一种埃洛石复合止血材料及其制备方法和应用

1.本发明涉及止血材料技术领域，尤其涉及一种埃洛石复合止血材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.开发性能更丰富，止血效果更好，更加生物安全和价格低廉的止血材料一直是研究工作关注的重点。无机类止血材料，特别是硅铝酸盐止血剂如埃洛石、沸石、高岭土和蒙脱石，因其高效、可操作性、成本效益和最小的组织反应性而广受欢迎。此外，沸石止血效果好，但是其止血过程放热问题一直难以克服。
3.几千年来，埃洛石(halloysite nanotubes，hnts)优异的止血性能和体内安全性已经经过临床病例使用验证。研究发现，hnts的促凝血能力介于沸石和蒙脱土之间，约为高岭土的2.3倍。此外，研究人员也发现hnts的吸水率接近沸石的吸收率(约其自身体积的80％)，明显高于蒙脱土和高岭土。因此，对埃洛石进一步功能化改性及负载，实现其止血效果的协同增强并丰富其功能具有重要的意义，尤其是在伤口愈合领域。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种埃洛石复合止血材料及其制备方法和应用。
5.本发明的一种埃洛石复合止血材料，以羟基化改性埃洛石为载体，负载有聚集诱导发光纳米颗粒，所述聚集诱导发光纳米颗粒为ttpy，结构式为：
[0006][0007]
进一步的，羟基化改性埃洛石为羟基化改性管状埃洛石。
[0008]
进一步的，制备羟基化改性埃洛石的方法如下：
[0009]
s1：首先将埃洛石用去离子分散，再加入六偏磷酸钠((napo3)6)，然后，使用naoh溶液调ph，最后静置，沉淀物干燥，得到纯化的埃洛石；
[0010]
s2：将纯化后的埃洛石用hcl溶液浸渍，用超纯水将混合物洗涤至洗涤液体呈中性，最后干燥研磨即得到表面羟基化改性埃洛石，标记为hnts。
[0011]
进一步的，所述naoh溶液的浓度为0.1-1mol
·
l-1
，；埃洛石与(napo3)6溶液的质量比为(0.1-20)：1；所述的hcl溶液的浓度为0.1-4mol
·
l-1
。
[0012]
进一步的，naoh溶液将ph调整为11-12。
[0013]
一种如上述的埃洛石复合止血材料的制备方法，将表面羟基化改性埃洛石分散在去离子水中超声配置分散均一的羟基化改性埃洛石悬液；
[0014]
聚集诱导发光纳米颗粒用dmso进行溶解，配置聚集诱导发光纳米颗粒溶液；
[0015]
在一定温度、震荡速度条件下将表面羟基化改性的埃洛石悬液与聚集诱导发光纳米颗粒溶液进行混匀，所得的材料离心，沉淀物冷冻干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石复合物，即埃洛石复合止血材料。
[0016]
进一步的，聚集诱导发光纳米颗粒与埃洛石的质量比为(0.5-2.0)：100。
[0017]
进一步的，所述聚集诱导发光纳米颗粒的浓度为0.01-10mg/ml。
[0018]
一种如上述的埃洛石复合止血材料的应用，制备埃洛石复合止血材料的悬浮液，然后将医用无纺布浸入搅拌均匀的悬液中，上下边缘各浸润一次；压制、烘干浸润好的纱布，得到埃洛石止血纱布。
[0019]
进一步的，埃洛石复合止血材料悬液的浓度范围为0.1-100mg/ml。
[0020]
本发明中利用表面羟基化改性的埃洛石，可明显提升止血效果，进一步地，通过功能化少量负载聚集诱导发光纳米颗粒，除了赋予埃洛石抗菌性能外，其止血性能进一步提升，最终，获得生物相容性好，安全性能高，抗菌效果好的埃洛石复合止血材料；而且本发明的制备方法步骤简单，易操作，有利于规模化生产。
[0021]
本发明将医用无纺布与埃洛石复合止血材料通过浸润的方式相结合，制备得到止血性能好、生物相容性好、安全性能高、还具有抗菌的且制备方法简单的医用止血纱布制品，有利于工业化生产。
附图说明
[0022]
图1为聚集诱导发光纳米颗粒的结构；
[0023]
图2为raw hnts、实施例1、实施例2的形貌图；
