創(chuàng)傷急救止血粉的研制與應(yīng)用

史 躍，朱月華，蔡廷江，朱 斌，梁 爽，王中勛，張 琦，王增慧

平戰(zhàn)時(shí)期不可控制的創(chuàng)傷出血不僅是意外事故和外科手術(shù)中危及人們生命的主要因素之一，也是戰(zhàn)爭(zhēng)傷亡中的頭號(hào)殺手[1]。及時(shí)有效的止血救治對(duì)于降低死亡率和提高戰(zhàn)傷救治水平起到至關(guān)重要的作用，研制一種新型的可吸收、快速有效的止血材料一直是人們關(guān)注的課題[2-3]。對(duì)于不適合應(yīng)用止血帶止血的出血部位、肢體結(jié)合部出血的部位、血供豐富、脆性大的實(shí)質(zhì)性臟器創(chuàng)面出血以及針孔滲血等尚無(wú)較好的止血方法和止血材料，目前仍是戰(zhàn)創(chuàng)傷救治以及外科領(lǐng)域面臨的難題[3-5]。因此，研制一種使用方便、可吸收、止血效果優(yōu)的止血粉顯得尤為重要。本研究提供一種以馬鈴薯植物淀粉為原料制備成微孔多聚糖乳濁液和利用海藻酸鈉制備的微孔海藻酸鈣乳濁液，將2種乳濁液按一定比例進(jìn)行混合制備成多功能復(fù)合創(chuàng)傷急救止血粉。該止血粉應(yīng)用于軟組織出血?jiǎng)?chuàng)面能迅速吸收傷口液體，形成水合凝膠保護(hù)膜保護(hù)創(chuàng)面，具有雙重止血、雙重保護(hù)創(chuàng)面、雙重促進(jìn)創(chuàng)面愈合的作用，并能有效阻止疤痕組織增生。

1 材料與方法

1.1 材料 食品級(jí)的優(yōu)質(zhì)馬鈴薯變性淀粉微球粉末、α-淀粉酶、葡萄糖糖化酶、三偏磷酸鈉，醫(yī)用級(jí)100目的海藻酸鈉微球粉末、NaCl溶液、CaCl2溶液，蒸餾水、自制的非標(biāo)反應(yīng)裝置。

1.2 微孔多聚糖乳濁液的制備方法 將食品級(jí)100目的馬鈴薯變性淀粉微球粉末溶于蒸餾水，加入淀粉酶葡萄糖糖化酶溶液進(jìn)行穿孔，變性淀粉、α-淀粉酶、葡萄糖糖化酶質(zhì)量比為1∶0.01～0.02∶0.001～0.005，用三偏磷酸鈉進(jìn)行交聯(lián)，變性淀粉和三偏磷酸鈉質(zhì)量比為1∶0.05～0.06，將制備的乳濁液靜置，去除上清液，用蒸餾水洗滌，離心，去除上清液，再次用蒸餾水洗滌離心，去除上清液，加蒸餾水稀釋制備成微孔多聚糖乳濁液。

1.3 微孔海藻酸鈣乳濁液的制備方法 將醫(yī)用級(jí)100目的海藻酸鈉微球粉末用制孔劑NaCl溶液充分溶解，配制成海藻酸鈉溶液。將配制的海藻酸鈉溶液加入自制的容器中，轉(zhuǎn)速為50 r/min、離心半徑為30 cm，在50 ℃恒溫水浴中，加入CaCl2溶液進(jìn)行交聯(lián)固化，攪拌60 min，制備成微孔海藻酸鈣乳濁液。

