基于白及多糖修饰Bsp-GO止血敷料的制备与性能研究

发布时间：2020-08-09 20:28

【摘要】：难以控制性出血是造成军事和平民伤亡的重要原因。因此,快速有效地止血不仅能减轻伤者的痛苦,而且是降低伤亡率的关键因素。作为一种新的潜在止血材料——氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)因为良好的理化性能在止血领域受到更多关注。然而,由于其毒副作用如潜在的血栓形成性、溶血性等,纯GO在止血材料应用中受到各种限制。白及(Bletilla striata)属于兰科(Orchidaceae)植物,被用作中药收敛止血用药已经使用了数千年,中医认为它可医治呕血、咯血、创伤性出血和溃疡性痈等。白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,Bsp)为白及传统使用成分,具有优良的生物相容性、促进愈合性、止血性、低毒性、可吸收性和可降解性等特性。多糖中丰富的羟基和长链允许它们通过与其它化合物连接而在结构上进行修饰,以改善化合物的致命缺点。因此,白及多糖是GO结构修饰的优秀候选者。本研究通过一种简单、快速、低成本的方法,将白及多糖与GO相结合,研究开发出一种新型止血材料——白及多糖修饰的Bsp-GO复合海绵(BGCS),对其理化性质进行表征,考察其生物相容性和细胞毒性,并通过大鼠断尾模型和体外动态凝血模型对材料止血效果进行初步评价,为白及多糖修饰GO材料的开发提供参考依据。实验内容包括如下:1.GO通过改进的Hummers进行合成,透析处理一周以除去多余的酸,最后将得到的粘性液体超声处理2 h得到均一的GO分散液。2.对所购买的中药材白及进行干燥粉碎、脱脂处理,采用水提醇沉法结合Sevag脱蛋白技术提取出白及多糖,而后将沉淀物依次使用无水乙醇、丙酮、乙醚进行洗涤,除去多余的水分,得到精制白及多糖。3.将Bsp(16 mg/m L)与GO溶液在搅拌下通过简单的溶液共混法混合均匀,冷冻干燥制备出Bsp-GO复合海绵,通过改变Bsp与GO的质量比,从1:1、1:5、1:10到1:15,制备出BGCS、BGCS-5、BGCS-10与BGCS-15。4.通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、Zeta电位分析仪、热重分析仪、孔隙率测试和吸水性能测试对其理化性能进行表征。5.通过体外溶血实验和细胞毒性实验对其进行安全性与生物相容性评估。6.通过体外动态凝血实验、大鼠断尾实验、红细胞形态学研究、红细胞与血小板选择性粘附实验对材料的止血性能进行评价。结果表明BGCS相互交联形成均匀、蓬松的多孔腔结构,表现出良好的生物相容性(溶血率2%,细胞毒性低)。此外,BGCS的孔隙率高于90%,具有良好的吸水能力(5239.86±129.65%)。在无抗凝剂存在的情况下,BGCS可在30 s内促进凝血,具有良好的止血效果。进一步的凝血机制研究表明,BGCS表面具有高电荷(-27.3±0.9 m V)并表现出强烈的血小板刺激。此外,BGCS可以诱导红细胞发生聚集、加速纤维蛋白形成从而加速血液凝固。在上述止血机制的协同效应中,BGCS可以在大鼠尾部截肢模型中在约50 s内止血。因此,BGCS为GO在创伤止血领域的安全应用提供了新方向。
【学位授予单位】：西南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R283.6
【图文】：

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图 1-1 血液凝固机理示意图Fig 1-1 Principle of blood clotting1.2 现有止血海绵在大量专家学者们对止血剂的研发中，一大批性能优良的止血材料被研制出来，目前市售与研发的止血材料大致分为三类：第一类材料对组织具有强粘附力，直接使创面封闭来实现止血；第二类为通过材料自身的理化性质，能够吸收伤口组织周围血液中的水分，使血液浓缩，血细胞聚集加速凝血，或者通过材料表面电荷使得红细胞或者血小板粘附和聚集能力增强，增加了血块的粘性，从而促进凝血；第三类则是通过直接或间接提供具有止血活性的有效化学成分，与血液相接触，和血液中有效成分反应，通过内源性与外源性凝血途径，加速血液凝固。下面对一些具有代表性的材料进行简单的介绍。

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1.4.2 白及多糖结构随着众多学者深入的研究，从中药材白及中已提取出多糖、菲类、三萜类与甾体类等众多化合物。其中，白及多糖（Bletillastriatapolysaccharides，Bsp）为白及的主要成分，占白及药材的 57%-60%，其化学结构式见下图 1-2。白及多糖分子量为 1.35×105Da，含有葡萄糖与甘露糖两种组分，其比例为 1.0:2.4，所以白及多糖又被称为葡甘聚糖聚合物[22;50;56]。白及多糖是由 β-葡萄糖、α-甘露糖与 β-甘露糖经 1→4 糖苷键键合而成的中性多糖。无味，棕黄色或者为白色，可溶于水形成胶体。

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图 1-3 技术路线图Fig 1-3 Technology roadmap具体实验内容如下：1. GO 通过优化的 Hummers 进行合成，透析处理一周除去多余的酸，最后将粘性液体超声 2 h 得到均一的 GO 分散液（8 mg/mL）。2. 对所购买的中药材白及进行干燥粉碎，脱脂处理，采用水提醇沉结合 Sevag脱蛋白技术提取出白及多糖，将沉淀物依次使用无水乙醇、丙酮、乙醚进行洗涤，除去多余水分，得到精制白及多糖。3. 将 Bsp（16 mg/mL）与 GO 溶液在搅拌下通过简单的溶液共混法混合均匀，冷冻干燥制备出的 Bsp-GO 复合海绵，通过改变 Bsp 与 GO 的质量比从 1:1、1:5、1:10 到 1:15，制备出 BGCS、BGCS-5、BGCS-10 与 BGCS-15。4. 通过扫描电子显微镜（SEM），红外光谱仪（IR），拉曼光谱仪（RAMAN），X 射线衍射仪（XRD）、Zeta 电位分析仪、热重分析仪器、孔隙率测试和吸

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