[0024]
图3为raw hnts、实施例1、实施例2的红外结果图；
[0025]
图4为本发明空白纱布及实施例3-5制备的纱布制品照片；
[0026]
图5为本发明空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布和quikclot纱布(主要成分为高岭石)的表面形貌图；
[0027]
图6为本发明空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布和quikclot纱布的截面形貌图；
[0028]
图7a、7b为空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布的抗菌结果；
[0029]
图8为空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布的的细胞毒性图；
[0030]
图9为本发明空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布和quikclot纱布的动物体内肝脏止血时间图；
[0031]
图10为本发明空白纱布及实施例3-5制备的埃洛石复合止血纱布和quikclot纱布的动物体内肝脏出血量图。
具体实施方式
[0032]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0033]
本说明书中实施例中的埃洛石为美国sigma-aldrich公司的埃洛石纳米黏土产品，分子式al2si2o5(oh)4·
2h2o，分子量294.19，密度为2.53g/cm3。
[0034]
实施例及中的聚集诱导发光纳米颗粒为ttpy，为广州市碳水生物科技有限公司根据本技术人设计的结构式制备得到，结构如图1所示。
[0035]
埃洛石的准备
[0036]
埃洛石原料的准备阶段，该方法包括以下步骤：将埃洛石充分研磨，标记为raw hnts。
[0037]
聚集诱导发光纳米颗粒悬液的制备
[0038]
10mg的聚集诱导发光纳米颗粒用1ml的dmso进行溶解，即得到10mg/ml的聚集诱导发光纳米颗粒溶液。
[0039]
改性埃洛石的制备
[0040]
实施例1：
[0041]
埃洛石改性处理：首先取10g埃洛石(raw hnts)，在1000ml去离子水中磁力搅拌分散约1小时，然后超声波处理约1小时。重复上述过程，直到raw hnts在溶液中充分分散。接着，向混合物中加入0.5g六偏磷酸钠((napo3)6)，，剧烈搅拌约1小时，使(napo3)6完全分散。然后，使用1mol
·
l-1
naoh溶液将混合物的ph调整为11左右。最后静置约3h，取上悬浮液抽滤得到固体沉淀，60℃干燥24h，得到纯化的埃洛石。将纯化后的埃洛石用4mol
·
l-1
的hcl于常温浸渍3h，用超纯水将混合物洗涤数次，直至洗涤液体呈中性。最后干燥研磨即得到改性埃洛石，标记为hnts。
[0042]
聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石复合物的制备
[0043]
实施例2：
[0044]
267μl 100mg/ml的hnts悬液中加入693μl去离子水进行分散，再加入40μl 10mg/ml的聚集诱导发光纳米颗粒溶液。得到的1ml混合液置于恒温混匀仪中，在37℃，1000rpm，恒速混匀3h，所得的材料在14000rpm离心10min，沉淀物冷冻干燥24h，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石复合物，标记为hnts-ttpy。
[0045]
图2为raw hnts、实施例1、实施例2的形貌图，从图2可以看出，相比raw hnts，实施例1和实施例2的尺寸降低，暴露的表面增多。图3为raw hnts、实施例1、实施例2的红外结果图，从图3可以看出，相比raw hnts，实施例1在si-o的伸缩振动峰(1099cm-1
