战创伤止血抗菌多功能壳聚糖凝胶的研究

作     者：马铭梓 

作者单位：中国人民解放军医学院 

学位级别：硕士

导师姓名：于洋

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：壳聚糖 止血材料 多功能 止血 抗菌 镇痛 促愈合 

摘      要：研究目的本研究拟研发一种负载冻干富血小板血浆、双黄连和布洛芬的多功能壳聚糖凝胶。即利用羟丙基壳聚糖的胺基与双端苯甲醛-聚乙二醇的苯甲醛基,通过席夫碱反应,交联形成凝胶作为药物载体,并加载止血成分冻干富血小板血浆、抗菌成分双黄连和镇痛成分布洛芬,使凝胶具有止血、抗菌、镇痛及促愈合的复合功能,克服现有止血材料功能相对单一的缺陷,实现一种材料兼具多重功能,以满足浅表型战创伤救治的需要。研究方法制备负载冻干富血小板血浆、双黄连和布洛芬的多功能壳聚糖凝胶（multifunctional hydroxypropyl chitosan/difunctionalized-polyethyleneglycol,MF-CP）。通过扫描电镜、傅立叶红外光谱、流变学检测和自愈合能力测试,对MF-CP进行物理及化学性质表征,观察其外观、形貌,验证其弹性、黏度和自愈合能力;提取MF-CP浸提液,通过CCK-8试验,验证不同浓度浸提液对Hacat细胞的毒性影响。遴选普通纱布、国产商品壳聚糖护创粉和美国第3代壳聚糖敷料Chito Gauze XR PRO三种材料为对照。采用兔耳动脉出血模型验证MF-CP的止血作用,通过测量止血时间和计算出血量评价MF-CP的止血效果;采用体外抗菌试验并测定最低抑菌浓度验证MF-CP的抗菌作用,通过测量抑菌圈的直径评价MF-CP的抗菌效果。采用小鼠热板试验,通过测定小鼠的痛阈值、计算痛阈值提高率评价MF-CP的镇痛效果;采用兔背部浅Ⅱ°烫伤试验、背部划伤试验和细胞划痕试验,通过创面外观观察、组织切片观察评价MF-CP的促愈合效果。研究结果本研究以羟丙基壳聚糖和双端苯甲醛-聚乙二醇作为凝胶基质,成功制备了负载冻干富血小板血浆、双黄连和布洛芬的MF-CP。扫描电镜的图像显示,MF-CP呈三维中空网络状,内载药物;傅立叶红外光谱显示,在波长为1576.94/cm红外光区域有席夫碱的吸收峰,证实了MF-CP是通过席夫碱反应生成的聚合物;流变仪扫描分析结果验证了MF-CP的胶体性和流动性,且具有一定的弹性和黏度。通过交替应变和自愈合能力测试,证实了MF-CP具有较好的自愈合能力。CCK-8试验对小鼠表皮细胞（Hacat细胞）的毒性结果显示,浓度为25mg/ml的浸提液的毒性为0级,浓度为50、75和100 mg/ml的浸提液毒性为1级,均符合国家质检总局对医疗器械在体外细胞毒性评价上的相关规定。通过与普通纱布（Ctrl）、壳聚糖护创粉（Chito P）和Chito Gauze XR PRO（Chito G）3种材料的对比,在兔耳动脉止血试验中,各组材料均造模成功;Ctrl、Chito P、Chito G和MF-CP组止血时间分别为213.33±38.30、118.33±24.01、111.67±11.69和113.33±20.66s,出血量分别为1233.83±992.27、346.67±176.00、147.50±80.66和215.33±95.12mg;与Ctrl比,Chito P、Chito G和MF-CP组的止血时间均减少（P0.05）。说明MF-CP在针对浅表伤出血的止血的方面同国内外壳聚糖类止血材料的作用相当。体外抗菌试验显示,四组材料中,仅MF-CP具有一定的抗金黄色葡萄球菌作用,抑菌圈直径为（19.0±1.0）mm,其最低抑菌浓度为200mg/ml。在小鼠热板法镇痛试验中,四组小鼠在敷Ctrl、Chito P、Chito G和MF-CP材料前的基础痛阈值分别为16.91±4.74、19.02±4.60、18.98±3.22和18.53±3.06s;在敷材料15min后痛阈值分别为17.88±5.97、24.46±7.98、22.78±7.84和31.40±7.90s,分别提高了5.78%、28.58%、20.05%和69.44%,其中MF-CP组差异具有统计学意义（P0.01）;四组小鼠在敷材料30min后,痛阈值分别为18.46±7.11、25.11±5.15、22.81±5.61和29.13±5.56s,痛阈值分别提高了9.18%、32.02%、20.20%和57.19%,各组同本组的基础痛阈值相比,Chito P和MF-CP差异具有统计学意义(P 0.05,P 0.001);在敷材料60min后,四组小鼠的痛阈值分别为19.79±5.92、26.77±4.24、25.50±6.36和27.26±6.13s,痛阈值分别提高了17.04%、40.75%、34.36%和47.10%,各组同本组的基础痛阈值相比,Chito P、Chito G与MF-C