创伤出血在日常生活中难以避免,轻微的创伤不足以致命,若在短时间内失血量达全身血液的30%或更多,就会危及生命。在战争,自然灾害,交通事故等突发事件中导致死亡的重要原因是失血过多。事实上,出现不可控性出血时,若能在30min内有效止住,40%以上的伤亡是可以避免的。但是传统的止血材料对于不可控性出血的止血无效,而目前市面上出售的快速止血材料均存在一定的不足,因此,开发出一种能战时急救与平时创伤救治相结合,具有止血效果快、生物相容性优良,并能体内降解的生物医用新材料,是许多研究者追求的目标。壳聚糖,明胶是两种具有良好生物相容性,可生物降解,无毒,无免疫性,且具有一定凝血性能的生物材料;家蚕蛹壳是蚕丝生产的废弃物,富含壳聚糖,本研究以从蚕蛹中提取的壳聚糖和明胶为基本材料,加入氯化钙和甘油等物质,用单宁酸作交联剂进行交联处理,经冷冻干燥,制备出多孔的海绵状壳聚糖/明胶复合止血材料(CG)。并对这种止血材料的最佳制备工艺,理化性能、止血效果、止血原理、细胞毒性、生物相容性及可降解性等进行了系统研究,得到如下研究成果:(1)获得壳聚糖/明胶复合止血材料(CG)的最佳制备工艺壳聚糖,明胶是两种具有较好止血效果的生物材料,它们常常作为止血产品的组成成分,但很少将两者复合用于止血材料。将从蚕蛹中提取的壳聚糖与明胶进行复合制备止血材料的研究更是不多见。在止血材料中,多孔的海绵状结构通常被认为是止血材料的一个重要特征。蚕蛹壳聚糖和明胶复合材料能否制备出多孔止血材料?复合过程中影响的因素很多,如何准确评价各个因素的影响程度,并获得具备最佳止血性能的制备条件是本论文的关键,为此本文进行了壳聚糖/明胶复合止血材料(CG)的制备条件探讨,得到如下结果:本研究将壳聚糖和明胶复合,添加一定浓度的氯化钙和甘油,并用一定浓度的交联剂交联,经冷冻干燥制备出多孔海绵状的止血材料,经过正交实验和单因素实验,证明了戊二醛,单宁酸都具有很好的交联作用。以体外凝血指数(bci)验证体外凝血性能,发现单宁酸交联组的复合材料凝血效果最好,并由此得到壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)的最佳制备条件为:壳聚糖质量分数为7%,明胶质量分数为8.5%,氯化钙质量分数为1.5%,甘油质量分数为7%,单宁酸质量分数为0.05%。该条件下制备得到的止血材料的体外凝血指数(bci)为13.3±0.2,和医用明胶海绵相比有大幅度的提高,其止血效果是医用明胶海绵和纯壳聚糖海绵的3~4倍。(2)壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)理化性能研究止血材料的理化性能和内部结构对于材料的止血效果有很大的影响。为了更加准确的了解制备的壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)的内部结构和理化性能,对其进行了形貌观察,力学性能测试,化学结构表征及其它物理性能研究,得到如下结果:壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)为多孔海绵状结构,孔径大小均匀,内部孔隙之间相互贯穿,孔隙率为94.3%±1.3%,孔径大小为150-300μm,密度为0.072659g/cm3。壳聚糖和明胶复合后彼此会形成作用力更强的氢键,与单宁酸交联后,形成的三维贯穿的互穿网络结构更加牢固,导致cg具有较好的机械性能:干强为1.57±0.24mpa,湿强为0.79±0.24mpa,机械性能比明胶海绵(gel),壳聚糖海绵(cs)更好。壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)具有较好的吸液性能和止血性能;对生理盐水(ns),模拟体液(spf),全血(wb)的吸液率分别达到自重的25.3±1.0,23.3±1.5,14.5±0.7倍,比明胶海绵(gel)提高了1.8倍,1.7倍和1.8倍。(3)壳聚糖/明胶复合止血材料止血性能研究建立一套准确评级生物材料止血性能的方法是开发医用生物材料过程中十分重要的内容,本文建立了体外凝血性能测试和动物出血模型来评价壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)的止血性能,其中体外凝血包含全血凝固时间和动态凝血时间;动物出血模型则分别建立耳动脉出血模型,股动脉出血模型,肝脏出血模型,并得到如下结果:壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)具有明显的促进血液凝固的作用,经体外全血凝固时间测试,全血凝固时间为138.2±17.3s,比壳聚糖海绵(cs)和明胶海绵(gel)的效果要好。