不同材質(zhì)及形態(tài)的纖維素類可吸收止血材料的止血性能評(píng)價(jià)

郭鑫，劉民生，南成睿，石云鵬，董超，宗會(huì)遷，趙宗茂

1.河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 a.神經(jīng)外科；b.醫(yī)學(xué)裝備科，河北 石家莊 050000；2.邢臺(tái)市第三醫(yī)院 神經(jīng)外科，河北 邢臺(tái) 054000

引言

對(duì)于神經(jīng)外科手術(shù)來(lái)說，控制術(shù)中出血是順利手術(shù)和良好預(yù)后的重要保障。對(duì)于出血的處理，可吸收止血材料起到了重要的輔助作用?？晌罩寡牧贤ㄟ^促進(jìn)出血部位血液的凝固，來(lái)達(dá)到止血目的，同時(shí)其可以被人體吸收[1]。目前臨床上最常用的止血材料之一是纖維素類可吸收止血材料，它是通過天然植物再生纖維素加工而成，可以被人體組織組織降解吸收[2]。

纖維素類可吸收止血材料種類繁多，按材質(zhì)主要分為氧化再生纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素（Hydroxyethyl Cellulose，HEC），并且根據(jù)氧化工藝的不同可將氧化再生纖維素分為羧基氧化再生纖維素（Carboxyl Oxidized Regenerated Cellulose，CORC）和羧甲基氧化再生纖維素（Carboxymethyl Oxidized Regenerated Cellulose，CMORC）[3]。其中 CORC 類材料有紗布、纖絲、非織布3種形態(tài)，其余材質(zhì)大多只有紗布形態(tài)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說纖絲和非織布屬于非編織結(jié)構(gòu)，相較于紗布的編織結(jié)構(gòu)來(lái)說擁有更大的結(jié)構(gòu)表面積[4]，可以根據(jù)需要進(jìn)行更自由的裁剪。

雖然有許多纖維素類可吸收止血材料，但目前鮮有研究去評(píng)價(jià)它們的止血能力。本研究通過觀察它們?cè)诖龠M(jìn)凝血、處理活動(dòng)性出血時(shí)的表現(xiàn)，來(lái)評(píng)價(jià)其止血性能的差異，以期為臨床使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

成年雄性、體重300～350 g、年齡8～10周的SD大鼠28只[許可證號(hào)SCXK（冀）2020-002）]。所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均經(jīng)河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（審查決議編號(hào)2022-AE006），實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格遵守河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)的規(guī)定。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為纖維素類可吸收止血材料，其中紗布形態(tài)的包括CMORC、HEC、CORC；纖絲形態(tài)為CORC；非織布形態(tài)為CORC。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 體外凝血實(shí)驗(yàn)

體外凝血實(shí)驗(yàn)參照Gu等[5]采用的實(shí)驗(yàn)方法。將大鼠經(jīng)10%水合氯醛腹腔麻醉（0.4 mL/100 g）后，頸外靜脈取全血（圖1）。

圖1 大鼠頸外靜脈取血

1.3.1.1 紗布形態(tài)下不同材質(zhì)的纖維素類止血材料的凝血實(shí)驗(yàn)

取紗布形態(tài)的纖維素類可吸收止血材料，根據(jù)材質(zhì)不同分為4組：① CMORC組，全血+CMORC止血紗布；② HEC組，全血+HEC止血紗布；③ CORC組，全血+CORC止血紗布；④ 對(duì)照組，全血+普通紗布。取SD大鼠8只，取血后分別進(jìn)行上述各組體外凝血實(shí)驗(yàn)（n=8）。于50 mL試管內(nèi)置入裁剪成約1 cm×1 cm大小正方形的止血材料及紗布，在每個(gè)試管內(nèi)的材料上緩慢滴入200 μL的血樣，取0.2 mmol/L CaCl2溶液 20 μL滴入，37℃恒溫保存3 min，后加入25 mL去離子水，注意管內(nèi)血凝塊不能被破壞（圖2），于15 mL離心管中放入7.5 mL上清液，3600 r/min離心5 min，取1 mL上清液，移至1.5 mL EP管中，再次在3600 r/min下離心5 min，37℃恒溫孵育1 h，等分為200 μL加至96孔板，測(cè)量540 nm處的光密度（Optical Density，OD）值。

圖2 加去離子水后血凝塊情況

1.3.1.2 不同形態(tài)的CORC止血材料的凝血實(shí)驗(yàn)

將不同形態(tài)的CORC止血材料分為4組：① 紗布組，全血+紗布形態(tài)的CORC；② 纖絲組，全血+纖絲形態(tài)的CORC；③ 非織布組，全血+非織布形態(tài)的CORC；④ 對(duì)照組，全血+普通紗布。使用8只SD大鼠全血，實(shí)驗(yàn)步驟同上。

1.3.2 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)

