高嶺土復(fù)合止血敷料的制備及性能研究

呂悅慈 石 佳 曹 寶

1. 河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院，河北 石家莊 050031；2. 東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海 201620；3. 天津工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387

人們?cè)谌粘Ｉ詈湍承┨厥馇闆r(如戰(zhàn)爭(zhēng)、自然災(zāi)害、事故等)中，不可避免地會(huì)受到意外傷害，產(chǎn)生創(chuàng)傷。對(duì)創(chuàng)傷部位采取快速止血和防止感染等措施，是保護(hù)生命和恢復(fù)健康的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的止血方法無非是縫合、結(jié)扎、電灼或冷凝等。但對(duì)人體某些供血豐富或局部解剖關(guān)系不清的部位，貿(mào)然進(jìn)行上述操作可能會(huì)傷及重要的解剖結(jié)構(gòu)，因此采用優(yōu)良的止血敷料，盡快控制出血、滲血，避免傷及其他部位，是提高手術(shù)安全性、降低風(fēng)險(xiǎn)的一項(xiàng)重要保障[1]。

從傷口愈合需要來看，止血敷料除了應(yīng)具備止血功能外，還應(yīng)能為傷口提供物理屏障，調(diào)節(jié)傷口表面濕度，抑制傷口細(xì)菌和微生物滋生等功能[2]。理想的止血敷料應(yīng)集高效的止血活性、無組織反應(yīng)性、體內(nèi)可降解性、抑菌性、耐極端環(huán)境存儲(chǔ)性及易裁剪性等于一身。因此，開發(fā)具有多重功能的止血敷料是未來的發(fā)展方向[3]。

殼聚糖是從蟹殼、蝦皮或真菌的膜中提取，經(jīng)脫乙?；笮纬傻囊环N多聚糖胺，具有優(yōu)良的生物相容性、生物可降解性、無免疫原性和抗菌性[4]。將殼聚糖應(yīng)用于創(chuàng)傷表面，其可與紅血球發(fā)生黏合作用，引起血小板聚集，最終起到促進(jìn)血液凝結(jié)、止血的作用。

玻璃纖維也具有加速血液凝固的作用。美國Entegrion公司生產(chǎn)的“絲帶檄龍”就是一種由玻璃纖維和竹纖維制備的適用于戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷的快速止血繃帶。“絲帶檄龍”表面材料主要為玻璃纖維，其不吸收血液，但能促使血液凝固[5]。

高嶺土是一種天然的硅酸鋁礦物，在我國自然儲(chǔ)量豐富。其作為一種強(qiáng)力的外源性促凝血物質(zhì)，主要的止血機(jī)制是加速凝血因子Ⅻ的活化，縮短凝血時(shí)間。另外，高嶺土還具有強(qiáng)大的吸附性，能夠促使凝血因子在局部富集[6]。2008年4月，美國海軍醫(yī)學(xué)研究所宣布其已成功地在普通紗布中引入高嶺土。

本文將以棉/殼聚糖(80/20)紗、玻璃纖維紗為原料，設(shè)計(jì)并織造不同組織結(jié)構(gòu)的織物作為敷料基布，再將高嶺土以后整理的方式添加到敷料基布上，制備復(fù)合型止血敷料，并對(duì)高嶺土整理前后的敷料性能進(jìn)行測(cè)試與分析，以期開發(fā)出滿足市場(chǎng)需求的復(fù)合型止血敷料。

1 試樣制備

1.1 敷料基布的設(shè)計(jì)

織造前，先將棉/殼聚糖紗加工成股線用作經(jīng)紗，這樣既滿足了織造工藝對(duì)經(jīng)紗斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長率的要求，又省去了漿紗工序，避免紗線的抗菌和止血功能受到影響。

接著，設(shè)計(jì)織物的組織結(jié)構(gòu)。合理的組織結(jié)構(gòu)有助于改善織物表面的物理狀態(tài)，進(jìn)而影響織物的性能。傳統(tǒng)紗布和現(xiàn)有敷料多以平紋組織為主，故本文也選擇了平紋組織。因?yàn)槊?殼聚糖紗的接觸舒適性優(yōu)于玻璃纖維紗，所以為提高皮膚接觸的舒適性，宜使更多的棉/殼聚糖紗線貼近皮膚面。緞紋組織在三原組織中正面的浮線長，且很容易與反面區(qū)分開來，達(dá)到雙面的效果，故本文還選擇了8/5緞紋組織。此外，雙層織物有兩個(gè)獨(dú)立的經(jīng)緯紗系統(tǒng)，一次性便可織成上下兩層，能實(shí)現(xiàn)接觸皮膚的一面原料為棉/殼聚糖紗線，故本文還設(shè)計(jì)了表組織為3/1斜紋、里組織為1/3斜紋的雙層組織織物，接結(jié)方法采用下接上法。

