一种埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带及其制备方法

1.本发明属于功能止血材料技术领域，具体涉及一种埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带及其制备方法。


背景技术：

2.安全高效的止血材料的开发和利用是院前急救成功的关键。目前常见的止血材料的主要止血成分有壳聚糖、二氧化硅、沸石等。壳聚糖止血材料其多孔的结构和氨基基团，可以增加血小板的黏附、促进红细胞等血液组分在伤口部位聚集形成血栓(du,x.,liu,y.,yan,h.,et al.anti-infective and pro-coagulant chitosan-based hydrogel tissue adhesive for sutureless wound closure.biomacromolecules 2020,21,1243-1253)，但是，其难降解和易引发体内过敏反应限制了其应用。介孔二氧化硅可以促进凝血因子xii的激活，加速凝血级联反应促进凝血(wang,c.,zhou,h.,niu,h.,et al.tannic acid-loaded mesoporous silica for rapid hemostasis and antibacterial activity,biomaterials science.2018,6,3318-3331)，但是潜在的代谢毒性及粉末颗粒在伤口处难清理限制了其的应用。沸石基止血材料可以吸附伤口处血液中的水分，促进血小板和凝血因子的聚集，同时，其释放的钙离子可以激活血小板，加速凝血过程(liang,y.,xu,c.,liu f.,et al.eliminating heat injury of zeolite in hemostasis via thermal conductivity of graphene sponge.acs applied materials interfaces.2019,11,23848-23857)，但是，其剧烈的放热效应可能会对伤口造成二次伤害。因此，需要开发一种兼顾快速凝血及生物安全的止血材料。


技术实现要素：

3.针对现有止血材料的不足，本发明的目的是在于提供一种埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带及其制备方法，仅通过简单的浸渍将天然黑色素颗粒和埃洛石纳米管依次共沉积在止血绷带基材表面，制得埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带，制备工艺简单，埃洛石纳米管和天然黑色素颗粒具有协同的高效止血性能，且具有良好的生物安全性。
4.为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带，由天然黑色素颗粒和埃洛石纳米管依次共沉积在止血绷带基材表面而成。
6.进一步地，所述天然黑色素颗粒与埃洛石纳米管的质量比为0.005-0.1：1。
7.进一步地，所述天然黑色素颗粒提取自动物毛发、羽毛、真菌和细菌中的至少一种。
8.进一步地，所述止血绷带基材选自医用纱布、医用海绵、蚕丝纤维、棉麻纱布中的一种。
9.本发明还提供了上述埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带的制备方法，包括如下步骤：
10.(1)先将止血绷带基材浸渍在三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，调节ph为8-9，超声分散预处理；
11.(2)然后往步骤(1)中加入天然黑色素颗粒，水浴搅拌超声分散，静置后得到天然黑色素颗粒表面沉积的止血绷带；
12.(3)最后将步骤(2)的天然黑色素颗粒表面沉积的止血绷带置于埃洛石纳米管溶液中，水浴正反面多次交替浸渍，静置后得到埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带。
13.进一步地，步骤(1)中，三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液浓度为8-12mm，超声分散时间为0.5-2h。
14.进一步地，步骤(2)中，天然黑色素颗粒的质量浓度为0.1-1wt％，水浴温度为45-55℃，静置时间为12-24h。
