一种具有抗菌性能的淀粉基微孔止血材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌性能的淀粉基微孔止血材料及其制备方法和应用。本发明专利技术首先制备出淀粉基微孔淀粉，然后负载氨基离子，从而最终制备孔径大小为0.1‑6μm、止血时间为20s‑4min、杀菌率达到50％‑100％，4h～10d体内可完全降解的正电性淀粉基微孔止血材料。该材料在快速有效止血的同时兼有抗菌功能，可防止创伤部位的感染，加速伤口的愈合，但又对正常的细胞无破坏作用。本发明专利技术采用来源广泛，价格低廉的淀粉作为原材料，在微孔化后负载氨基，因而制备出一种具有物理和化学止血机制的止血材料，其止血速度快，粘性大，生物相容性好，体内降解快，可适用范围广，并同时具备止血和抗菌双重作用。

A kind of starch based microporous hemostat with antibacterial properties and its preparation and Application

The invention discloses a kind of starch based microporous hemostat with antibacterial properties and a preparation method and application. The invention firstly prepared starch based microporous starch, then load amino ion, thus preparing a pore size of 0.1 6 m, 20s 4min, hemostatic time for sterilization rate reached 50% 100%, 4H ~ 10d in vivo can be completely degraded electropositive starch based microporous hemostatic materials. The material has antibacterial function at fast and effective hemostasis, it can prevent infection of wound site and accelerate wound healing, but it has no damage to normal cells. The source is widely used in the invention, cheap starch as raw materials, amino load in microporous, thus prepared with a physical and chemical hemostatic mechanism of hemostatic material, its hemostatic speed, high viscosity, good biocompatibility and degradation in vivo can be fast, wide range of application, and at the same time with bleeding antibacterial and dual role.