1.4 創(chuàng)傷急救止血粉的合成 (1)直接合成法：將微孔多聚糖乳濁液加入盛有海藻酸鈣乳濁液的容器中，微孔多聚糖乳濁液與海藻酸鈣乳濁液體積比為1∶1，攪拌30 min，靜置60 min。以400 r/min離心(離心半徑r=30 cm)、30 min、洗滌，共3次。去除上清液，將沉淀物放置于-10 ℃的水箱中冷凍2 h，微孔中水分子形成水晶，取出放置于-20 ℃的水箱中冷凍12 h后，取出解凍。將解凍后的沉淀物放置于80 ℃恒溫干燥箱中干燥，經(jīng)40目的微孔篩篩分，即得創(chuàng)傷急救止血粉微球粉末，在無(wú)菌條件下包裝，60Co滅菌。(2)采用乳化合成法：將甘油、Span80混合均勻，再加入Tween80進(jìn)行乳化，油水比為5∶1，將油水比為5∶1的混合油相，加入盛有微孔多聚糖乳濁液、海藻酸鈣乳濁液的自制容器中，微孔多聚糖乳濁液與海藻酸鈣乳濁液體積比為1∶2，攪拌30 min，靜置60 min。離心使油相和微粒分離、洗滌，共3次。去除上清液，將沉淀物放置于-10 ℃的水箱中冷凍2 h，微孔中水分子形成水晶，取出放置于-20 ℃的水箱中冷凍12 h后，取出解凍。將解凍后的沉淀物放置于80 ℃恒溫干燥箱中干燥，經(jīng)40目的微孔篩篩分，在無(wú)菌條件下包裝，60Co滅菌，即得微孔多聚糖海藻酸鈣創(chuàng)傷急救止血粉微球粉末。

1.5 使用方法 創(chuàng)傷急救止血粉適用于各種軟組織創(chuàng)傷滲出創(chuàng)面、外科手術(shù)縫合后的創(chuàng)面滲血，以及不適合應(yīng)用止血帶止血的出血部位、肢體結(jié)合部出血的部位、血供豐富脆性大的實(shí)質(zhì)性臟器創(chuàng)面出血和針孔滲血，使用方便，操作簡(jiǎn)單。打開(kāi)包裝袋取出小瓶將止血粉直接噴灑于軟組織創(chuàng)傷出血或滲出性創(chuàng)面，直到止血粉完全覆蓋創(chuàng)面。

2 結(jié)果

2.1 止血粉的形狀 多功能復(fù)合創(chuàng)傷急救止血粉中微孔多聚糖含量為45%～55%，含鈣量為5%～10%；重金屬含量小于百萬(wàn)分之二十，吸水倍率為20～30倍；掃描電子顯微鏡下見(jiàn)止血粉為圓形或橢圓形微球狀，微球的直徑為10～380 μm，表面有微孔狀凹陷，內(nèi)部為真空，應(yīng)用于出血?jiǎng)?chuàng)面吸收液體后呈網(wǎng)膜狀分布(圖1)。

2.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)用小型豬12頭，在其肝臟的右葉制造約1 cm×1 cm的小方口、深度3～4 mm的創(chuàng)面，在血液從創(chuàng)面噴涌的狀態(tài)下立即向創(chuàng)面傾噴止血粉，并用止血紗布輕壓，持續(xù)1 min，取下紗布觀察滲血情況，若有血液滲出止血失敗。結(jié)果表明，最快止血時(shí)間為7 s，最慢止血時(shí)間為50 s，3 min在創(chuàng)面表面形成止血膜覆蓋(圖2)。

2.3 臨床應(yīng)用試驗(yàn) 應(yīng)用于無(wú)污染的軟組織出血?jiǎng)?chuàng)面，直接將止血粉噴灑于出血?jiǎng)?chuàng)面上，直至出血完全停止；有污染的軟組織出血?jiǎng)?chuàng)面，清創(chuàng)后直接將止血粉噴灑于出血?jiǎng)?chuàng)面上，直至止血粉完全覆蓋創(chuàng)面。圖3為患者左手食指軟組織機(jī)械設(shè)備擠壓傷，清創(chuàng)后將多功能止血粉直接噴灑至創(chuàng)面，并完全覆蓋創(chuàng)面，7 d后創(chuàng)面完全痊愈。

注：A為球形(×3 000)；B為橢圓形(×2 000)；C為吸收液體后呈網(wǎng)狀分布(×1 000)圖1 掃描電子顯微鏡下止血粉的形狀

注：A為肝右葉出血?jiǎng)?chuàng)面大小約1 cm×1 cm、深度3～4 mm；B為噴灑止血粉；C為3 min在創(chuàng)面表面形成乳白色止血膜圖2 動(dòng)物止血實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖

注：A為清創(chuàng)后創(chuàng)面；B為將止血粉直接噴灑于創(chuàng)面；C為7 d后創(chuàng)面痊愈圖3 左手食指外傷患者應(yīng)用止血粉效果圖

3 討論

3.1 創(chuàng)傷急救止血粉的研制 本研究以馬鈴薯植物變性淀粉和海藻酸鈉為原料，首先將馬鈴變性淀粉經(jīng)過(guò)糊化、膠聯(lián)、穿孔制備成微孔多聚糖乳濁液；其次將海藻酸鈉微球粉末制備成微孔海藻酸鈣乳濁液；將微孔多聚糖乳濁液和微孔海藻酸鈣乳濁液按照一定的體積比，采用直接合成法或乳化合成法制備成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)[6]復(fù)合多功能創(chuàng)傷急救止血粉。該止血粉具有雙重止血、雙重保護(hù)創(chuàng)面、雙重促進(jìn)創(chuàng)面愈合、阻止疤痕組織增生的作用。解決了單一使用微孔多聚糖止血時(shí)由于淀粉顆粒小且輕，噴灑在出血?jiǎng)?chuàng)面上時(shí)，常漂浮在出血的血流表面，易被沖走的難題[7]；解決了沸石止血粉應(yīng)用于創(chuàng)面止血不易被機(jī)體吸收，在創(chuàng)面形成止血痂，血痂脫落容易使創(chuàng)面形成2次出血，以及多孔沸石吸收血液中的水分后會(huì)產(chǎn)生熱量對(duì)周圍組織造成一定的灼傷，止血過(guò)程中對(duì)傷口造成二次損傷[8]；解決了出血?jiǎng)?chuàng)面單純的海藻酸鹽敷料功能單一以及“白芯”現(xiàn)象[9]；解決了不可吸收止血材料應(yīng)用于出血?jiǎng)?chuàng)面存在潛在的安全隱患。該止血粉是一種生物相容性好、止血時(shí)間短、可吸收、加速創(chuàng)面愈合、無(wú)任何毒副作用的創(chuàng)傷急救止血粉，其制備原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、制備工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣闊。

3.2 創(chuàng)傷急救止血粉的作用機(jī)制 止血粉應(yīng)用于出血?jiǎng)?chuàng)面，微孔多聚糖能快速吸收滲出液形成“糊狀血紅蛋白凝膠”履蓋創(chuàng)口達(dá)到自然止血[10]，海藻酸鹽中的鈣離子與創(chuàng)面?zhèn)跐B出液中的鈉離子進(jìn)行離子交換釋放出鈣離子，吸收水分形成的“水和凝膠”與多聚糖形成的“糊狀血紅蛋白凝膠”共同履蓋在創(chuàng)面上，加速創(chuàng)面止血。海藻酸鹽吸收創(chuàng)面滲液后，膨脹形成“凝膠狀”半固體物質(zhì)，有收縮創(chuàng)面破口的功能，履蓋在創(chuàng)面上形成一個(gè)密閉濕潤(rùn)的無(wú)氧環(huán)境，與微孔多聚糖形成的“糊狀血紅蛋白凝膠”共同保護(hù)創(chuàng)面，有效阻止細(xì)菌滋生，具有止血、殺菌雙重功效。應(yīng)用于軟組織創(chuàng)傷出血?jiǎng)?chuàng)面，能提高創(chuàng)面表皮細(xì)胞的再生能力、加快表皮細(xì)胞移動(dòng)、維持創(chuàng)面的濕潤(rùn)環(huán)境、有助于促進(jìn)創(chuàng)面愈合。既解決了單純應(yīng)用微孔多聚止血粉的缺陷，又解決了單純的海藻酸鹽敷料功能單一、促進(jìn)創(chuàng)口愈合能力有限、在臨床應(yīng)用方面受到限制的難題。適用于戰(zhàn)創(chuàng)傷各種軟組織滲出創(chuàng)面、外科手術(shù)縫合后創(chuàng)面，以及不適合應(yīng)用止血帶止血的出血部位、肢體結(jié)合部出血的部位、血供豐富脆性大的實(shí)質(zhì)性臟器創(chuàng)面出血及針孔滲血。能快速控制創(chuàng)面的液體滲出，起到保護(hù)創(chuàng)面、預(yù)防感染、促進(jìn)上皮細(xì)胞生長(zhǎng)、加快組織修復(fù)、有效阻止瘢痕組織增生。