根據(jù)上述結(jié)果并結(jié)合臨床情況，將紗布形態(tài)止血材料按材質(zhì)分為3組：① HEC組，使用HEC止血紗布止血；② CORC組，使用CORC止血紗布止血；③ 對(duì)照組，不使用止血材料止血，每組取5只SD大鼠。實(shí)驗(yàn)前將裁剪成約5 mm×5 mm大小的止血材料與棉片稱重。大鼠腦損傷模型的制備參照李先如等[6]的方法，使用10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠（0.4 mL/100 g），大鼠在麻醉成功后于操作臺(tái)上固定，將顱頂皮膚縱行切開，在右側(cè)頂骨距冠狀縫、矢狀縫各5 mm處用磨鉆打磨骨窗，大小約8 mm×5 mm，要求硬膜完整不受損。過程中周圍軟組織及骨窗出血使用棉球處理，在骨窗周圍使用干潔棉球保護(hù)（圖3），用外科手術(shù)刀在骨窗中心劃出一道深約3 mm、長(zhǎng)約5 mm與矢狀縫平行的縱行切口。止血材料置于切口上，上敷棉片（對(duì)照組直接使用棉片），2 g砝碼按壓，棉片吸收血液，每10 s更換新棉片，待止血成功后（棉片不再吸收血液、切口無(wú)新鮮出血后，撤去棉片并觀察切口1 min，無(wú)新發(fā)出血）（圖4～5），記錄止血時(shí)間（T）、收集所用棉片及止血材料，根據(jù)使用材料計(jì)算術(shù)前材料的總質(zhì)量W0。37℃恒溫烘干所有收集實(shí)驗(yàn)材料1 h，完全干燥后稱重記為W1，質(zhì)量差（W）=W1-W0，W代表出血量，比較各組的W與T來(lái)評(píng)價(jià)止血材料的止血效果。在此基礎(chǔ)上，增加纖絲形態(tài)的CORC重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)（n=5）（圖6），并與前面動(dòng)物試驗(yàn)的CORC組和對(duì)照組的止血所用時(shí)間T與實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差W進(jìn)行比較。

圖3 骨窗

圖4 HEC組止血成功后創(chuàng)面

圖5 對(duì)照組止血成功后創(chuàng)面

圖6 纖絲組止血成功后創(chuàng)面

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。以±s表示數(shù)據(jù)，采用F檢驗(yàn)進(jìn)行多組間比較；組間兩兩比較時(shí)，若方差齊則使用t檢驗(yàn)，若方差不齊，則采用矯正的t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 體外凝血實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 紗布形態(tài)下不同材質(zhì)的纖維素類止血材料的凝血實(shí)驗(yàn)

對(duì)照組止血材料的OD值均高于各實(shí)驗(yàn)組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。將CMORC組、HEC組、CORC組分別兩兩比較，其OD值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表 1）。

表1 體外凝血實(shí)驗(yàn)紗布形態(tài)不同材質(zhì)止血材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

表1 體外凝血實(shí)驗(yàn)紗布形態(tài)不同材質(zhì)止血材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

注：CMORC為羧甲基氧化再生纖維素；HEC為羥乙基纖維素；CORC為羧基氧化再生纖維素。CMORC組 vs.HEC組，aP=0.888；CMORC組 vs.CORC組，bP=1.000；HEC組 vs. CORC組，cP=0.336。

CMORC組 0.1926±0.0745 HEC組 0.2424±0.0955a CORC組 0.1756±0.0491bc組別 OD值 F值 P值對(duì)照組 0.4275±0.0292 23.794 ＜0.001

2.1.2 不同形態(tài)的CORC止血材料的凝血實(shí)驗(yàn)

對(duì)照組止血材料的OD值均高于各實(shí)驗(yàn)組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），將紗布組、纖絲組、非織布組分別兩兩比較，其中紗布組與纖絲組、非織布組間OD值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而纖絲組與非織布組間OD值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表2）。

表2 體外凝血實(shí)驗(yàn)不同形態(tài)CORC材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

表2 體外凝血實(shí)驗(yàn)不同形態(tài)CORC材料間血紅蛋白OD值（540 nm）比較（n=8，±s）

注：紗布組 vs.纖絲組，aP＜0.001；紗布組 vs.非織布組，bP＜0.001；纖絲組 vs.非織布組，cP=0.124。

紗布組 0.1756±0.0491纖絲組 0.0019±0.0009a非織布組 0.0235±0.0234bc組別 OD值 F值 P值對(duì)照組 0.4275±0.0292 322.713 ＜0.001

2.2 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 紗布形態(tài)下不同材質(zhì)的纖維素類止血材料的腦損傷止血實(shí)驗(yàn)

此實(shí)驗(yàn)中止血材料的T與W不全相同，對(duì)照組的T、W均大于各實(shí)驗(yàn)組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），各實(shí)驗(yàn)組T、W間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表3）。

表3 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)不同材質(zhì)止血材料間止血時(shí)間與實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差比較（n=5，±s）

表3 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)不同材質(zhì)止血材料間止血時(shí)間與實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差比較（n=5，±s）

注：T為止血時(shí)間，W為質(zhì)量差。HEC組 vs.CORC組，aP=0.455，bP=0.054。

組別 T/s W/g對(duì)照組 182.00±20.49 0.0101±0.0014 HEC組 134.00±27.02 0.0049±0.0016 CORC組 114.00±11.40a 0.0074±0.0013b F值 28.780 20.998 P值 0.001 ＜0.001