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌性能的淀粉基微孔止血材料及其制备方法和应用
本专利技术属于组织损伤修复医用材料领域，具体涉及一种具有抗菌性能的淀粉基微孔止血材料及其制备方法和应用。
技术介绍
出血是血液从血管或心脏流至组织间隙、体腔内或体外的一种现象，在战争、交通事故、自然灾害、急救和外科手术中较为常见。出血常伴随着感染，甚至会危及到人的生命安全，因此制备一种性能优越的新型快速止血材料，势在必行。止血完成后，创面表面被残留的材料覆盖，并长期暴露于空气中，此时空气中的细菌会寄存于材料表面，这样伤口残余的材料就成了细菌繁殖的载体，将大大增加创面发炎和感染的风险；加上出血创口本身就已感染的情况，研制一种兼备止血性能和抗菌性能的淀粉基材料具有很大的实际应用价值。传统的止血方式有缝扎、按压、敷料等，主要的止血材料有绷带、止血带等，虽然可提高伤员的存活率，但止血效果都欠佳，应用不方便，有着不可忽视的缺陷。近年来随着对止血机理的进一步研究，止血材料也得到了飞速的发展。目前用于外科及外伤有血创面的止血材料主要包括：多孔沸石是一种来源于火山熔岩中的颗粒矿物质，由硅、铝、钠和镁元素组成。具有特殊的孔道结构和较大的比表面积，吸附能力较强，可快速吸收血液中的水分，聚集血小板和凝血因子，减缓血流形成血栓，达到快速凝血的作用。但是沸石在使用的过程中，放出大量的热，容易灼伤伤口，导致炎症反应，而且沸石在体内不能降解。纤维蛋白胶是血液中的一种可溶性成分，主要包括纤维蛋白原、凝血酶和氯化钙。纤维蛋白胶有良好的止血、粘合性能和组织相容性，可在一定程度上进行有效的止血，但不能进行压迫性止血，因此对于大的创面出血效果不佳。纤维蛋白胶的生产工艺较为复杂，源自动物和人体内，因此价格比较昂贵，加大传染性疾病的概率。壳聚糖作为自然界中唯一带正电的天然高分子，具有止血、促进伤口愈合、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等作用，是一种生物相容性较好材料。壳聚糖的止血机制主要在于它带有一定的正电荷，会与血液中带负电荷的红细胞连接起来，形成网状结构来捕捉更多的红细胞，形成血栓，达到凝血；并引起血小板的活化，促使血小板粘附聚集在壳聚糖表面。此外，壳聚糖及其衍生物对细菌、酵母、真菌等微生物都有很好的抑制作用。但壳聚糖本身的止血效果有限，需通过复合其他止血剂来提高材料的止血性能。氧化纤维素和氧化再生纤维素是一种由天然植物纤维改性而来的材料，具有良好的生物相容性、可降解性和无毒等特点，通过材料的吸水性能和自身携带的羧基与血红蛋白中的铁离子结合形成胶块，封闭血管末端进行止血。但其结构松散，并且自身带有的酸性环境，引起人体内神经纤维的变性。淀粉型多聚糖止血材料来源于变性淀粉，淀粉作为一种天然高分子材料，来源广泛，价格低廉，具有良好的生物相容性，易降解，无毒，使用安全、方便，在生物医药领域得到广泛关注。如美国C.R.Bard公司研制的AristaTMAH(原由Medafor公司生产)淀粉微球，可快速吸收血液中的水分，加速血液浓缩，增大血液中有形成分的浓度，减缓血流。吸水后的材料粘度增大，可对压迫血管，封闭血管末端，进而达到快速止血。但是，其吸水率低，对实质性脏器大出血控制效果不佳。此外，材料合成过程中需要通过和表氯醇交联，对环境不利，再加上价格昂贵，无法在临床上获得广泛应用。更值得一提的是，AristaTMAH的淀粉微球无法杀死或是抑制微生物生长，对于出血部位的预防或感染控制则毫无办法。综上所述，理想的止血材料应具备：快速高效地控制多部位出血、强效的抗菌能力、快速降解性、良好的生物相容性和伤口粘附能力、低成本和方便使用的性能。目前，未见综合上述性能的材料的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有止血材料的不足之处，提供一种生物相容性好、降解性能佳、抗菌性能好、吸水率更高的淀粉基止血材料及其制备方法。本专利技术的第一方面，提供一种淀粉基微孔止血材料，所述淀粉微孔化，且负载氨基阳离子。在另一优选例中，所述淀粉基微孔止血材料具有可控的微孔结构。在另一优选例中，所述微孔化或微孔结构是由酶水解形成。在另一优选例中，所述淀粉基微孔止血材料的孔径大小为0.1-6μm。在另一优选例中，所述淀粉基微孔止血材料具有以下的一种或多种性能：吸水率为100％-800％；4h-10d内可在体内完全降解；杀菌率达到50％-100％；止血时间为20s-4min；粘性大；和/或生物相容性好。本专利技术的第二方面，提供一种淀粉基微孔止血材料的制备方法，包括以下步骤：(1)微孔淀粉的制备将淀粉和酶加入到磷酸盐缓冲液中，在40-80℃和pH为4-8的条件下搅拌，进行酶解反应，3-16小时后，抽滤分离，干燥得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的质量比为1：(0.01-0.3)；所述的淀粉和酶的总量与磷酸盐缓冲液的质量体积比为100g：(150-1000)mL；(2)微孔淀粉的阳离子化将步骤(1)制得的微孔淀粉、阳离子改性剂、催化剂和水按照一定的比例混合搅匀，在30-80℃下持续搅拌保温进行反应4-30小时，用水-异丙醇的混合液离心洗涤后干燥制得阳离子型微孔淀粉，其中，所述的微孔淀粉、阳离子改性剂、催化剂和水的比例为1：(0.1～1.0)：(0～0.08)：(0～10.0)；所述的水-异丙醇的体积比为1：(0.01～1.0)。在另一优选例中，步骤(1)中所述搅拌的速度为200-500r/min。在另一优选例中，步骤(1)中所述干燥的时间为12-24小时。在另一优选例中，步骤(2)中所述搅拌的速度为200-500r/min。在另一优选例中，步骤(2)中所述离心的转速为3000-6000r/min。在另一优选例中，步骤(2)中所述干燥的时间为12-24小时。在另一优选例中，步骤(1)中，所述的淀粉是从马铃薯、甘薯、木薯、玉米、小麦、绿豆中提炼的食品级淀粉中至少一种；和/或所述酶为β-淀粉酶、α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、糖化酶、脱支酶、普鲁蓝酶、磷酸化酶中的至少一种。在另一优选例中，步骤(2)中，所述的阳离子改性剂为含氮的阳离子改性剂。在另一优选例中，所述的含氮的阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、亚甲基二甲胺盐酸盐、羟甲基二甲胺盐酸盐中的至少一种。在另一优选例中，步骤(2)中，所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种。在另一优选例中，步骤(1)中，所述磷酸盐缓冲液为磷酸氢二钠水溶液、磷酸二氢钠水溶液、磷酸氢二钾水溶液和磷酸二氢钾水溶液中的至少一种，所述磷酸盐缓冲液的质量百分比浓度为5-40％。本专利技术的第三方面，提供本专利技术第一方面的淀粉基微孔止血材料的应用，用于制备用于外科手术中出血或用于外伤出血的止血材料或出血控制材料。所述外科手术选自下组：普外科、肝胆外科、胃肠外科、泌尿肛肠、心胸外科、骨科、血管外科、肿瘤外科、妇产科、神经外科、烧伤科、整形外科、急诊科、口腔科、耳鼻喉科、微创手术。本专利技术的第四方面，提供本专利技术第一方面的淀粉基微孔止血材料的应用，用于制备用于体内实质性脏器的大量出血或活动部位、或难止血部位的出血控制材料。本专利技术的第五方面，提供本专利技术第一方面的淀粉基微孔止血材料的应用，用于制备用于阻止和预防出血部位发生感染的医用材料。本专利技术的淀粉基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀粉基微孔止血材料，其特征在于，所述淀粉微孔化，且负载氨基阳离子。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉基微孔止血材料，其特征在于，所述淀粉微孔化，且负载氨基阳离子。2.一种淀粉基微孔止血材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)微孔淀粉的制备将淀粉和酶加入到磷酸盐缓冲液中，在40-80℃和pH为4-8的条件下搅拌，进行酶解反应3-16小时后，抽滤分离，干燥得到微孔淀粉；其中，所述的淀粉和酶的质量比为1：(0.01-0.3)；所述的淀粉和酶的总量与磷酸盐缓冲液的质量体积比为100g：(150-1000)mL；(2)微孔淀粉的阳离子化将步骤(1)制得的微孔淀粉、阳离子改性剂、催化剂和水按照一定的比例混合搅匀，在30-80℃下搅拌、保温、持续反应4-30小时，用水-异丙醇的混合液离心洗涤后干燥制得阳离子型微孔淀粉，其中，所述的微孔淀粉、阳离子改性剂、催化剂和水的比例为1：(0.1～1.0)：(0～0.08)：(0～10.0)；所述的水-异丙醇的体积比为1：(0.01～1.0)。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的淀粉是从马铃薯、甘薯、木薯、玉米、小麦、绿豆中提炼的食品级淀粉中至少一种；和/或所述酶为β-淀粉酶、α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶、糖化酶、脱支酶、普鲁蓝酶、磷酸化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌胜，陈芳萍，曹晓艳，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31