15.进一步地，步骤(3)中，埃洛石纳米管溶液的质量浓度为10-30wt％，水浴温度为45-55℃，正反面交替浸渍次数为3-6次，每次浸渍时间为1-2h，静置时间为12-24h。
16.本发明中的埃洛石纳米管可采用埃洛石原矿经水洗、超声搅拌、多次离心分离等常规处理得到，进一步优选的尺寸为400～600nm；而天然黑色素颗粒提取自动物毛发、羽毛、真菌、细菌等，例如可通过将动物毛发、羽毛、真菌、细菌原料中的至少一种在磷酸缓冲液中稀释，经酶解或超声，然后水洗、离心、干燥等常规处理得到(可参照elucidation of the hierarchical structure of natural eumelanins journal of the royal society interface,2018,15,20180045)，进一步优选的尺寸为200～400nm。本发明中的埃洛石纳米管和天然黑色素颗粒的处理手段均为现有常规工艺，在此不再赘述。
17.与现有技术相比，本发明的优势在于：
18.(1)本发明的埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带，天然黑色素颗粒与埃洛石纳米管依次沉积在基材表面，天然黑色素颗粒丰富的表面极性基团(主要为羧基和羟基)能有效增强埃洛石纳米管与基材表面的黏附作用，避免止血活性组分脱落的问题；而沉积的天然黑色素颗粒能够促进血小板和凝血酶蛋白的黏附聚集，分布在止血绷带表面的埃洛石活性组分颗粒能够充分接触血液成分，激活凝血级联反应，二者产生协同作用加速凝血过程。
19.(2)本发明的埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带，不仅为止血活性组分颗粒提供了附着和支撑位点，同时在伤口处能够对血流形成物理阻隔作用，具有易于包扎使用的特点。
20.(3)本发明的埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带，制备工艺简单，埃洛石纳米管和天然黑色素颗粒具有协同的高效止血性能，且具有良好的生物安全性。
附图说明
21.图1为普通医用纱布绷带(medical gauze bds；对比例4)sem图；其中，medical gauze bds纤维表面较光滑，有条带状褶皱。
22.图2为埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带(hnts-mgs bds；实施例1)sem图；其中，hnts-mgs bds表面粗糙，表面最外层沉积了大量的埃洛石纳米管颗粒。
23.图3为不同止血材料的止血时间柱状图；其中：空白对照组(nc)、埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带(hnts-mgs bds；实施例1)、埃洛石-黑色素复合粉末(hnts-mgs；对比例3)、天然黑色素颗粒(mgs；对比例2)、埃洛石纳米管(hnts；对比例1)、普通医用纱布绷带
(medical gauze bds；对比例4)。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步阐述，意图是使本发明的技术特性、方案流程及创新点更加清楚。同时，应这样理解，本具体实施例仅起到对本发明起解释说明作用，其他凡阅读本发明后，相关技术人员在此基础上做的相关修改或改进同样落入本发明的所申请的保护范围内。
25.实施例1
26.取10g埃洛石纳米管原矿，溶于800ml的去离子水中(质量比1：80)，磁力搅拌8h，进行抽滤。将抽滤得到的埃洛石纳米管，重悬于100ml去离子水中，自然沉降10min，取其上清液在8000rpm的转速下进行离心分离。将离心得到的沉淀物，在60℃的烘箱中烘12h，得到埃洛石纳米管，颗粒尺寸范围在400～600nm。
27.取商业购买的羽毛或发丝，用丙酮洗涤3次，去离子水洗涤3次，剪碎。得到的羽毛或发丝加入到40ml的磷酸缓冲液中(ph＝6.8)，加入0.4g二硫苏糖醇(dtt)，混合均匀，在n2气氛下，37℃条件下振荡12h。加入1ml 20mg/ml的蛋白酶k和0.2g dtt，继续振荡12h。以8000rpm转速进行离心，去离子水洗涤3次，弃上清液，得到沉淀物。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中，重悬、振荡12h。离心，弃上清液，加入6ml磷酸缓冲液和0.12ml聚乙二醇辛基苯基醚，振荡6h，离心，依次用甲醇洗涤3次，去离子水洗涤3次。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中悬浮，37℃条件下振荡12h，此操作重复2次。酶解反应完全之后，在37℃条件下静置12h，离心，弃上清液，去离子水洗涤3次，50℃烘干，得到天然黑色素颗粒，颗粒尺寸范围200～400nm。