2.2.2 不同形態(tài)的CORC類止血材料的腦損傷止血實(shí)驗(yàn)

此實(shí)驗(yàn)中止血材料的T與W不相同，其中對(duì)照組的T與W均大于各實(shí)驗(yàn)組的T與W，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），實(shí)驗(yàn)組中紗布組的T與W均大于纖絲組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表4）。

表4 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)不同形態(tài)止血材料間止血時(shí)間與實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差比較（n=5，±s）

表4 大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)不同形態(tài)止血材料間止血時(shí)間與實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差比較（n=5，±s）

注：T為止血時(shí)間，W為質(zhì)量差。紗布組 vs.纖絲組，aP=0.004，bP=0.002。

組別 T/s W/g對(duì)照組 182.00±20.49 0.0101±0.0014紗布組 114.00±11.40 0.0074±0.0013纖絲組 74.00±11.40a 0.0041±0.0005b F值 65.765 34.192 P值 ＜0.001 ＜0.001

3 討論

纖維素類可吸收止血材料應(yīng)用于臨床較早，具有價(jià)格低廉、適用廣泛、易于吸收、組織反應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)[7]，使用時(shí)會(huì)與血液發(fā)生反應(yīng)，形成含有血紅素的紅黑色膠狀物，迅速控制出血[8]。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已有許多纖維素類可吸收止血材料問世，并且仍在不斷開發(fā)。止血作為止血材料最主要的功能，卻少有實(shí)驗(yàn)去評(píng)價(jià)其性能，導(dǎo)致臨床使用時(shí)缺乏參考，其原因之一可能是缺乏合適的實(shí)驗(yàn)方法。本實(shí)驗(yàn)挑選了成熟、簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以對(duì)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)提供新思路、為臨床使用提供參考、為新型材料的開發(fā)提供方向。

體外凝血實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量OD值可以直接比較不同止血材料的止血性能，其原理是具有更好性能的止血材料可以更多地結(jié)合紅細(xì)胞，使更少的紅細(xì)胞在溶液中懸浮、更少的血紅蛋白被釋放，故測(cè)得的OD值小。大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)?zāi)芨庇^地觀察到止血材料在神經(jīng)外科臨床手術(shù)中的使用效果，實(shí)驗(yàn)中止血材料的止血性能越好，T越短，實(shí)驗(yàn)前后實(shí)驗(yàn)材料的W越小。這2個(gè)實(shí)驗(yàn)均有方法簡(jiǎn)單、材料易獲得、評(píng)價(jià)指標(biāo)直觀等優(yōu)點(diǎn)。

通過體外凝血實(shí)驗(yàn)及大鼠腦損傷止血實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)，止血材料均能有效促進(jìn)止血，對(duì)紗布形態(tài)的止血材料來(lái)說，材質(zhì)的差異對(duì)其止血性能影響較小，而形態(tài)的不同對(duì)CORC類止血材料的止血性能影響較大。這可能是因?yàn)椴煌馁|(zhì)的止血材料的作用機(jī)制相似，都是通過與血紅蛋白中Fe2+結(jié)合形成血凝塊來(lái)封堵出血部位[3]。而導(dǎo)致纖絲和非織布這2種形態(tài)止血材料的止血性能優(yōu)于紗布形態(tài)的原因可能是，在相同大小下，非編織結(jié)構(gòu)相較于編織結(jié)構(gòu)擁有更大的結(jié)構(gòu)表面積，這可以幫助其與血液更充分地接觸，也可以幫助血小板黏附聚集。

目前市面上除CORC材質(zhì)外，其余材質(zhì)產(chǎn)品的形態(tài)有限，不能同時(shí)研究止血材料的材質(zhì)與形態(tài)對(duì)止血性能的影響，這使得本實(shí)驗(yàn)無(wú)法得出更寬泛的結(jié)論。

在未來(lái)選擇和研究止血材料時(shí)應(yīng)綜合考慮生物相容性、止血性能、操作簡(jiǎn)便性、經(jīng)濟(jì)效益[9]等多因素。例如，可以通過研究使用具有抑菌性能的纖維素類材料用以預(yù)防感染[10-11]，應(yīng)用生物相容性更好的材料來(lái)減少術(shù)后不良事件的發(fā)生[12-14]，開發(fā)集合多種材料優(yōu)點(diǎn)的新型復(fù)合型材料[15-16]。目前止血材料價(jià)格相對(duì)較高，在患者治療費(fèi)用中占有較大比例[17]，醫(yī)院可以通過嚴(yán)格準(zhǔn)入、規(guī)范使用、加強(qiáng)監(jiān)管等一系列管控措施，使止血材料的使用更加規(guī)范合理[18]。

臨床上止血材料的種類繁多，雖然它們的止血機(jī)制各異、使用效果有所差別，但各自均有適用范圍，使用時(shí)應(yīng)該充分掌握其特性、發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，用其所長(zhǎng)，使其更好地服務(wù)于臨床，造?；颊?。