用于湿润组织创伤修复的医用粘合剂的制备及其性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:williamchu2008
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人体创伤的产生往往伴随着体液渗出和出血,因此伤口往往处于湿润状态。针对人体湿润伤口的闭合,目前临床上大多仍采用传统的缝合线或吻合器,而这些方式在伤口闭合上具有操作费时,造成二次创伤,不适用于肝脏、脾脏等特殊软组织伤口等缺点。虽然医用粘合剂相对于缝合线和吻合器不会造成二次创伤,操作也更加简便省时,但是目前的医用粘合剂对于湿润的、持续出血的伤口创面,具有湿粘附力不足、模量不匹配等缺点。针对现有的缝合线、吻合器和现有医用粘合剂的缺点,本研究的目的是制备在湿润伤口粘附上具有良好性能的医用粘合剂。湿润组织表面粘附的难点在于伤口表面的水层会影响粘合剂与组织表面的充分接触,从而影响粘合剂与生物组织之间氢键、范德华力和共价键等相互作用的产生,进而使粘合剂与湿润组织表面难以形成高强度的粘附。本研究中的粘合剂由预聚物(A组分)和固化剂(B组分)两种组分组成,当固化剂与预聚物混合后,固化剂的仲胺基团与预聚物的异氰酸根发生反应形成交联网络,从而实现粘合剂的快速固化,并通过调整粘合剂的配方以提升粘合剂的快速吸水能力,让粘合剂在接触到湿润组织表面时迅速吸收伤口的表面水层,使粘合剂能够在湿环境中的伤口表面产生强韧粘附。主要研究内容具体包括:(1)体表湿环境粘附聚氨酯粘合剂的合成与筛选。测试了一系列不同链长的PEG合成的粘合剂的短时吸水能力和湿粘附能力,验证了粘合剂短时吸水能力和湿粘附力在一定范围内具有正相关的关系,并筛选出湿粘附力强(55.12±6.88 k Pa),且具有合适固化时间(160 s)的粘合剂PU1000S(Polyurethane synthesized by PEG1000 for skin)用于体表湿环境中的皮肤伤口粘合。体外模拟实验结果表明:PU1000S的模量低于皮肤组织,具有良好的动态粘附性能,当所粘附的组织发生扭转、折叠、膨胀、循环拉伸时依然能保持良好的粘附效果,还具有良好的生物相容性。(2)体内湿环境粘附聚氨酯粘合剂的合成与筛选。为了应对体内湿环境中出血量更大、湿粘附难度更高、传统伤口闭合方法效果不佳的肝脏伤口,采用调整聚氨酯粘合剂合成中的R值和OH值的方法提高亲水PEG链段在粘合剂中的质量分数,以进一步提高粘合剂的短时吸水能力。从合成的一系列粘合剂中筛选出对肝脏具有良好湿粘附力(24.07±1.91 k Pa)和合适固化时间(240 s)的粘合剂PU50%L(Polyurethane containing 50%PEG for liver)用于体内湿环境中肝脏伤口粘合。PU50%L具有与肝脏组织相近的模量,且无明显的细胞毒性。(3)湿粘附聚氨酯粘合剂的伤口修复应用评价。分别以拉布拉多实验犬包皮环切动物模型和SD大鼠肝脏伤口动物模型验证了筛选出的两个聚氨酯粘合剂在体表湿环境和体内湿环境中的伤口修复性能。比较了分别使用传统缝合线、医用氰基丙烯酸酯胶水(Cyanoacrylate,CA)和PU1000S的实验犬包皮环切术后恢复情况,实验结果表明PU1000S对包皮环切伤口具有可靠的粘附性能和良好的修复效果;分别用PU50%L和促凝血效果优异的商业化医用纤维蛋白胶(FIB)对SD大鼠肝脏伤口进行粘合,结果显示PU50%L能显著降低SD大鼠肝脏伤口的失血量和止血时间,且具有良好的伤口修复效果。总之,本研究设计合成了一系列聚氨酯双组分湿粘附粘合剂,在体外模拟实验中表现出良好的湿粘附性能和生物安全性,筛选出的两个配方(PU1000S和PU50%L)在动物实验中分别应用于体表湿环境中的包皮环切术后伤口修复和体内湿环境中的肝脏伤口修复,两款粘合剂皆表现出很好的伤口修复效果和生物安全性,在体表和体内湿环境的伤口修复中具有广阔的应用前景。
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