、1018cm-1
)、al-oh的弯曲振动峰(920cm-1
)、si-o、al-o的伸缩振动峰(548、461cm-1
)明显增强，表明埃洛石表面的羟基增多。而实施例3相比实施例2的特征峰降低，这有可能是聚集诱导发光纳米颗粒在埃洛石表面结合导致。
[0046]
埃洛石止血纱布的制备
[0047]
实施例3：
[0048]
将3ml100 mg/ml的raw hnts悬液置于烧杯中，加入27ml的去离子水溶液，在500rpm搅拌1h使溶液搅拌均匀，裁剪出一块无纺纱布(面积为10*9.5cm2)，将纱布直接浸入均匀的悬液中使粉末粘附在纱布表面，纱布的上下两边各浸润一次，总时长2s左右。将浸润好的纱布放置于压辊机上压制一遍，压辊机上下滚轮间距为0.05mm，加强粉末材料与无纺布的粘附程度。最后将压制好的无纺纱布用燕尾夹挂晾在60℃的烘箱中鼓风干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石的复合纱布，标记为raw hnts gauze。
[0049]
实施例4：
[0050]
将3ml100 mg/ml的hnts悬液置于烧杯中，加入27ml的去离子水溶液，在500rpm搅
拌1h使溶液搅拌均匀，裁剪出一块无纺纱布(面积为10*9.5cm2)，将纱布直接浸入均匀的悬液中使粉末粘附在纱布表面，纱布的上下两边各浸润一次，总时长2s左右。将浸润好的纱布放置于压辊机上压制一遍，压辊机上下滚轮间距为0.05mm，加强粉末材料与无纺布的粘附程度。最后将压制好的无纺纱布用燕尾夹挂晾在60℃的烘箱中鼓风干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石的复合纱布，标记为hnts gauze。
[0051]
实施例5：
[0052]
将3ml100 mg/ml的hnts悬液置于烧杯中，加入26.55ml的去离子水溶液，在500rpm搅拌下加入10mg/ml的聚集诱导发光纳米颗粒溶液，搅拌1h使溶液搅拌均匀，裁剪出一块无纺纱布(面积为10*9.5cm2)，将纱布直接浸入均匀的悬液中使粉末粘附在纱布表面，纱布的上下两边各浸润一次，总时长2s左右。将浸润好的纱布放置于压辊机上压制一遍，压辊机上下滚轮间距为0.05mm，加强粉末材料与无纺布的粘附程度。最后将压制好的无纺纱布用燕尾夹挂晾在60℃的烘箱中鼓风干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石的复合纱布，标记为hnts-ttpy gauze。
[0053]
图4为埃洛石复合止血材料悬液浸润得到的纱布制品照片，如图所示，纱布颜色明显变深，表明埃洛石复合止血材料成功负载在了纱布上。从图5和图6，止血纱布的表面形貌图和截面图可以看出实施例3-5，管状埃洛石复合止血材料成功负载在纱布上，而quickclot中，负载的材料为片状形貌的高岭石。
[0054]
实施例3-5的纱布制品中止血材料的负载量见表1。
[0055]
表1hnts-ttpy纱布制品止血材料的负载量
[0056]
案例负载前质量(g)负载后质量(g)负载量(g)负载密度(g/m2)实施例30.51190.53300.02112.2211实施例40.49510.51390.01881.9789实施例50.50550.56080.05535.8211
[0057]
体外抗菌实验：
[0058]
以金黄色葡萄球菌(atcc 25923)为革兰氏阳性菌模型，评价样品的抑菌活性。将单株金黄色葡萄球菌分散在5ml luria
–
bertani液体培养基中，在37℃下震荡8h，得到初始细菌浓度为2
×
106cfu/ml。随后，用pbs将细菌悬液连续稀释103倍。然后，将1ml稀释后的细菌悬液与20mg剪碎的纱布混合，将混合的细菌样品在黑暗中孵育5min，然后在100mw/cm2白光下照射30min。然后用pbs将上述细菌悬液连续稀释10倍，将100ul稀释后的细菌平铺在相应的固体琼脂平板上，37℃孵育14-16h。以细菌存活率为指标评价材料对细菌的抑菌活性。
