论文部分内容阅读
战场、事故或灾害中伤员大出血的快速止血与创面的护理修复是创伤救治的两个重要问题。研究新型高效的大出血止血材料和创面修复材料对救治伤员、挽救生命具有重大意义。现有的大出血止血材料存在诸多问题:生物类止血材料单独使用时稳定性差、使用条件要求苛刻;多糖类止血材料缺乏机械强度,仅适用于低、中度出血,对大出血的止血效果不理想;对于爆炸伤、火器伤或躯干贯通伤等深、狭窄或不规则的大出血伤口缺少形状自适、及迅速封堵伤口的能力。此外,现有的创面修复材料功能单一,大都缺乏固有的抗菌性能,对于深层、多渗液或慢性创面的修复效果并不理想。因此,本文针对现有止血材料存在的以上问题,以多孔材料为基体,通过引入物理吸液富集、生物刺激、电荷刺激、机械封堵等多重止血机制,设计和构建了三种大出血止血材料体系,分别是:生物因子锚定增强多孔复合材料(TCP)、双网络多机制多孔复合材料(PACF)、纤维增强形状自适应多孔复合材料(CMCP),并对这三种多孔止血材料的理化性能、生物相容性、体外凝血性能进行了系统地调控和表征,最后通过动物体大出血模型分别对三种材料的体内止血效力进行评价。此外,针对创面修复材料存在的问题,以细菌纤维素(BC)为基体,设计和构建了抗菌增效柔性超透明多孔复合膜材料(PHMB-PBC),并对其进行了系统的理化性能、生物相容性及抗菌性能表征,最后通过动物皮肤缺损模型对其促愈合性能进行了评价。基于聚乙烯醇(PVA)多孔材料的三维网络结构和高吸液特性,将生物活性因子凝血酶通过物理吸附和共价结合双重作用均匀地锚定到多孔材料的表面和内部网络上,制备得到的TCP具有良好的生物相容性和优异的体外凝血性能。TCP对大鼠肝脏出血的止血时间仅为31 s;但对大鼠股动脉大出血进行止血时,由于机械强度和结构稳定性不足,不能及时封堵伤口并有效止血。此外,室温存放超过12周后,TCP上的凝血酶活性急剧降低,导致其无法实现对肝脏出血的有效止血。将天然多糖海藻酸钠(SA)与PVA复合,通过戊二醛和Ca2+的双交联作用,制备了具有稳定双网络结构的PACF。双网络结构不但使PACF获得了优异的生物相容性,还使其具有促进血细胞的粘附、促进血栓快速形成和激活凝血系统的能力,能够通过吸液富集、多孔效应、电荷刺激多重止血机制协同作用促进快速止血。PACF具有优异的液体触发自膨胀性能,膨胀倍率超过2000%,同时膨胀过程中可产生3.8 N的动态膨胀力。与军用止血材料HemCon(?)、QuikClot(?)和CELOXTM相比,PACF具有更优异的止血效力,在大鼠肝脏出血模型和猪股动脉切断伤模型中均能实现止血并有效减少出血量。将高取代度的新型羧甲基纤维素(CMC)纤维和PVA复合,通过交联反应和超临界气体发泡技术制备了 CMCP。CMC独特的纤维散布穿插的三维多孔网络结构使其具有优异的承压能力、抗疲劳特性和吸液膨胀性,吸液过程中能够产生最高8 N的动态膨胀力并能承受超过0.083 MPa的液体冲击力。CMCP能够通过促进血细胞粘附和血小板的聚集活化、加速血栓形成、激活凝血系统等多重止血机制协同作用实现体外快速凝血。动物实验研究表明,CMCP可快速有效地实现对动脉大出血伤口的救治,止血时间小于95 s;同时,CMCP接触血液后迅速自膨胀,能够适应性的改变形状,完全贴合伤口组织并充分填充伤口腔隙或伤道,有利于有效压迫伤口出血部位、抑制出血并防止伤口感染。在BC的纳米纤维网络中引入聚六亚甲基双胍-聚乙二醇(PHMB-PEG)胶束液滴,通过特殊成型工艺制备了表面平滑且具有多孔结构的PHMB-PBC复合膜。PHMB-PEG的引入大大提升了多孔复合膜的柔韧性,同时使膜具有优异的持续吸水性能、保水性、超高透明度和气体透过率;PHMB-PBC具有杀菌、阻菌、抗粘附等多重抗菌效果,纳米孔结构和分子间相互作用使PHMB-PBC具有缓释抗菌功效和持久的抗菌活性;在大鼠皮肤全层缺损模型中,与两种商业化敷料产品相比,PHMB-PBC表现出更短的创面愈合时间,愈合过程中创面未发现感染且未出现水肿和炎症反应,表现出优异的抑菌抗感染效果。