本發(fā)明涉及一種化學(xué)制備方法,具體地說,是一種交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料的制備方法。
背景技術(shù):
日常生活中的突發(fā)性事故的急救治療、在醫(yī)院對病人的手術(shù)過程中的創(chuàng)傷止血、特別是戰(zhàn)爭中受傷戰(zhàn)士的救護(hù),病患者局部有效的快速止血非常重要,因?yàn)槲词芸刂频某鲅菍?dǎo)致突發(fā)事故,醫(yī)療手術(shù)中大出血或戰(zhàn)場死亡的主要原因。盡早的控制出血成為降低患者死亡的最佳策略。在伊拉克戰(zhàn)役中,戰(zhàn)場上有50%陣亡人員是由于出血過多所致。即使當(dāng)傷員能夠支撐到有醫(yī)療設(shè)備處進(jìn)行治療,但未受控出血仍然是威脅傷員生命的主導(dǎo)因素。臨床常用的止血材料如止血紗布、止血纖維、止血繃帶在使用中都有局限性:止血時(shí)間較長,易與傷口粘連而不易換藥,對傷口的感染和化膿無能為力??焖僦寡凸δ苄灾寡獙⑹俏磥碇寡幬锇l(fā)展的方向。
淀粉是自然界中最為豐富的多糖之一,是自古以來人類食品中的主要成分。在能源緊缺、環(huán)境日益惡化的今天,淀粉對于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等具有不可忽視的戰(zhàn)略地位和巨大的開發(fā)潛力。從20世紀(jì)七八十年代國外學(xué)者就展開了對淀粉微球的研究,我國對淀粉微球的研究起步較晚,上世紀(jì)90年代開始有報(bào)道。從帶電性來分,淀粉微球可分為陰離子、陽離子及非離子型淀粉微球;從磁性來分,可分為磁性淀粉微球和非磁性淀粉微球。普通的淀粉微球具有被動靶向性,磁性淀粉微球具有物理化學(xué)靶向性。淀粉微球作為一種新型的可生物降解材料,具有降解速度可控性、生物相容性、無毒、無免疫原性及貯存穩(wěn)定性、與藥物之間相互無影響等特點(diǎn),微球的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等可在合成階段人工控制,因此近十幾年來,淀粉微球成為優(yōu)良的藥物載體、吸附劑、包埋劑研發(fā)的新熱點(diǎn)。
arista是全球第一款純植物源性的止血材料,專利屬于美國軍方。產(chǎn)品是將植物淀粉提純?nèi)コ参锏鞍字涣粝轮参锒嗵?,再?jīng)28天的乳化膠聯(lián)方法生成直徑為100微米,表面均布2—3萬個(gè)孔的多聚糖球形顆粒,是淀粉研究應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)精彩例子。生產(chǎn)廠商為美國medafor公司。阿里斯泰系軍工產(chǎn)品,2000年應(yīng)用于美軍,2002年獲歐盟ce認(rèn)證,2006年獲美國fda認(rèn)證,目前該產(chǎn)品主要出口于歐美及東南亞等30多個(gè)國家,中國國內(nèi)目前有20多個(gè)省市自治區(qū)約200多家醫(yī)院正在使用。速強(qiáng)效止血(1-3分鐘),吸收完全迅速(24-48小時(shí)之內(nèi)完全降解),無組織反應(yīng),無抗原性,確保手術(shù)視野清晰,操作簡便易行,減少術(shù)后引流,防止術(shù)后粘連,防止術(shù)后感染,促進(jìn)組織修復(fù)愈合,促骨生長。
2000年,阿里斯泰止血粉成為美軍野戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)配置。2010年阿里斯泰止血粉進(jìn)入中國市場。國內(nèi)可吸收止血微球市場一直被阿里斯泰止血粉所壟斷。2013年4月,由杭州協(xié)合醫(yī)療用品有限公司研發(fā)的“欣速聆”mph止血微球通過了國家食品藥品監(jiān)督管理總局的批準(zhǔn)。該產(chǎn)品成為國內(nèi)唯一一家通過cfda批準(zhǔn)的國產(chǎn)動脈可吸收止血材料。
淀粉微球的制備方法主要有物理法、化學(xué)法和反相微乳液法。物理法采用球磨技術(shù),以乙醇或水為介質(zhì),淀粉顆粒在機(jī)械力的作用下發(fā)生破碎。這種方法制備的淀粉微球粒徑較大,不均勻,動力消耗大,成本高,少部分淀粉顆粒外表面破裂、粗糙,水解、酶解速度大大加快,個(gè)別顆粒表面雖沒有變化,但內(nèi)部已經(jīng)破裂。化學(xué)法一般用來制備磁性淀粉微球,一般把含有fe2+和fe3+的溶液在堿性條件下混合生成沉淀,用淀粉將其包埋或吸附,得到磁性淀粉微球。反相微乳法是近十幾年發(fā)展起來的制備淀粉微球的新方法,它是將可溶性淀粉溶于水中,作為水相分散于含有適量表面活性劑的有機(jī)溶液中,形成均勻、穩(wěn)定、透明的微乳液,在快速攪拌狀態(tài)下,加入適量的交聯(lián)劑,使處于溶解狀態(tài)的淀粉分子交聯(lián)成細(xì)小的微球從液相析出。其顯著特征是:體系中的液滴是油包水的,與正相懸浮聚合相比,反相懸浮聚合相當(dāng)于將內(nèi)相與外相進(jìn)行了交換,體系中主要包括水溶性單體、水、油溶性分散劑、非極性有機(jī)溶劑、引發(fā)劑等。常用的交聯(lián)劑有表氯醇、環(huán)氧氯丙烷、雙丙烯酰胺、對苯二甲酰氯、偏磷酸鹽等,其用量與淀粉的種類、分子量分布及溶解量有關(guān)。
現(xiàn)有的各種方法還存在所制備的淀粉微球粒徑控制不佳,能耗較高,產(chǎn)品性能較差的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種不足之處,提供了一種交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料的制備方法。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的,是通過這樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明公開了一種交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料的制備方法,它包括以下制備步驟:
1)、以氧化淀粉為原料,配制濃度為5%~30%g/ml的氧化淀粉溶液作為水相;
2)、將步驟1)制備的氧化淀粉溶液加到含乳化劑的油相中,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為500rpm~2000rpm,時(shí)間為10~20分鐘;
3)、待步驟2)乳化完成后加入一定量的交聯(lián)劑,其中交聯(lián)劑在油相中質(zhì)量百分比為0.2~2%,室溫下攪拌1~5h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
4、)去除油相層,使用有機(jī)溶劑洗滌以除去微球表面殘留的油相,再用乙醇洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得一種交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的步驟1)中氧化淀粉的數(shù)均分子量為3-30萬道爾頓。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的步驟2)中油相中乳化劑質(zhì)量百分比為0.5~10%,所述的淀粉溶液與油相的重量比為1:1~1:20,油相為液體石蠟、植物油、正己烷、環(huán)己烷、甲苯中一種或者多種,乳化劑為非離子型乳化劑。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的步驟2)中油相中乳化劑質(zhì)量百分比為1-5%,所述的淀粉溶液與油相的重量比為1:1-1:10。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述非離子型乳化劑為失水山梨醇脂肪酸酯span、吐溫、op乳化劑或乳化劑平平加的一種或者幾種。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的步驟3)中交聯(lián)劑為1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde或者二乙烯基砜(dvs)。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的步驟4)中所制得的交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料通過控制水相中淀粉濃度、水相/油相重量比、乳化速度及交聯(lián)劑用量來制備不同粒徑和不同性能的微球顆粒,微球顆粒的粒徑范圍在50~1000μm之間。
作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所制得的交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)滅菌后用于醫(yī)用止血材料。
本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明采用了獨(dú)特的原料。普通植物淀粉分子量高,糊化溶解困難,結(jié)晶區(qū)不易發(fā)生交聯(lián)改性反應(yīng)。我們在植物淀粉溶解糊化過程發(fā)現(xiàn),淀粉分子含有大量的羥基分子結(jié)構(gòu),通過氧化可以制得氧化淀粉,在氧化淀粉中,分子上羥基可以被氧化成羧基,這使得氧化淀粉糊化容易,糊化溫度降低,粘度也大降低,穩(wěn)定性高,凝沉性弱,流動性高,透明度高,膠粘力強(qiáng),成膜性好。更為重要的是,羧基結(jié)構(gòu)的存在對于血小板的凝結(jié)具有極大的促進(jìn)作用,這使得氧化淀粉止血微球的止血性能大大提高。
2、本發(fā)明采用了剪切機(jī)高速乳化方法。由于淀粉溶液粘度高,不易分散,嚴(yán)重影響了交聯(lián)反應(yīng)的速度和均勻性,進(jìn)而影響了產(chǎn)品的應(yīng)用性能。本發(fā)明中采用了剪切機(jī)高速乳化方法,配合適合的乳化劑,實(shí)現(xiàn)了淀粉溶液的快速均勻分散,有利于縮短交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間,提高最終產(chǎn)品性能。
3、本發(fā)明采用了獨(dú)特的交聯(lián)劑,交聯(lián)劑為1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde或者二乙烯基砜(dvs)。傳統(tǒng)交聯(lián)淀粉方法常用的交聯(lián)劑有表氯醇、環(huán)氧氯丙烷、雙丙烯酰胺、對苯二甲酰氯、偏磷酸鹽等,這些交聯(lián)劑都存在反應(yīng)速率慢,交聯(lián)效率低的問題,本專利采用交聯(lián)劑為獨(dú)特的1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde或者二乙烯基砜(dvs),大大改善了上述交聯(lián)問題,從而獲得了更快的交聯(lián)反應(yīng)速度和更好的產(chǎn)品性能。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開了一種交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料的制備方法,本發(fā)明下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明,但本發(fā)明的范圍并不局限于實(shí)施例。
實(shí)施例1
(1)以氧化淀粉(其數(shù)均分子量為3萬道爾頓)為原料,稱取20g,配制濃度為30%g/ml的淀粉溶液,作為水相;
(2)液體石蠟中加入0.5%的span80乳化劑,將步驟(1)制備的氧化淀粉溶液加到液體石蠟中,淀粉溶液與油相的重量比為1:20,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為500rpm,時(shí)間為20分鐘;
