ca2+、zn2+、fe2+、fe3+的盐酸盐、硫酸盐和醋酸盐中任意一种;
21、所述nhs修饰的富羧基高分子衍生物与含双键的天然高分子、多价金属离子盐的质量比依次可为:4-20:2-30:0-5(端点0不可取)。
22、上述多重交联止血凝胶敷料通过包括如下步骤的方法制备得到:
23、(1)将nhs修饰的富羧基高分子衍生物溶解于助溶剂中,得到前体液a;
24、(2)将含双键的天然高分子、多价金属离子盐以及光引发剂溶解在磷酸缓冲溶液中,得到前体液b;
25、(3)将前体液a和前体液b混合,光照使前体液混合物固化成胶,即获得所述多重交联止血凝胶敷料。
26、上述方法步骤(1)中,所述前体液a中的nhs修饰的富羧基高分子衍生物的质量分数为4%-20%;
27、对于可注射型凝胶剂型,所述溶解nhs修饰的富羧基高分子衍生物的助溶剂可为质量分数为7%的碳酸氢钠或碳酸氢铵;对于干态凝胶敷料剂型,所述溶解nhs修饰的富羧基高分子衍生物的助溶剂可为质量分数为7%的碳酸氢铵或氨水;
28、上述方法步骤(2)中,前体液b中的含双键的天然高分子的质量分数为2%-30%,具体可为5%-20%;前体液b中的多价金属离子盐的质量分数为0%-5%(端点0不可取);
29、所述前体液混合物中,所述nhs修饰的富羧基高分子衍生物与含双键的天然高分子、多价金属离子盐的质量比依次可为:4-20:2-30:0-5(端点0不可取)。
30、所述前体液b中的光引发剂可为光引发剂lap、2959、1173、tpo等;所使用的引发剂质量分数为0.1%-1%(指前体液b中引发剂的质量分数)。
31、步骤(3)中,在室温下施以200-450nm波长光照10-60s使前体液混合物固化成胶。
32、上述多重交联止血凝胶敷料在止血材料制备中的应用也属于本发明的保护范围。
33、所述应用中,多重交联止血凝胶敷料可以以可注射型水凝胶或预制冻干凝胶敷料两种方式进行应用。
34、当作为可注射型水凝胶使用时,前体液a与前体液b分别置于双管注射器中,并通过混合头直接挤出,两者充分混合后在目标部位原位交联固化形成目标止血凝胶。
35、当作为预制凝胶敷料使用时,将前体液a和b预先充分混合,再注入模具中交联固化。最后将凝胶进行冷冻干燥后得到预制干凝胶敷料。
36、上述多重交联止血凝胶敷料应用于组织,其中含双键的天然高分子通过光引发聚合形成第一层交联网络;nhs修饰的富羧基高分子衍生物中的nhs活性酯与含双键的天然高分子中的游离氨基快速酰胺化形成第二层交联;同时nhs修饰的富羧基高分子衍生物中的游离羧基与多价金属离子之间的静电作用形成第三层交联;这种多重交联体系可以有效地提高水凝胶的力学强度,同时过量的nhs活性酯可以进一步与组织表面的氨基或巯基键合,从而增强凝胶的组织黏附强度;凝胶中过量的nhs活性酯可以进一步与生物组织中的游离氨基键合进一步提高凝胶的组织黏附性能,进而实现对出血伤口的有效封堵。
37、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
38、本发明所述的多重交联止血凝胶敷料成胶速度快,力学性能优异以及强组织黏附能力。可以满足用于多种不规则伤口出血的封堵与止血的要求。此外该凝胶敷料的生物相容好并且具有良好的生物降解能力,因此该凝胶敷料在临床应用中具有更高的价值。
1.一种多重交联止血凝胶敷料,由nhs修饰的富羧基高分子衍生物、含有双键的高分子聚合物以及多价金属离子盐组成;
2.根据权利要求1所述的多重交联止血凝胶敷料,其特征在于,所述多价金属离子盐为ca2+、zn2+、fe2+、fe3+的盐酸盐、硫酸盐和醋酸盐中任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的多重交联止血凝胶敷料,其特征在于,所述nhs修饰的富羧基高分子衍生物与含双键的天然高分子、多价金属离子盐的质量比依次为:4-20:2-30:0-5,端点0不可取。
4.制备权利要求1-3中任一项所述的多重交联止血凝胶敷料的方法,包括如下步骤:(1)将nhs修饰的富羧基高分子衍生物溶解于助溶剂中,得到前体液a;
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述前体液a中的nhs修饰的富羧基高分子衍生物的质量分数为4%-20%;
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,在室温下施以200-450nm波长光照10-60s使前体液混合物固化成胶。
7.权利要求1-3中任一项所述的多重交联止血凝胶敷料在止血材料制备中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述应用中,多重交联止血凝胶敷料可以以可注射型水凝胶或预制冻干凝胶敷料两种方式进行应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,作为可注射型水凝胶使用时,前体液a与前体液b分别置于双管注射器中,并通过混合头直接挤出,两者充分混合后在目标部位原位交联固化形成目标止血凝胶;
10.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述多重交联止血凝胶敷料应用于组织,其中含双键的天然高分子通过光引发聚合形成第一层交联网络;nhs修饰的富羧基高分子衍生物中的nhs活性酯与含双键的天然高分子中的游离氨基快速酰胺化形成第二层交联;同时nhs修饰的富羧基高分子衍生物中的游离羧基与多价金属离子之间的静电作用形成第三层交联;同时过量的nhs活性酯进一步与组织表面的氨基或巯基键合,从而增强凝胶的组织黏附强度;凝胶中过量的nhs活性酯进一步与生物组织中的游离氨基键合进一步提高凝胶的组织黏附性能。