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有效的止血材料是应对战创伤出血、拯救伤员生命的重要手段之一。基于纤维蛋白原的止血材料具有止血效果好、生物降解性强、应用便捷等特性,是现代新型生物止血材料的重要组成部分。纤维蛋白止血贴(fibrin hemostatic patch,FHP)是纤维蛋白基止血材料的一种,可完成高效、简便、快速的局部止血,国外已有多款此类药物应用于战场或临床手术,但迄今为止,我国尚无此类产品获批上市。本课题组长期从事FHP的研制工作。在前期工作中,课题组建立了人源纤维蛋白原(fibrinogen,Fg)与人源凝血酶(thrombin)的中试制备工艺。本研究在前期研究工作基础上,旨在建立一种由人Fg、人凝血酶、氯化钙和牛Ⅰ型胶原蛋白(typeⅠcollagen)组成的FHP制备工艺,并借助该工艺完成三批小试产品的制备并对其特性进行研究。本研究主要分为以下6部分,其中各部分的方法与结果简述如下:(1)FHP的药物组方优化组方优化由组方设计、组方筛选和组方验证三部分内容组成。组方设计上,本研究通过调研国外FHP类产品组方,以Fg和凝血酶凝固反应时间为筛选指标,设计并进行了正交试验。本研究从64个组方中筛选出一个优选组方1,即人Fg 13mg/cm~2,人凝血酶40 IU/cm~2,氯化钙106μg/cm~2;利用极差和方差分析法拟合推断出优选组方2,即人Fg 17 mg/cm~2,人凝血酶40 IU/cm~2,氯化钙115μg/cm~2。两个优选组方的凝固反应时间无统计学差异,基于正交设计的理念,选定组方2为最优组方。流变学验证可知最优组方配比下纤维蛋白凝块的力学指标符合实验要求(tanδ﹤1)。(2)药物混悬液的制备方法优化本研究以无水乙醇作为分散剂,采用研磨筛分法、胶体磨研磨法和高速分散均质法研究了人Fg、人凝血酶与氯化钙的药物混悬液制备。研究选择蛋白粒径分布、沉降体积比、温度、p H、粘度、混悬后纤维蛋白原药物的凝固活力和药物回收率为检测指标,发现了研磨筛分法回收率低于50%,胶体磨研磨法易引入杂质,高速分散均质法显示出适用性。研究确定了分散机单次处理程序为转速15.0×10~3r/min,粉碎时间2 min,共循环10次,所得混悬液粒径为6.46~161.13μm,中位粒径﹤50μm,5 min沉降体积比高于90%,药液处理前后温度变化控制在5℃之内,p H值范围为7.5~8.5,粘度值范围为20~35 m Pa·s,药物回收率高于90%,且纤维蛋白原药物活性符合中国药典(2020版)标准。(3)药物混悬液的喷涂方法优化本研究还研发设计了一种自动化喷涂装置,用于将以上药物混悬液喷涂至牛Ⅰ型胶原蛋白载体。喷涂装置包括测试台以及设置在测试台上的试剂料盘平移机构、喷液系统、喷嘴横移机构以及电控系统。喷涂装置通过电控系统控制各组件移动,实现喷涂的自动化控制。研究确定单片最优喷药量2.45 ml,蠕动泵流速70ml/min,喷液管摆动3次,药液盘轴和喷药管轴移动距离为4000忽米(centimillimeter,cmm),小换盘补偿速度为10000拍赫兹(petahertz,PHZ),大换盘补偿速度为30000 PHZ。(4)FHP的复合工艺优化本研究设计了一种复合制备工艺将药物混悬液与胶原载体整合成一体化的FHP。研究通过测试不同方式与规格的制备模具、不同厚度的胶原载体、不同设计的冷冻干燥程序,最终确定了FHP的制备规格与复合方式。研究还对复合后FHP产品进行了结构表征与凝固活力测试,确定得到一种药液层连续、致密、具有纤维蛋白形成能力;胶原载体疏松多孔结构且孔径大小为100~300μm;药液层无开裂并与胶原载体紧密贴合的FHP产品。(5)FHP的辐照灭菌工艺研究本研究选用γ射线照射作为FHP的灭菌方法,研究FHP对电离辐射的耐受性。经过文献调研,试验设置照射剂量18 k Gy、20 k Gy、22 k Gy、25 k Gy和28 k Gy,通过SDS-PAGE法进行FHP生物活性定性分析,通过人Fg和人凝血酶的凝固活力测试进行定量分析。研究选定25 k Gy作为辐照剂量,此辐照工艺下获得的FHP产品生物活性符合要求。(6)三批小试产品试制与特性研究根据生物制品和医疗器械行业中的相关规范,本研究建立FHP质量标准(草案)。按照本研究确定的制备工艺,冷冻干燥药物混悬液和胶原载体的复合物,完成了三批小试产品的试制,并对其物理指标、化学指标和生物活性进行检定。研究使用干燥失重法检测FHP水分含量,利用其物理性质检测其体密度、吸水力等指标,使用SDS-PAGE法分析FHP生物活性。检定结果发现,体密度为56~140mg/cm~3;吸水力﹥20 g/g;孔隙率为49.273%~49.398%;酸碱度接近中性;水分含量为4%~7%;FHP生物活性良好。综上所述,本研究在实验室前期研究基础上,通过优化药物组方、优化药物混悬液的制备与喷涂方法,优化FHP的复合工艺,研究FHP的辐照灭菌工艺,以及试制三批小试产品并研究其特性,初步建立FHP的质量标准(草案)。本研究推动了FHP的研发,将FHP的制备标准化,为产品进入中试阶段奠定了基础。