[0059]
细菌存活率＝样品中菌落的平均数量/对照组中菌落的平均数量
×
100％
[0060]
空白纱布及实施例3-5对金黄色葡萄球菌的抑菌效果见图7a,b。从图7a,b的细菌涂板及细菌计数的结果可以看出，相比空白纱布，raw hnts gauze及hnts gauze对金黄色葡萄球菌具有微弱的杀菌效果，这可能与黏土矿物在细菌表面的接触、粘附有关。由于细菌和外界环境发生隔离，细菌正常的生陈代谢被影响，进一步导致了细菌的死亡。hnts-ttpy gauze在光照后具有显著的抑菌效果，这表明黏土矿物埃洛石与ttpy复合后，在光照下可以产生大量活性氧，从而有效杀死细菌。
[0061]
细胞毒性实验
[0062]
本实验采用cell counting kit-8(cck-8)法，以人永生成纤维细胞(bj细胞)为研
究对象来分析样品的细胞毒性。用rpmi-1640基本培养基和1％双抗、10％胎牛血清配成用来培养bj细胞的完全培养基。取正常冻存的bj细胞在37℃水浴环境下不断摇晃直至解冻，吸取1mlbj细胞冻存液加到倒有10ml完全培养基的15ml离心管中，摇晃混匀，在1000rpm下离心5min，去掉上清液后用完全培养基重悬细胞，将细胞悬液转移至培养皿中。将细胞培养至贴壁生长状态良好后，用胰酶进行消化，使细胞脱离贴壁状态重悬。调整细胞悬液的密度，以每孔1
×
104个的细胞密度将细胞接种于96孔板中，在37℃、5％co2的细胞培养箱环境下孵育至贴壁生产状态良好，弃原培养液，对照孔加入100μl新鲜的完全培养基，试验孔则加入100μl含不同浓度样品的培养液。继续培养24h后测定细胞毒性，即向每孔加入含有10％cck-8试剂的完全培养基，继续培养1h，通过酶标仪测定培养液450nm处的吸光度(od)值，同时以无添加样品材料的孔作为空白对照组，通过测定吸光度计算细胞存活率。细胞存活率计算如下：
[0063]
细胞存活率＝(od实验孔
–
od空白孔)/(od对照孔
–
od空白孔)
×
100％
[0064]
设置10、25、50μg/ml的浓度梯度对空白纱布及实施例3-5进行毒性评价，实验的测试结果如图8所示。在细胞毒性等级中，细胞存活率大于75％时被指定为达到一级生物安全级别。空白纱布及实施例3-5的细胞存活率在实验浓度范围内均高于75％，说明hnts gauze与hnts-ttpy gauze均具备良好的生物相容性。
[0065]
体内肝脏止血实验：
[0066]
选取8-10周龄雄性昆明小鼠，按体重随机分组，每组5只小鼠。将麻醉后的小鼠固定，打开小鼠腹腔，在肝左叶组织上用手术刀划1cm左右的伤口，用纱布样品将出血的肝左叶覆盖，记录止血时间，称量纱布样品的质量变化计算出血量。各案例止血时间和出血量见表2、图9及图10所示。
[0067]
表2hnts-ttpy止血纱布出血时间和出血量
[0068]
案例材料止血时间(s)出血量(mg)对照组不加材料89.67
±
10.69500.90
±
210.30空白纱布无添加的纱布(gauze)90.67
±
30.66504.09
±
152.70实施例3添加rawhnts的纱布63.33
±
4.51489.96
±
33.31实施例4添加hnts的纱布54.33
±
5.13453.12
±
43.69实施例5添加hnts-ttpy的纱布44.00
±
1.73472.90
±
104.95quikclotquikclot纱布44.00
±
3.46455.00
±
64.29
[0069]
由表2、图9和图10可知，相比实施例3(raw hnts gauze)，实施例4的hnts gauze的止血时间缩短，这说明埃洛石的表面羟基化可能通过埃洛石表面暴露羟基增多，提升止血性能。实施例5的hnts-ttpy gauze相比实施例3和实施例4，止血性能进一步提升。这说明埃洛石表面暴露羟基增多，除了提升止血性能外，还可以提升聚集诱导发光纳米颗粒的负载，而带正电的聚集诱导发光纳米颗粒由于中和了部分hnts表面的负电荷，可以减少红细胞溶血，从而hnts-ttpy gauze的生物相容性提高，止血性能增强。因此，hnts-ttpy gauze中表面羟基化的埃洛石与ttpy能实现止血性能的协同提升增效。此外，hnts-ttpy gauze与市面上现有的止血纱布(quikclot)止血速度相当，相比对照组，明显提升止血速度，降低出血量，并具备优良的抗菌性能。
