[发明专利]一种快速止血水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种快速止血水凝胶，其包括丙烯酰胺、无机纳米粒子、单宁酸、交联剂、引发剂和促进剂，其中，无机纳米粒子的加入量为丙烯酰胺重量的0.2～10％，单宁酸的加入量为丙烯酰胺重量的1～20％，交联剂的加入量为丙烯酰胺重量的0.25～2％，引发剂的加入量为丙烯酰胺重量的0.5～3％，促进剂的加入量为每100g丙烯酰胺加入20～40μL。本发明的优点在于：1、本发明制备的一种具有湿润组织粘附能力的快速止血水凝胶，在使用时无需依靠额外的粘附剂、绷带等，可以牢固地粘附于机体组织，并在反复多次使用过程中能够保持良好的粘附强度，且很容易剥离；2、水凝胶止血材料具有较高的力学强度，其断裂伸长率可高达2200％，压缩强度10.15±0.36MPa，能够满足外科手术的要求。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种快速止血水凝胶的配方及其制备方法和应用。

背景技术

快速止血材料可以高效控制外伤伤口的失血，从而有效降低战争和日常意外事故中外伤大出血伤员的死亡率。根据止血机制：凝血过程可以分为三种，内源性凝血途径、外源性凝血途径和共同凝血途径。人们可以通过两种方式达到快速止血：一是促进血管收缩，管腔变窄，使损伤部位血流减慢。二是快速激活凝血因子、加快凝血串联反应。国内外使用的止血材料主要为无机材料和高分子材料两种：无机材料的止血效果比高分子止血材料好，但是，无机止血材料的缺点更加明显，比如：含有沸石的QuikClot材料在使用时会因产生高放热反应而损伤创面组织；含有蒙脱石的WoundStat材料由于使用后易残留在脉管和肺部导致血栓而被禁止使用；含有高岭土的Combat Gauze材料其止血效果显著，但缺点是可控性低且容易残留。常见高分子止血材料主要有HemCon、Celox和Celox-D等。它们的主要成分为壳聚糖，特点是能够快速止血，但缺点是不能应用到大出血。

总之，目前缺乏同时拥有止血效率高、黏附性强、生物安全性高的止血材料。因此，研发安全、高效的新型止血材料成为研究热点，其中水凝胶止血材料越来越得到人们的关注。例如哈佛大学的Li等人报道了一种新型水凝胶止血材料，这种材料可以迅速粘接组织达到快速止血，同时又能保持极高的组织粘附能力，(Li J,Celiz A D,Yang J,etal.Science,2017,357，378.)。Zhao等人合成了季胺化壳聚糖-g-聚苯胺(QCSP)，采用芳香醛基修饰的聚乙二醇/聚(甘油-葵二酸)作交联剂与QCSP进行动态化学键交联，制备同时具有自愈合、高粘合力的可注射水凝胶止血材料。该水凝胶的原位成胶和组织粘合性能可以快速封闭任意形状的伤口，为其提供物理屏障，凝胶的止血和抗菌性能可以让伤口快速止血并防止伤口感染，(Zhao X,Wu H,Guo B,et al.Biomaterials,2017,122，34.)。Wang等人利用ε-聚赖氨酸模拟粘合蛋白的骨架结构，赋予水凝胶材料在湿态条件下粘附能力，其粘附能为147kPa，这种凝胶与组织表面牢固的机械互锁效应赋予水凝胶优异的伤口封堵止血和组织一体化整合能力，(Wang R,Li J,Chen W,et al.Advanced Functional Materials,2017,27，1604894.)。Kim等人采用氨基改姓聚乙二醇和单宁酸制备了一种水凝胶，这种水凝胶由氢键物理交联形成，导致其力学强度较低，但在老鼠肝脏模型中，完全止血仅需30秒，(Kim K,Shin M,Koh M,et al.Advanced Functional Materials,2015,25，2402.)。

然而，上述几种水凝胶的力学强度低，在湿态环境下粘附能力较弱。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的上述缺点，本发明提供了一种由丙烯酰胺、单宁酸与无机纳米粒子反应制备一种力学性能高、湿态组织粘附能力强和快速止血能力的水凝胶及其制备方法。