研究背景与目的:在日常生活中,皮肤经常遭受到各类物理损伤包括创伤、烧伤等伤害导致皮肤损伤出血,由于人体自身的凝血过程比较缓慢,若出血速度大于人体凝血速度时,这时就需要引入止血制剂及器械来止血。传统的伤口敷料仅限用于控制常规伤口的止血,难以贴合表面凹凸不平、形状大小不一的伤口治疗。因此,传统的止血敷料已经难以适应当前患者的需要。水凝胶作为类似于天然细胞外基质的生物软材料,质地柔软,不会对伤口造成二次粘连,选用的合成材料无细胞毒性和刺激性,由于水凝胶的自身固有性质属性与理想的伤口修复敷料相吻合,所以水凝胶在生物创伤修复领域被广泛的研究及应用。可注射水凝胶因自身独特的性能可用于填充不规则形、不同深度的出血伤口,因此国内外开发了各种基于人工聚合物或生物大分子的黏性可注射止血水凝胶。但人工聚合物基可注射Staurosporine细胞培养水凝胶的制备工艺复杂、成本高等问题,限制了水凝胶的临床应用,所以提供一种绿色低成本的可注射水凝胶的制备方法将具有重要的应用意义。综上所述,本实验将含有氨基的水溶性羧乙基壳聚糖与含有醛基的氧化白及多糖在生理条件通过希夫碱交联,制备了具有止血可注射绿色多功能的天然多糖基水凝胶具有重要的研究价值及应用价值。材料与方法:本实验以丙烯酸修饰的壳聚糖(N-carboxyethyl-chitosan,CEC)和氧化白及多糖(Oxidized Bletilla striata polysaccharide,OBSP)为原材料,制备了一种具有多功能一体化止血黏附可注射的天然多糖基水凝胶(CEC-OBSP),将具有广泛应用的潜能及前途。本论文实验具体如下:1.CEC-OBSP凝胶合成与表征:合成单体材料CEC和OBSP,通过核磁氢谱分析、热重分析、红外光谱分析对CEC、OBSP进行表征,并通过氧化度测试检测白及多糖的醛化程度。通过调节CEC中氨基与OBSP醛基的比例合成不同浓度的6种CEC-OBSP水凝胶。通过热重分析、红外光谱分析、扫描电子显微镜、CEC-OBSP水凝胶进行成胶时间测试对CEC-OBSP水凝胶进行表征。2.CEC-OBSP凝胶理化及生物性能评价:通过孔隙率评价、溶胀率评价、含水率评价、p H响应评价、可注射性能、稳定性能实验评价CEC-OBSP水凝胶的自身性能。通过猪皮黏附、关节黏附及组织器官黏附实验、伤口自适性、伤口拉伸性实验、血液相容性实验对CEC-OBSP水凝胶的生物性能进行评价。3.CEC-OBSP水凝胶体内体外止血性能评价:对CEC-OBSP水凝胶进行红细胞血小板黏附实验、红细胞吸附率实验、体外凝血指数实验、全血凝固时间实验、大鼠肝损伤止血实验、大鼠尾损伤止血实验评价CEC-OBSP水凝胶的止血性能,从微观至宏观、体外至体内的不同角度探究水凝胶的止血性能。结果:1.CEC-OBSP水凝胶结构理化性能表征:通过核磁、热重分析及傅里叶红外分析,证明壳聚糖通过Michael加成反应与丙烯酸发生接枝反应生成,白及多糖被高碘酸钠氧化为醛化白及多糖,CEC与OBSP通过希夫碱反应生成CEC-OBSP水凝胶。氧化白及多糖的氧化度为68.3%氧化8 h时氧化度最大。通过扫描电镜观察水凝胶的微观形貌,从结果可以看出随着OBSP溶液含量不断提升,水凝胶交联网络更加systemic biodistribution致密,当R值为1Apoptosis抑制剂时,此时CEC-OBSP-1.0凝胶网络交联程度最为致密。CEC-OBSP水凝胶的成胶时间随着OBSP含量的增加,成胶时间越短,但过量的OBSP溶液使得成胶时间过长。2.CEC-OBSP理化及生物性能评价:溶胀率结果显示,6组CEC-OBSP水凝胶基本在35 min左右达到溶胀平衡,溶胀率分别为2190%±34%、2011%±35%、1861%±44%、1560%±25%、1185%±43%、1305%±45%。孔隙率结构结果显示6组CEC-OBSP水凝胶孔隙率分别为75.3%、70.26%、71.61%、69.54%、62.54%、65.31%。含水量结果显示,CEC-OBSP水凝胶的含水量均98%左右。通过水凝胶p H动态可逆响应性实验证明,在酸性条件下,CEC-OBSP体系由凝胶状态转变液态;在碱性条件下,CEC-OBSP体系由液态转变为凝胶状态。通过可注射实验证明,水凝胶可均匀的通过26 G、25 G、22 G、20 G的针管注射凝胶并均匀产生水凝胶细丝,并可注射出枫叶的图案。通过关节黏附性实验证明,CEC-OBSP水凝胶可完全贴合关节处。通过器官及猪皮的粘附性实验证明,CEC-OBSP水凝胶有着优异的粘附性、韧性及可注射性,其原因为CEC-OBSP水凝胶成分含有的羧基、羟基等基团与皮肤发生了氢键、静电作用及酰胺键等多种交联作用力。伤口拉伸性能实验证明,CEC-OBSP水凝胶具有优异的拉伸性能及韧性。凝胶伤口的自适应性实验证明,CEC-OBSP水凝胶可以适用于任何不规则、不同深度的伤口。通过血液相容性实验表明CEC-OBSP水凝胶具有优异的血液相容性均低于3%,符合国家对医疗器械评估标准。3.CEC-OBSP水凝胶体外体内止血性能的表征:体外凝血指数实验证明CEC-OBSP水凝胶具有良好的凝血性能,有助于促进血液凝固。红细胞血小板黏附实验证明CEC-OBSP水凝胶具有良好的血小板和红细胞的粘附性。红细胞吸附率实验证明CEC-OBSP水凝胶的红细胞吸附率优于市售纱布,且随着OBSP比例增高而上升。通过全血凝固时间实验证明CEC-OBSP水凝胶体外凝血时间短于市售纱布,且随着OBSP比例增高而凝血时间变短。通过大鼠尾出血、肝出血实验证明,与市售纱布组相比,CEC-OBSP水凝胶组明显降低出血量及凝血时间。结论:综上所述,所有的实验结果表明,本实验制备具有可拉伸性、黏附性、可注射、止血等多功能柔性水凝胶将拥有一定的潜在应用价值,并可用于关节及不规则有深度的伤口止血的治疗。