3種組織結(jié)構(gòu)的敷料基布設(shè)計(jì)方案如表1所示。

表1 敷料基布的設(shè)計(jì)方案

1.2 高嶺土復(fù)合止血敷料的制備工藝

高嶺土粒度約11 μm(1 250目)，購自靈壽縣順佳礦產(chǎn)品加工廠；PVA型號(hào)1788，購自上海欽和化工有限公司。

稱取1.000 g高嶺土、0.200 g PVA放入燒杯中，加入水使總體系達(dá)到100 mL，并充分?jǐn)嚢柚寥芤壕鶆?；從制備?種組織結(jié)構(gòu)的敷料基布上各剪取25 cm×25 cm的平整試樣，分別放入燒杯并完全浸沒于上述制備的溶液中，不斷攪拌確保浸漬充分均勻；浸漬30 min后，使用SD400系列染色試樣小軋車(宏發(fā)染整機(jī)械制造有限公司生產(chǎn))將殘留溶液軋出，軋完后立刻放入原燒杯中再次浸漬攪拌，整個(gè)過程需浸漬2次、軋壓2次；之后，試樣平鋪于干凈的桌面上陰干，即得高嶺土復(fù)合止血敷料。將陰干的高嶺土復(fù)合止血敷料試樣分別放入已編號(hào)的袋子中，陰涼干燥保存，待用。

2 性能測(cè)試

2.1 敷料的液體吸收性

參照YY/T 0471.1—2004《接觸性創(chuàng)面敷料試驗(yàn)方法 第1部分：液體吸收性》中的“3.2無膨脹吸收量”，測(cè)試高嶺土復(fù)合前后敷料的液體吸收性[7]。

利用天平稱取8.298 g氯化鈉和0.368 g二水氯化鈣，放入1 L的燒杯中加蒸餾水并稀釋至1 L，再將整個(gè)體系放入恒溫水浴鍋中加熱至37 ℃，保溫，作為試驗(yàn)液備用。

取未經(jīng)整理的3種組織結(jié)構(gòu)的敷料基布作為對(duì)比樣，經(jīng)高嶺土整理的3種組織結(jié)構(gòu)的復(fù)合止血敷料作為測(cè)試樣。從每塊對(duì)比樣和測(cè)試樣上剪取3塊5 cm×5 cm的試樣，放入標(biāo)準(zhǔn)大氣條件中預(yù)調(diào)濕24 h后分別稱取試樣質(zhì)量并記錄數(shù)據(jù)。接著，將試樣分別放入塑料培養(yǎng)皿中，吸取試樣質(zhì)量40倍的試驗(yàn)液注入塑料培養(yǎng)皿，并將塑料培養(yǎng)皿依次放入干燥箱，于37 ℃條件下干燥30 min，再用鑷子夾住試樣的一角取出并懸垂30 s后，分別稱取試樣的質(zhì)量并記錄數(shù)據(jù)。最后，通過計(jì)算得到高嶺土處理前后試樣的質(zhì)量差，即為25 cm2試樣的液體吸收量，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)換算即得每100 cm2敷料的液體吸收量。

2.2 敷料浸出液的pH值

依據(jù)YY/T 0472.1—2004《醫(yī)用非織造敷布試驗(yàn)方法 第1部分：敷布生產(chǎn)用非織造布》中的附錄F，測(cè)試敷料浸出液的pH值，以確定敷料的酸堿性[8]。

從每塊對(duì)比樣和測(cè)試樣上剪取7.000 g試樣用于測(cè)試。在6個(gè)1 000 mL的燒杯中注入700 mL蒸餾水，將試樣放入燒杯中水浴煮沸30 min，且煮沸過程中需不斷加水以補(bǔ)充損耗的水分；接著取出燒杯，使浸出液冷卻至20 ℃，將pH計(jì)的電極浸入浸出液中，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。其中，不同浸出液測(cè)試前，需先用蒸餾水將電極沖洗干凈，再測(cè)試敷料浸出液的pH值。每種試樣測(cè)試3個(gè)平行數(shù)據(jù)，最終結(jié)果取平均值。

2.3 敷料的體外凝血性能

本文將以體外凝血指數(shù)(BCI，blood clotting index)作為試樣體外凝血性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

先從對(duì)照樣和測(cè)試樣上各剪取0.050 g試樣，分別放入貼有編號(hào)的離心管中，利用醫(yī)用注射器分別吸取200 μL靜脈全血注入離心管中,并盡量使血液全部浸潤試樣；接著利用移液槍分別吸取0.2 mol/L的CaCl2溶液20 μL加入離心管中，一起置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 min；再加入去離子水20 mL，繼續(xù)于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 5 min；取出離心管，將離心管放入離心器中以800 r/min速度離心5 min，用注射器分別從離心管中吸取上清液4 mL放入比色皿中，使用分光光度儀測(cè)量試樣在540 nm處的吸光度，記錄數(shù)值[9]。

同時(shí)，準(zhǔn)備一支空的離心管，直接在管中注入200 μL靜脈全血，然后按上述流程測(cè)試空白樣的吸光度。

每種試樣共測(cè)試3個(gè)平行數(shù)據(jù)，最終結(jié)果取平均值。再根據(jù)式(1)計(jì)算對(duì)照樣和測(cè)試樣的體外凝血指數(shù)。體外凝血指數(shù)越低，則體外凝血效果越好，材料止血性能越好。

