基于植物多糖/抗菌组分协同改性壳聚糖止血海绵研究

来源 :军事科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baimeimei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
创伤性出血是引起军事和平民伤亡的重要原因,及时止血对于减少失血,提高人员生存率至关重要。在止血过程中,除大量失血外,外界细菌很容易通过伤口进入身体,伸入组织的深层部分,引起感染,甚至导致败血症和死亡。基于此,开发制备一类兼具抗菌功能的快速高效止血材料至关重要。止血海绵作为一种止血敷料,具有均匀的多孔结构,能够为细胞间的相互作用提供支撑从而促进细胞增殖;同时可吸收大量水分,浓缩红细胞,增强红细胞和血小板黏附,从而加速血液凝固;且材质相对柔软、透气性好,适用于复杂伤口。因此,本研究中,通过浓Na OH溶液(47 wt%)在加热条件下对壳聚糖(Chitosan,CS)进行脱乙酰处理,利用Na IO4对纤维素纳米晶(Cellulose nanocrystals,CNC)进行氧化处理,制得二醛基纤维素(Dialdehyde cellulose,DAC);分别通过物理法/化学法将CS与CNC/DAC分别按照1:2,1:1,2:1,4:1,6:1,8:1,10:1(X:1)等多种质量比进行混合/结合,获得一系列复合海绵,经过红外、核磁、SEM、循环应力-应变测试、吸水性能、浸水稳定性能等表征手段进行表征。通过脱乙酰化处理,所得CS的脱乙酰度从66.0%提高到99.3%,提高了后续反应活性位点数量。通过化学法制备的复合海绵,其机械性能、稳定性、吸水性能较CS均有显著提高,明显优于物理法,尤其是当mCS:mDAC=2:1时(2CS-DAC),10s即可吸收自身重量56.9±6.5倍的水分,且具有良好的压缩可恢复多孔结构,反复压缩50次其力学性能不受显著影响,其综合物理性能最优。此外,对材料系统开展体外凝血、溶血率、小动物创伤模型、细胞毒性评价,筛选确定综合性能优异的止血海绵配方和制备工艺,同时探讨分析其凝血机理。结果表明,与CS、CNC和Celox TM相比,使用化学法复合海绵可减少失血量并显著缩短止血时间,其中2CS-DAC样品,无论是血栓弹力图(Thromboelastogram,TEG)凝血指标,还是小鼠尾部静脉和兔股动脉止血模型,均展现出优异的止血效果。在作用小鼠尾部静脉止血时,2CS-DAC与纱布、CS与Celox TM相比,止血时间分别缩短39.8%、38.4%和34.2%,出血量分别减少66.%、75.8%和64.7%;作用兔股动脉止血时,以完全覆盖伤口为准,用量1.0g 2CS-DAC与8.0g纱布、3.7g CS与3.0g CeloxTM相比,止血时间分别缩短47.7%、6.7%和1.6%,出血量分别减少70.5%、44.0%和7.1%,说明2CS-DAC在相对较少的用量时即可达到相近甚至更优的止血效果。而且,由于其自身的柔软性,很容易与新鲜伤口剥离且无明显残留,在后续清创术中不会引起伤口二次出血等继发性损伤,明显优于CS和Celox TM。且具有低细胞毒性和良好的血液相容性。凝血机制分析表明,复合海绵由于其多孔海绵结构的高效吸水能力以及与血液之间的协同静电相互作用,可通过内源性凝血途径极大地粘附和激活红细胞与血小板以形成坚固的血凝块,从而加速其凝血过程,提高凝血效率,降低失血量。对筛选出性能优异的复合止血海绵材料,进一步分别通过物理法和化学法修饰赋予抗菌性能。物理法是通过选用Ag NO3溶液浸渍,Na BH4溶液还原的方式,制备负载米银(Ag nanoparticles,Ag NPs)的抗菌复合海绵Agx@2CS-DAC(x:浸渍液浓度mmo L/L);化学法是通过2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(2,3-Epoxypropyl trimethyl ammonium chloride,GTMAC)与CS接枝反应,获得不同取代度的季铵化壳聚糖(Quaternized chitosan,QCS),然后与DAC通过希夫碱反应制得2QCS-DAC复合海绵。并通过红外、XRD、SEM、全血凝固时间(Whole blood clotting time,WBCT)、溶血率及对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)两种菌种抗菌性能对其综合性能进行评价和筛选。结果表明,通过物理法制备抗菌复合海绵依然维持原有的多孔结构与柔软性,同时表面清晰可见不同形态的Ag NPs颗粒。随着Ag NO3浸渍液浓度的提高,所得Agx@2CS-DAC的Ag NPs含量逐渐升高。WBCT结果表明,Agx@2CS-DAC与2CS-DAC复合海绵止血性能接近。同时,Ag2.5/5/10/20@2CS-DAC在0.4mg/m L时对初始浓度105CFU/m L的E.coli和S.aureus均具有>99.9%的杀菌率。但是,所有测试的Agx@2CS-DAC复合海绵的溶血率均远远超过安全上限5%,原因可能是由于Ag NPs的释放造成的。通过化学法制备的抗菌复合海绵,随着mGTMAC:mNH2(CS)投料比从1:1,2:1提高到3:1(X:1),所得QCSx取代度分别为39.7±0.6%、54.9±2.2%以及71.9±2.1%。