3.3 創(chuàng)傷急救止血粉的有效性和安全性 創(chuàng)傷急救止血粉應(yīng)用于軟組織創(chuàng)面具有良好的止血性能、生物安全性和適應(yīng)性。有研究表明[11-12]，單純以馬鈴薯植物淀粉為原料制備而成的微孔多聚糖止血粉，應(yīng)用于軟組織出血?jiǎng)?chuàng)面能迅速吸收創(chuàng)面滲出液，將血液中有型成分聚集在微孔多聚微球表面，形成“糊狀血紅蛋白凝膠”履蓋于創(chuàng)口表面，最快止血時(shí)間為1 s，最長(zhǎng)止血時(shí)間為17 s。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明[13]，微孔多聚糖止血過(guò)程為物理過(guò)程，同時(shí)可被人體的淀粉酶完全酶解為單糖，在體內(nèi)降解并被組織細(xì)胞作為能量利用，7 d完全吸收，最終產(chǎn)物為CO2和H2O；微孔多聚糖止血粉具有良好的生物安全性[14-15]，應(yīng)用于出血?jiǎng)?chuàng)面不粘傷口，無(wú)過(guò)敏反應(yīng)，無(wú)免疫反應(yīng)，對(duì)創(chuàng)口的愈合無(wú)任何不良反應(yīng)。海藻酸鈣是從深海天然藻類植物中提取的藻酸鈉和鈣離子的混合物，具有良好的組織相容性，能快速吸收創(chuàng)面滲液；藻酸鹽敷料中的鈣離子與傷口滲出液中的鈉離子發(fā)生離子交換，吸收水分形成凝膠，履蓋在創(chuàng)口表面，能有效保護(hù)新生肉芽組織不受損傷，并為傷口提供濕潤(rùn)環(huán)境，有利于促進(jìn)傷口的愈合[16]。將微孔多聚糖乳濁液與海藻酸鈣乳濁液按一定的體積比制備成的復(fù)合創(chuàng)傷急救止血粉，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用研究資料顯示該止血粉止血性能好、對(duì)皮膚無(wú)刺激反應(yīng)、無(wú)遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)，無(wú)不良事件發(fā)生。

長(zhǎng)期以來(lái)，戰(zhàn)創(chuàng)傷急救中常用的局部止血材料為止血紗布、止血繃帶、止血纖維等第一代止血材料為主，由于這些止血材料不易被組織吸收，在使用中存在一定的局限性，止血時(shí)間長(zhǎng)，易與傷口粘連，易引起傷口感染。為了提高現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)條件下的戰(zhàn)創(chuàng)傷救治水平，各國(guó)都特別重視發(fā)展戰(zhàn)傷急救技術(shù)，而戰(zhàn)傷急救又以止血最為緊急。因此，在戰(zhàn)創(chuàng)傷中應(yīng)用止血粉進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)救治倍受青睞，簡(jiǎn)單、快速、有效的止血方法對(duì)減少傷員傷殘和死亡具有重要的意義。本研究以馬鈴薯植物淀粉和海藻酸鈉為原料制備而成的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合創(chuàng)傷急救止血粉，直接應(yīng)用于出血?jiǎng)?chuàng)面，能迅速止住出血。使用時(shí)無(wú)需準(zhǔn)備，方便自救互救，便于攜帶；惡劣環(huán)境下可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存；無(wú)組織損傷和感染風(fēng)險(xiǎn)；使用安全，價(jià)格便宜，應(yīng)用前景廣闊。