[0070]
以上未涉及之处，适用于现有技术。
[0071]
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种埃洛石复合止血材料，其特征在于：以羟基化改性埃洛石为载体，负载有聚集诱导发光纳米颗粒，所述聚集诱导发光纳米颗粒为ttpy，结构式为：2.如权利要求1所述的一种埃洛石复合止血材料，其特征在于：羟基化改性埃洛石为羟基化改性管状埃洛石。3.如权利要求1所述的一种埃洛石复合止血材料，其特征在于：制备羟基化改性埃洛石的方法如下：s1：首先将埃洛石用去离子分散，再加入六偏磷酸钠((napo3)6)，然后，使用naoh溶液调ph，最后静置，沉淀物干燥，得到纯化的埃洛石；s2：将纯化后的埃洛石用hcl溶液浸渍，用超纯水将混合物洗涤至洗涤液体呈中性，最后干燥研磨即得到表面羟基化改性埃洛石，标记为hnts。4.如权利要求3所述的一种埃洛石复合止血材料，其特征在于：所述naoh溶液的浓度为0.1-1mol
·
l-1
，；埃洛石与(napo3)6溶液的质量比为(0.1-20)：1；所述的hcl溶液的浓度为0.1-4mol
·
l-1
。5.如权利要求1所述的一种埃洛石复合止血材料，其特征在于：naoh溶液将ph调整为11-12。6.一种如权利要求1-5任一项所述的埃洛石复合止血材料的制备方法，其特征在于：将表面羟基化改性埃洛石分散在去离子水中超声配置分散均一的羟基化改性埃洛石悬液；聚集诱导发光纳米颗粒用dmso进行溶解，配置聚集诱导发光纳米颗粒溶液；在一定温度、震荡速度条件下将表面羟基化改性的埃洛石悬液与聚集诱导发光纳米颗粒溶液进行混匀，所得的材料离心，沉淀物冷冻干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石复合物，即埃洛石复合止血材料。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：聚集诱导发光纳米颗粒与埃洛石的质量比为(0.5-2.0)：100。8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述聚集诱导发光纳米颗粒的浓度为0.01-10mg/ml。9.一种如权利要求1-5任一项所述的埃洛石复合止血材料的应用，其特征在于：制备埃洛石复合止血材料的悬浮液，然后将医用无纺布浸入搅拌均匀的悬液中，上下边缘各浸润一次；压制、烘干浸润好的纱布，得到埃洛石止血纱布。10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：埃洛石复合止血材料悬液的浓度范围为0.1-100mg/ml。

技术总结
本发明公开了一种埃洛石复合止血材料及其制备方法和应用。本发明以羟基化改性埃洛石为载体，负载有聚集诱导发光纳米颗粒。制备方法为将改性埃洛石配置为悬液；配置聚集诱导发光纳米颗粒溶液；在一定温度、震荡速度条件下将表面羟基化改性的埃洛石悬液与聚集诱导发光纳米颗粒溶液进行混匀，所得的材料离心，沉淀物冷冻干燥，即得到聚集诱导发光纳米颗粒改性埃洛石复合物，即埃洛石复合止血材料。本发明中利用表面羟基化改性的埃洛石，可明显提升止血效果，进一步地，通过功能化少量负载聚集诱导发光纳米颗粒，除了赋予埃洛石抗菌性能外，其止血性能进一步提升，最终，获得生物相容性好，安全性能高，抗菌效果好的埃洛石复合止血材料。血材料。血材料。


技术研发人员：杨华明 廖娟 郑琪颖
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/14