(3)待步驟(2)乳化完成后,加入油相中質(zhì)量百分比為0.2%的交聯(lián)劑1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde,室溫下攪拌5h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
(4)去除油相層,使用乙酸乙酯多次洗滌微球,以除去微球表面殘留的油相,再用工業(yè)酒精多次洗滌,最后用乙醇多次洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料;
(5)所得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)過檢測,微球顆粒的粒徑范圍在50~200μm之間,5min內(nèi)微球吸水溶脹率為380%,吸水率為20倍。
實(shí)施例2
(1)以氧化淀粉(其數(shù)均分子量為30萬道爾頓)為原料,稱取20g,配制濃度為5%g/ml的淀粉溶液,作為水相;
(2)植物油大豆油中加入10%的乳化劑平平加o25,將步驟(1)制備的淀粉溶液加到大豆油中,淀粉溶液與油相的重量比為1:1,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為2000rpm,時(shí)間為10分鐘;
(3)待步驟(2)乳化完成后,加入油相中質(zhì)量百分比為2%的交聯(lián)劑二乙烯基砜(dvs),室溫下攪拌1h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
(4)去除油相層,使用乙酸乙酯多次洗滌微球,以除去微球表面殘留的油相,再用工業(yè)酒精多次洗滌,最后用乙醇多次洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料;
(5)所得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)過檢測,微球顆粒的粒徑范圍在100~1000μm之間,5min內(nèi)微球吸水溶脹率為510%,吸水率為22倍。
實(shí)施例3
(1)以氧化淀粉(其數(shù)均分子量為8萬道爾頓)為原料,稱取20g,配制濃度為10%g/ml的淀粉溶液,作為水相;
(2)正己烷中加入1%的吐溫80乳化劑,將步驟(1)制備的淀粉溶液加到正己烷中,淀粉溶液與油相的重量比為1:2,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為1000rpm,時(shí)間為15分鐘;
(3)待步驟(2)乳化完成后,加入油相中質(zhì)量百分比為1%的交聯(lián)劑1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde,室溫下攪拌2h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
(4)去除油相層,使用乙酸乙酯多次洗滌微球,以除去微球表面殘留的油相,再用工業(yè)酒精多次洗滌,最后用乙醇多次洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料;
(5)所得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)過檢測,微球顆粒的粒徑范圍在80~500μm之間,5min內(nèi)微球吸水溶脹率為480%,吸水率為24倍。
實(shí)施例4
(1)以氧化淀粉(其數(shù)均分子量為12萬道爾頓)為原料,稱取20g,配制濃度為15%g/ml的淀粉溶液,作為水相;
(2)環(huán)己烷中加入5%的乳化劑op-10,將步驟(1)制備的淀粉溶液加到環(huán)己烷中,淀粉溶液與油相的重量比為1:10,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為1000rpm,時(shí)間為10分鐘;
(3)待步驟(2)乳化完成后,加入油相中質(zhì)量百分比為0.5%的交聯(lián)劑二乙烯基砜(dvs),室溫下攪拌2h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
(4)去除油相層,使用乙酸乙酯多次洗滌微球,以除去微球表面殘留的油相,再用工業(yè)酒精多次洗滌,最后用乙醇多次洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料;
(5)所得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)過檢測,微球顆粒的粒徑范圍在80~300μm之間,5min內(nèi)微球吸水溶脹率為520%,吸水率為25倍。
實(shí)施例5
(1)以氧化淀粉(其數(shù)均分子量為20萬道爾頓)為原料,稱取20g,配制濃度為12%g/ml的淀粉溶液,作為水相;
(2)甲苯中加入4%的乳化劑平平加o-25,將步驟(1)制備的淀粉溶液加到甲苯中,淀粉溶液與油相的重量比為1:5,再經(jīng)剪切機(jī)高速乳化,乳化速度為1000rpm,時(shí)間為10分鐘;
(3)待步驟(2)乳化完成后,加入油相中質(zhì)量百分比為0.5%的交聯(lián)劑1,4—丁二醇二縮水甘油醚bdde,室溫下攪拌2h進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),完成后靜置分層;
(4)去除油相層,使用乙酸乙酯多次洗滌微球,以除去微球表面殘留的油相,再用工業(yè)酒精多次洗滌,最后用乙醇多次洗滌,分離后,經(jīng)干燥即可獲得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料;
(5)所得交聯(lián)氧化淀粉止血微球材料,經(jīng)過檢測,微球顆粒的粒徑范圍在80~500μm之間,5min內(nèi)微球吸水溶脹率為550%,吸水率為26倍。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實(shí)施例,還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。