同时,QCSx在乙酸溶液和水溶液液中的Zeta电位,随着取代度的提高而增大,尤其是在水溶液中QCSx的Zeta电位依次为25.2±1.5 m V、43.8±2.6 m V以及56.7±4.2m V,远高于CS分散液的7.4±1.6 m V。将三种QCSx与DAC按照2:1(m:m)进行反应制备得到抗菌复合海绵2QCSx-DAC,依然具有良好的多孔结构。同时在体外凝血WBCT实验中,三种2QCSx-DAC随着取代度的提高,止血时间显著降低。尤其是2QCS3-DAC凝血时间较空白参照、Celox TM以及2CS-DAC分别提高76.6%、59.8%和44.0%。当作用浓度为12.8 mg/m L时,三种2QCSx-DAC复合海绵对105CFU/m L S.aureus杀菌率可达98%以上,其中以2QCS3-DAC最佳,且其对105CFU/m L E.coli也依然具有良好的杀灭效果。材料的溶血实验表明,三种季铵盐化复合海绵溶血率均低于5%,是符合安全标准的。所得抗菌止血海绵,可用于民用和军用创伤失血紧急治疗。同时考虑到其良好的压缩性和回弹性,有望在可注射的止血材料中具有广阔的应用前景,并可拓展至深度和复杂伤口的紧急止血治疗等领域。
其他文献
Q南宁海关在2019年实施的"6+14"政务保障和综合业务重点项目改革基础上,2020年推出"4+20"业务创新改革,全力服务广西开放发展,请问改革的总体方案是怎样的?A:为适应关区业务发展需要,2020年南宁海关推出了"4+20"业务创新改革。其中,总关改革项目4项,包括南宁海关陆路口岸运输工具卫生检疫监管模式优化、危险品集中研判、互市进口商品落地加工监管模式创新、进出境人员传染病监测业务
期刊
对轨道交通车辆基地进行综合开发利用,响应北京市政府提出的"加强轨道交通场站与周边用地一体化规划建设"的要求,是公共交通支撑和引导城市发展、提高土地综合利用效率、提升城市环境空间品质的重要举措.目前,北京在建的12个车辆基地,均进行综合开发利用.从1999年北京市第1个综合利用的车辆基地—四惠车辆段建成至今,车辆基地综合利用经历了不断升级优化的发展过程,其规划设计工作具有专业性强、涉及专业多、接口复
为了探讨东北地区盛夏降水的特征及其与不同ENSO的联系,利用1961—2019年国家气象信息中心整编的东北地区204个站日降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料和国家气候中心ENSO监测结果进行研究分析。结果表明:(1)盛夏降水20世纪90年代到21世纪初进入枯水期,21世纪10年代降水有所增加。1961—2019年降水以5.386 mm/10 a的速率减少,其主要原因是小雨和中雨减少,且近年
在全自动运行模式下,对跨座式单轨交通车辆基地工艺设计进行探索。提出了由全自动运行引起的单轨车辆基地设计应增加的新要求,分析了单轨车辆全自动运行对车辆基地设计规模的影响,运用车和检修车将减少,停车规模将增大,并将影响单轨车辆检修规程。在全自动运行区和非自动运行区划分的条件下,全面总结出了顺接并列布置、顺接纵列布置、倒装逆向布置和贯通式布置4种段型、8种平面布置方案,为进一步研究打下了良好基础。对跨座
江门海关作为地处粤港澳大湾区的直属海关,对粤港澳大湾区建设是如何认识的?又做了哪些方面的工作?一是促进大湾区物流合作发展。运用跨境快速通关模式支持中国香港至江门空陆联运物流业务,该模式推广以来共监管进口1800余车次,物品约164万件。推行同船运输模式,成功打通了江门至广州南沙港的内外贸同船运输物流渠道。推动江门大广海湾保税物流中心(B型)申请获批并启动建设,目前已进入预验收阶段。
期刊
人吃五谷杂粮,身体难免会出点儿状况。这时,就需要医生给我们诊治,或做心理疏导,或推拿按捏,或吃药打针,必要时还要动手术修补、矫正或割除。这叫医身,人们对此已习以为常。同样,人生活在受各种因素影响的环境中,成长、发展难免会偏离健康轨道,此时就需要有人劝导、批评,甚至惩处。这是医心,又叫教育。
期刊
面对严峻复杂的国际贸易形势,深圳海关坚决贯彻落实海关总署稳外贸稳外资工作电视电话会议精神,在疫情防控常态化前提下,扎实做好"六稳""六保"工作。2020年1~7月,深圳进出口总额1.6万亿元,同比增长1.6%,进出口占全国的9.4%,在前5大外贸城市中率先逆转,实现正增长,为提振全国外贸信心起到了重要的作用。
期刊
素质教育注重对学生学科核心素养与美好情怀的培养。育人先要育心,学生是发展中的人,教师要依据本校的实际情况及课程和学生的特点,有计划、有规模、有组织地开展形式多样的活动,引导学生与自然、社会、生活多接触、多思考、多进行知识的运用,提升学生的人文素养,陶冶学生的美好情怀。在日常教学中开展德育工作,教师要落实"人文立校,情怀育人"的教学理念,将学科知识教学与情怀教育结合起来,开展现代化素质教育,提高学生
本文分析高职院校艺术设计专业图形创意课程思政教育的问题,提出图形创意课程思政教育建设的优化路径。结合课程实际教学案例,探讨推进高职院校艺术设计专业课程思政教育建设,实现立德树人的教育目标。
骨骼干细胞(Skeletal stem cells,SSCs)是一群具有自我更新并分化产生软骨细胞、成骨细胞和基质细胞“三谱系”的组织特异性干细胞。作为骨发育过程中的重要事件,越来越多的证据表明骨骼干细胞在骨骼发育和损伤修复过程中发挥重要作用,其起源及表型和功能富集一直受到广泛关注。通过目的分选和遗传谱系示踪研究,多潜能和自我更新的骨骼干细胞陆续在早期出生后小鼠生长板、静息区和骨膜中鉴定出来。最新