动态凝血试验表明,cg与血液形成的血凝块更牢固,凝血性能更好;壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)对不可控性出血具有良好的止血效果,对兔耳动脉,股动脉,肝脏出血模型引起的不可控性出血能有效止住,止血时间分别是46.8±3.1s,39.3±2.5s,38.5±5.2s,止血效果优于对照组的纯壳聚糖海绵(cs)和明胶海绵(gel)。(4)壳聚糖/明胶复合止血材料止血机理研究生物材料的止血性能,往往是多种因素共同起作用,而壳聚糖,明胶的具体止血机理目前还没有一个非常明确的结论,为了更好的了解壳聚糖/明胶复合止血材料的止血原理,本论文分别探讨了cg的凝血酶原时间(pt)、活化部分凝血酶时间(aptt)、血小板聚集、红细胞聚集、凝血酶生产量、血栓素b2含量等指标,并得到如下结论:壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)主要通过内源性凝血途径和共同性凝血途径来促进血液凝固。其主要止血机制是cg会加快血液中因子Ⅻ的激活,并由此诱导诱导因子Ⅺ,Ⅸ,Ⅷ依次激活,最后将因子x激活转化为因子xa,并在因子Ⅳ和pf3的存在下,形成凝血酶原复合物,凝血酶原复合物在ca2+的存在下,进一步激活血液中的凝血酶原转化为凝血酶。cg能诱导血小板快速聚集于其表面,并使血小板活化释放出凝血因子,同时其高吸水性能会快速提升血浆中凝血酶和其他凝血因子的浓度,对于体外止血有促进作用,因此得出cg是多种途径共同作用下完成止血。(5)壳聚糖/明胶复合止血材料生物相容性研究止血材料不仅要满足医用止血材料使用时的物理化学特性和生物力学性能,还应具备无细胞毒性,机体无害性,生物相容性等以确保其在临床应用的安全。本文对壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)进行了生物相容性试验,包括细胞毒性试验、原发性皮肤刺激试验,皮内反应试验,热源试验,急性全身毒性试验,并对其抑菌性能进行了探讨,得到如下结论:壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)具有较强的抗菌性能和良好的生物相容性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的抑菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌性要好于大肠杆菌;mtt试验结果表明,cg无明显的细胞毒性,其内部贯穿多孔的结构对于细胞的贴附、生长十分有利,l929细胞在cg内部生长良好,增殖迅速;cg对完整和破损皮肤及皮内组织均无刺激性、不含致热源、无急性全身毒性;在兔皮下埋植,肌肉埋植及肝脏埋植试验中,在cg植入的部位均未发现明显的肿块,严重炎症等明显组织免疫反应和排异性,组织细胞能在植入的cg内部快速生长,并逐步分解材料,表明cg具有良好的生物相容性,可以作为植入材料长期存在于生物机体内。(6)壳聚糖/明胶复合止血材料(cg)体内降解性能研究止血材料在外科手术中过程中都不可避免的会部分遗留在创面,因此止血材料还需要研究其生物相容性及其降解性。本文采用体内和体外两个体系对其降解性能进行研究,体外用生理盐水,模拟体液(spf),溶菌酶溶液进行体外降解实验,体内降解是采用将材料植入兔背部皮下,肌肉及肝脏内,定期取材,观察植入材料的降解情况,得到如下结论:壳聚糖/明胶复合止血材料(CG)体内,体外降解情况不一样,在生理盐水,模拟体液(SPF),溶菌酶溶液这三种模拟降解液中随着时间的增加,能缓慢降解,在8周内的降解率分别到达61.8±3.9%,46.8±2.4%,58.6±1.9%;CG在兔皮下埋植时,经过6周后,基本降解完成,植入部位组织生长良好。兔肌肉埋植时,经过4个月基本降解完成,植入部位组织生长良好;兔肝脏埋植时,经过6个月后肉眼仍能观察到部分植入材料,经组织切片HE染色观察,表明植入材料开始部分降解,植入材料周边充满新生血管,组织生长正常。(7)壳聚糖/明胶复合止血材料(CG)可以被认为是一种具有良好止血效果且体内可降解的快速止血材料。