28.将购置的医用纱布浸渍在100ml的10mm的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，调节ph＝8.5，超声1h。将天然黑色素颗粒加入溶液，浓度为0.1wt％，水浴50℃下搅拌24h，每间隔3h进行10min超声处理，超声功率为200w，频率为40khz。在水浴50℃下，静置12h，将医用纱布取出，用去离子水冲洗脱落的黑色素颗粒，得到黑色素表面沉积的止血纱布。用去离子水配制质量浓度为20wt％的埃洛石纳米管溶液，超声分散30min-机械搅拌2h，此操作重复3次，获得均匀分散的埃洛石纳米管溶液。在水浴50℃下，将获得的黑色素止血纱布浸渍在埃洛石纳米管溶液中，向上一面为正面，每隔1h，用镊子将正面翻转朝下，重复此操作3次。然后，静置12h，使纱布表面充分沉积埃洛石纳米管(天然黑色素颗粒与hnts的质量比为0.5％)。取出纱布，用去离子水冲洗脱落的埃洛石纳米管颗粒，在50℃的烘箱下烘干，得到埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带。
29.实施例2
30.取30g埃洛石纳米管原矿，溶于800ml的去离子水中(质量比3：80)，磁力搅拌8h，进行抽滤。将抽滤得到的埃洛石纳米管，重悬于300ml去离子水中，自然沉降10min，取其上清液在8000rpm的转速下进行离心分离。将离心得到的沉淀物，在80℃的烘箱中烘10h，得到埃洛石纳米管，颗粒尺寸范围在400～600nm。
31.取商业购买的羽毛或发丝，用丙酮洗涤3次，去离子水洗涤3次，剪碎。得到的羽毛或发丝加入到40ml的磷酸缓冲液中(ph＝6.8)，加入0.4g二硫苏糖醇(dtt)，混合均匀，在n2气氛下，37℃条件下振荡12h。加入1ml 20mg/ml的蛋白酶k和0.2g dtt，继续振荡12h。以
8000rpm转速进行离心，去离子水洗涤3次，弃上清液，得到沉淀物。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中，重悬、振荡12h。离心，弃上清液，加入6ml磷酸缓冲液和0.12ml聚乙二醇辛基苯基醚，振荡6h，离心，依次用甲醇洗涤3次，去离子水洗涤3次。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中悬浮，37℃条件下振荡12h，此操作重复2次。酶解反应完全之后，在37℃条件下静置12h，离心，弃上清液，去离子水洗涤3次，50℃烘干，得到天然黑色素颗粒，颗粒尺寸范围200～400nm。
32.将购置的医用纱布浸渍在100ml的12mm的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，调节ph＝8，超声1h。将天然黑色素颗粒加入溶液，浓度为1wt％，水浴50℃下搅拌24h，每间隔2h进行10min超声处理，超声功率为100w，频率为40khz。在水浴50℃下，静置24h，将医用纱布取出，用去离子水冲洗脱落的黑色素颗粒，得到黑色素表面沉积的止血纱布。用去离子水配制质量浓度为10wt％的埃洛石纳米管溶液，超声分散30min-机械搅拌2h，此操作重复3次，获得均匀分散的埃洛石纳米管溶液。在水浴50℃下，将获得的黑色素止血纱布浸渍在埃洛石纳米管溶液中，向上一面为正面，每隔1h，用镊子将正面翻转朝下，重复此操作6次。然后，静置24h，使纱布表面充分沉积埃洛石纳米管(天然黑色素颗粒与hnts的质量比为10％)。取出纱布，用去离子水冲洗脱落的埃洛石纳米管颗粒，在48℃的烘箱下烘干，得到埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带。
33.对比例1
34.取20g埃洛石纳米管原矿，溶于800ml的去离子水中(质量比1：40)，磁力搅拌8h，进行抽滤。将抽滤得到的埃洛石纳米管，重悬于100ml去离子水中，自然沉降10min，取其上清液在8000rpm的转速下进行离心分离。将离心得到的沉淀物，在60℃的烘箱中烘12h，得到埃洛石纳米管，颗粒尺寸范围在400～600nm。
