关键词:
羧甲基化
纺织敷料
棉
伤口愈合
止血
摘要:
伴随着意外事故频发和全球老龄化的发展,伤口的处理逐渐成为威胁人体健康的重要因素。按照愈合时间的长短,伤口可分为急性伤口和慢性伤口,通常情况下,急性伤口不需要有效的干预就能愈合,其关键在于及时止血;而慢性伤口往往是由潜在的病理过程造成的,需要经过较长时间才能出现愈合进展,其关键在于及时终止愈合过程中的恶性炎症循环。棉纱是临床上最常使用的敷料产品,但其存在着止血性能一般、抗菌和促伤口愈合性能较差等缺点。羧甲基化改性是增强棉织物基伤口敷料止血性能的重要方法,但目前对其改性程度与止血性能关系的研究不够全面,且单纯织物基敷料具有难以提供有利于伤口愈合湿润环境的弊端。基于此,本研究从急性、慢性伤口的愈合机理出发,从羧甲基化棉织物的制备及其止血性能的研究入手,设计并制备了适用于急性和慢性伤口愈合的羧甲基化棉织物基止血纺织敷料。主要研究内容如下:(1)羧甲基化棉织物止血敷料的制备及其性能研究以棉织物(CF)为原料,采用氯乙酸对其进行羧甲基化改性,羧甲基化棉织物(MCF)中羧甲基的含量随着氯乙酸用量的增加而增加,其纤维素的晶型由羧甲基化改性前的Ⅰ型转变为Ⅱ型。改性后的织物具有良好的生物相容性,热稳定性轻微下降,表面裂痕破损略微增多。相较于CF,MCF遇水更易溶胀,溶胀后表面呈现胶状,纤维间边界变得模糊;与血液接触后可显著促进血细胞的聚集,增加体液的粘度,促进止血。在大鼠肝脏止血模型中,使用MCF的实验组相较于使用CF的实验组出血时间缩短了47.52%。(2)羧甲基化棉织物基两面异性敷料的设计与制备为解决纯棉材料吸血性过强易导致伤口处血液过量损失的弊端,制备了羧甲基化棉织物基两面异性敷料,用于大量急性出血情况时的止血。首先,将CF进行羧甲基化得到MCF,随后利用喷涂冻干的方法将其一面与羧甲基壳聚糖复合制备与水接触角为0°的亲水面,利用喷涂晾干的方法将其另一面与石蜡复合制备与水接触角为152°的疏水面,所得的敷料被命名为Janus敷料。Janus敷料亲水面具有良好的吸水性,与伤口接触后可以促进血细胞聚集实现快速止血;疏水面则可以防止血液的过度吸收。为测试Janus敷料的体内止血性能,采用大鼠肝脏出血模型模拟正常出血的情况,Janus敷料组相较于CF组显著减少了出血时间与出血量。在模拟大量、急性出血情况的大鼠颈动脉模型中,相较于CF,Janus敷料显著延长了大鼠的存活时间。因此,Janus敷料作为一种新型的止血伤口敷料,在需要快速止血的院前护理中具有广阔的应用前景,可为急性大出血患者提供更多的抢救时间。(3)羧甲基纤维素基水凝胶敷料的设计与制备活性氧过剩是导致慢性伤口如糖尿病伤口恶性炎症循环的重要原因之一。褪黑素(MT)是一种众所周知的抗氧化剂,但其较差的溶解性限制了它在许多领域的使用。本研究通过引入内部疏水外部亲水的γ-环糊精(γ-CD)与MT形成复合材料(MT-γ-CD),以提高MT的溶解性。所得的MT-γ-CD表现出良好的体外抗氧化性能,清除自由基的效率可达90%以上。为负载MT-γ-CD,制备了一种可注射自愈合水凝胶。首先,将羧甲基纤维素钠氧化制备出带有醛基的氧化羧甲基纤维素钠,氧化羧甲基纤维素钠中的醛基可以与明胶中的氨基形成席夫碱结构,从而构建席夫碱键基水凝胶。水凝胶与MT-γ-CD复合后所得的敷料具有良好的生物相容性,可在不规则创面内注射,提供有利于伤口愈合的湿润环境,抑制伤口处活性氧水平,促进糖尿病大鼠创面愈合。该复合敷料可为难愈合的糖尿病伤口提供一种新的治疗方案。(4)羧甲基化棉织物/水凝胶复合抗感染敷料的设计与制备织物型创面敷料难以维持有利于伤口愈合的湿润环境,部分水凝胶型创面敷料的止血性能和透气性不理想。基于此,本研究提出了一种扬长避短的棋盘式敷料策略,制备具有优异透气性、止血、抗菌和促愈合性能的复合敷料。在(2)和(3)的基础上,先制备MCF作为基布,水凝胶则采用氧化羧甲基纤维素钠与明胶形成的席夫碱基水凝胶,并引入多巴胺和纳米银,从而赋予水凝胶抗氧化和抗菌性能。随后,采用丝网印花的方法将所得的多功能水凝胶复合在MCF的一侧形成棋盘式样的图案,并采用石蜡喷涂晾干法将敷料的另一侧进行疏水化改性,从而得到最终的棋盘式敷料。相较于水凝胶,棋盘式敷料具有更好的吸水性、体外凝血性能和透气性。体内止血实验中,相较于临床常用的棉纱,棋盘式敷料在大鼠尾部、肝脏、股动脉出血实验中可显著减少出血时间与血量损失,在大鼠颈动脉出血实验中可显著延长大鼠的存活时间。相较于MCF,棋盘式敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抗菌作用。在混合菌液感染的大鼠全层皮肤伤口的愈合实验中,棋盘式敷料表现出优异的促愈合性能。因此,棋盘式敷料策略是制备止血促愈合多功能敷料的有效方案,也为水凝胶敷料从科研成果到临床敷料的转化提供了新思路。