(1)

式中：kBCI——體外凝血指數(shù)，%；

A試樣——試樣的吸光度；

A空白樣——空白樣的吸光度。

3 測(cè)試結(jié)果及分析

3.1 敷料的液體吸收性

液體吸收性是評(píng)價(jià)止血敷料性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其反映了敷料在無張力且液體充足的情況下吸收液體的能力。較好液體吸收性的敷料可以在較短的時(shí)間內(nèi)吸收傷口流出的血液，加速血液中紅細(xì)胞、血小板等有形成分的濃縮，從而實(shí)現(xiàn)快速止血[10]。

表2歸納了對(duì)比樣與測(cè)試樣的液體吸收性測(cè)試結(jié)果。

表2 高嶺土整理前后敷料的液體吸收量 [g/(100 cm2)]

從表2可以看出：

(1)高嶺土處理前的對(duì)比樣的液體吸收性為接結(jié)雙層組織>緞紋組織>平紋組織。敷料中起吸濕作用的主要是殼聚糖纖維和棉纖維，且吸收的液體大部分被保留在纖維和纖維之間的毛細(xì)空間內(nèi)。平紋組織織物正反面一致，兩種紗線在織物的正反面均勻分布；緞紋組織和接結(jié)雙層組織的織物具有雙面效果，其幾乎都是棉/殼聚糖紗線的一面被作為液體接觸面，使用時(shí)對(duì)液體的吸收性顯著增加，其中接結(jié)雙層組織中接結(jié)紗的存在還進(jìn)一步增加了該接觸面棉/殼聚糖紗線的含量，使得接結(jié)雙層組織的敷料液體吸收性最好。

(2)高嶺土處理后的3種組織結(jié)構(gòu)的測(cè)試樣，其液體吸收性均較相應(yīng)的對(duì)比樣的液體吸收性提高，這與高嶺土具備較高的吸附性有關(guān)。

3.2 敷料浸出液的pH值

中性或微酸的創(chuàng)面微環(huán)境可提高創(chuàng)面局部血氧飽和度，令創(chuàng)面的細(xì)菌生物膜降解，從而促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。此外，濕性愈合理論中也提到，微酸環(huán)境可促進(jìn)創(chuàng)面愈合，故有研究嘗試將改變微環(huán)境pH值作為治療創(chuàng)面的一種方法。

表3為對(duì)比樣與測(cè)試樣浸出液的pH值測(cè)試結(jié)果，可以看出，高嶺土的添加對(duì)敷料的酸堿性幾乎沒有影響，且3種組織結(jié)構(gòu)的對(duì)比樣和測(cè)試樣的pH值均小于7.00，這種微酸環(huán)境有利于創(chuàng)面愈合[11]。

表3 高嶺土整理前后敷料浸出液的pH值

3.3 敷料的體外凝血性能

凝血是指血液通過一系列的生化反應(yīng)，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣麅鰬B(tài)的過程。該過程的突出特征是纖維蛋白原在血液中轉(zhuǎn)化為不溶性的纖維蛋白，并交織成網(wǎng)，以穩(wěn)固血液中的紅細(xì)胞和血漿成分，從而達(dá)到止血目的。

測(cè)得空白樣的吸光度為1.496，對(duì)比樣和測(cè)試樣的吸光度如表4所示。再通過計(jì)算得到的體外凝血指數(shù)結(jié)果如表5所示。

表4 對(duì)比樣與測(cè)試樣的吸光度

表5 對(duì)比樣與測(cè)試樣的體外凝血指數(shù) (%)

從表5數(shù)據(jù)可知：

(1)高嶺土處理前，體外凝血效果最好的是平紋組織織物，最差的是接結(jié)雙層組織織物，原因主要與3種組織結(jié)構(gòu)織物的表面粗糙度不同有關(guān)。平紋組織織物的表面粗糙度最高，這會(huì)增強(qiáng)敷料對(duì)血小板的黏附性能，從而提高凝血性。

(2)高嶺土的添加增強(qiáng)了敷料的體外凝血效果，進(jìn)一步改善了敷料的止血性能。

4 結(jié)語

(1)高嶺土整理后，敷料的液體吸收性增強(qiáng)，其中接結(jié)雙層組織結(jié)構(gòu)的復(fù)合止血敷料的液體吸收性最好，平紋組織結(jié)構(gòu)的復(fù)合止血敷料的液體吸收性最差。

(2)高嶺土的添加對(duì)敷料浸出液的pH值幾乎無影響，且敷料呈弱酸性，可使患處保持弱酸性環(huán)境，有利于抑制細(xì)菌的生長。

(3)經(jīng)高嶺土整理后，敷料的凝血效果顯著增強(qiáng)。且隨著織物表面粗糙度的增加，體外凝血性能提高。3種組織結(jié)構(gòu)的織物中，平紋組織結(jié)構(gòu)的復(fù)合止血敷料的表面粗糙度最高，其體外凝血性能最好。