35.对比例2
36.取商业购买的羽毛或发丝，用丙酮洗涤3次，去离子水洗涤3次，剪碎。得到的羽毛或发丝加入到40ml的磷酸缓冲液中(ph＝6.8)，加入0.4g二硫苏糖醇(dtt)，混合均匀，在n2气氛下，37℃条件下振荡12h。加入1ml 20mg/ml的蛋白酶k和0.2g dtt，继续振荡12h。以8000rpm转速进行离心，去离子水洗涤3次，弃上清液，得到沉淀物。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中，重悬、振荡12h。离心，弃上清液，加入6ml磷酸缓冲液和0.12ml聚乙二醇辛基苯基醚，振荡6h，离心，依次用甲醇洗涤3次，去离子水洗涤3次。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中悬浮，37℃条件下振荡12h，此操作重复2次。酶解反应完全之后，在37℃条件下静置12h，离心，弃上清液，去离子水洗涤3次，50℃烘干，得到天然黑色素颗粒，颗粒尺寸范围200～400nm。
37.对比例3
38.取10g埃洛石纳米管原矿，溶于800ml的去离子水中(质量比1：80)，磁力搅拌8h，进行抽滤。将抽滤得到的埃洛石纳米管，重悬于100ml去离子水中，自然沉降10min，取其上清液在8000rpm的转速下进行离心分离。将离心得到的沉淀物，在60℃的烘箱中烘12h，得到埃洛石纳米管，颗粒尺寸范围在400～600nm。
39.取商业购买的羽毛或发丝，用丙酮洗涤3次，去离子水洗涤3次，剪碎。得到的羽毛或发丝加入到40ml的磷酸缓冲液中(ph＝6.8)，加入0.4g二硫苏糖醇(dtt)，混合均匀，在n2气氛下，37℃条件下振荡12h。加入1ml 20mg/ml的蛋白酶k和0.2g dtt，继续振荡12h。以
8000rpm转速进行离心，去离子水洗涤3次，弃上清液，得到沉淀物。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中，重悬、振荡12h。离心，弃上清液，加入6ml磷酸缓冲液和0.12ml聚乙二醇辛基苯基醚，振荡6h，离心，依次用甲醇洗涤3次，去离子水洗涤3次。得到的沉淀物与0.4ml蛋白酶k、32mg dtt加入16ml的磷酸缓冲液中悬浮，37℃条件下振荡12h，此操作重复2次。酶解反应完全之后，在37℃条件下静置12h，离心，弃上清液，去离子水洗涤3次，50℃烘干，得到天然黑色素颗粒，颗粒尺寸范围200～400nm。
40.配制50ml的12mm的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，调节ph＝8，超声1h。将100mg天然黑色素颗粒加入溶液，水浴50℃下，磁力搅拌2h-超声分散10min，此操作重复3次，超声功率为100w，频率为40khz。将20g hnts纳米颗粒溶于50ml的去离子水中，水浴50℃下搅拌12h。将天然黑色素颗粒溶液与hnts溶液等体积混合(天然黑色素颗粒与hnts的质量比为0.5％)，在水浴50℃下，超声分散10min-磁力搅拌2h，此操作重复6次，超声功率为100w，频率为40khz。将得到的hnts-黑色素复合止血粉末静置24h之后，在50℃的烘箱中干燥，得到埃洛石-黑色素复合止血粉末。
41.对比例4
42.取商业购买的普通医用纱布绷带，经紫外照射2h灭菌处理，在无菌环境内操作，将其裁剪成直径为1.2cm的小圆片，制备得到普通医用纱布绷带(medical gauze bds)对照组的样品。
43.以小鼠肝脏创面出血模型评估止血材料的止血性能，在小鼠肝脏表面用手术刀形成明显的创面出血，将相同量的实施例1制得的材料与对比例1-3制得的材料贴敷于创面表面进行止血性能评估。如图3所示，相较于对比例1的埃洛石纳米管(hnts)和对比例2的天然黑色素颗粒(mgs)，对比例3制得的埃洛石-黑色素复合粉末在止血时间上具有显著的统计学优势，说明埃洛石与天然黑色素复合粉末能够协同地提高止血性能；而相对于对比例3的埃洛石-黑色素复合粉末(hnts-mgs)，实施例1的埃洛石纳米管-黑色素表面共沉积止血绷带(hnts-mgs bds)的止血时间更短，且止血绷带具有方便包扎和易于操作的优点；相较于空白对照组(nc)和普通医用纱布绷带组(medical gauze bds；对比例4)，hnts-mgs bds呈现出显著的止血性能优势。总之，本发明的埃洛石-黑色素表面共沉积止血绷带具有良好的使用性及协同高效的止血性能。