【摘 要】
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致命性大出血是战争和事故中死亡的主要原因,快速急救型止血材料的开发可有效减少出血相关的死亡。目前市售的商用止血材料普遍存在对血液吸收速率慢和湿态力学性能差等问题。止血材料如果不能快速吸收出血口处的血液,便难以实现快速凝血的效果;湿态强度差会使得材料在大出血伤口处无法形成物理屏障抵抗血压,容易被血液冲开脱落,无法封堵出血口。因此具有快速血液吸收性且高湿态强度的止血材料被开发出来,用于改善以上缺点,本
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致命性大出血是战争和事故中死亡的主要原因,快速急救型止血材料的开发可有效减少出血相关的死亡。目前市售的商用止血材料普遍存在对血液吸收速率慢和湿态力学性能差等问题。止血材料如果不能快速吸收出血口处的血液,便难以实现快速凝血的效果;湿态强度差会使得材料在大出血伤口处无法形成物理屏障抵抗血压,容易被血液冲开脱落,无法封堵出血口。因此具有快速血液吸收性且高湿态强度的止血材料被开发出来,用于改善以上缺点,本论文的主要工作是利用壳聚糖纤维作为原料,通过丙烯酸和壳聚糖纤维的迈克尔加成反应改性得到羧化壳聚糖纤维,再将羧化壳聚糖纤维通过纺纱的方式制备羧化壳聚糖纱线,最后将纱线采用针织的方式制备羧化壳聚糖针织物。为此,从以下三个方面展开工作:（1）羧化壳聚糖纱线的制备与性能研究:设计了具有芯鞘（包芯）结构的壳聚糖纱线,以聚乳酸长丝（PLA）为芯层,壳聚糖纤维为鞘层,利用环锭纺和摩擦纺两种纺纱方式制备羧化壳聚糖纱线。为了提高壳聚糖纤维对血液中水分的吸收性,采用丙烯酸对壳聚糖纤维进行化学改性,制备羧基取代度分别为0.39和0.54的两种羧化壳聚糖纤维（Cecs-L、Cecs-H）。为了提高壳聚糖纤维的粘附性能,采用盐酸改性壳聚糖纤维得到质子化壳聚糖纤维（CS-HCl）。以PLA为芯层,Cecs-L、Cecs-H纤维分别为鞘层,通过环锭纺的方式制备得到具有两层结构的纱线（R-L-yarn、R-H-yarn）。分别以R-L-yarn、R-H-yarn为芯层,CS-HCl纤维为鞘层,通过摩擦纺的纺纱方式制备得到具有三层结构的纱线（F-L-yarn、F-H-yarn）。壳聚糖纱线表现出优异的吸液性能,在PBS（p H=7.4）缓冲溶液、模拟体液（A溶液）和水中的吸液直径可由原来的0.27±0.01 mm分别增加到1.37±0.12mm,1.31±0.08 mm和3.34±0.42 mm,比自身直径提高了4.1倍,3.8倍和11.3倍。这表明纱线表面的羧化壳聚糖纤维含有大量的羧基亲水基团,使得纱线具有优良的吸液性能。本文设计的纱线均具有优异的力学性能,其中断裂处的最大力值可达5.8±0.34 N,弹性模量为239.5±50.4 c N/tex。（2）羧化壳聚糖织物的制备与性能研究:将上述制备的羧化壳聚糖纱线采用针织方式织造成织物,R-L-yarn、R-H-yarn分别以罗纹为组织结构制备了双面针织物（R-L-fabric、R-H-fabric）。F-L-yarn、F-H-yarn分别以平纹为组织结构制备了单面针织物（F-L-fabric、F-H-fabric）。力学性能测试结果表明,织物在湿态或干态的情况下均具有良好的力学性能,干态力学性能中最大强力可达105.3±12.0 N,湿态最大强力可达50±3.2 N。溶胀性能测试表明,羧化壳聚糖织物在5 s时对PBS（p H=7.4）溶液的吸液量为自身重量的9.5倍,30min饱和后的吸液量是自身重量的13.1倍。（3）羧化壳聚糖织物止血性能及止血机理研究:选取R-H-fabric、F-H-fabric作为研究对象,以新西兰兔作为实验动物分别建立肝脏、脾脏和股动脉切口模型研究其止血性能,并将纱布作为对照。肝脏止血模型测试中,羧化壳聚糖织物组止血时间为58±35 s,比纱布组的止血时间1688±901 s显著缩短2810%;羧化壳聚糖织物组的失血量为36±9.9 mg,相比于纱布组的204±16 mg,失血量显著减少,可见织物对于肝脏模型具有优异的止血效果。止血机理研究表明,织物的红细胞聚集率最高为80±9.1%,显著高于纱布的17.1±0.2%;血小板粘附个数为1.3×10~6个,明显优于对照组纱布的1.3×10~5个;SEM显示红细胞、血小板在羧化壳聚糖织物上均有大量的粘附情况;此外,MTT和死活细胞染色实验证明羧化壳聚糖织物具有良好的细胞相容性。综上:通过化学改性得到的壳聚糖纤维被用于制备羧化壳聚糖织物,该织物具有高效的血液吸收能力,优异的湿态力学性能,良好的细胞相容性,有望在生物医学领域得到广泛应用。
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