電紡纖維負載固定化凝血酶用於止血材料的研究

《電紡纖維負載固定化凝血酶用於止血材料的研究》是依託清華大學，由郭朝霞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電紡纖維負載固定化凝血酶用於止血材料的研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：郭朝霞
• 項目類別：面上項目

項目摘要

電紡纖維在許多生物醫用領域展示出良好的套用前景，然而將其與快速止血藥凝血酶結合製備快速止血材料的研究尚未見報導。本項目針對目前臨床常用止血材料的止血速度難以滿足急救要求的現狀，擬在電紡纖維表面負載凝血酶製備易於使用和儲存的快速止血材料。電紡纖維膜作為凝血酶的載體可以像常用止血材料明膠海綿一樣，利用多孔性物理結構達到止血的目的，而其納米結構可以有效提高載藥量。將凝血酶以共價鍵結合的形式負載到電紡纖維的表面可以提高其儲存穩定性。本課題組在前期工作中發現，PBS製成的電紡纖維膜表面負載凝血酶以後止血速度和常用止血材料相比大大提高。本項目擬對該思路進行詳細的研究，選擇已經用於製備止血材料的高分子以及其它常用的生物醫用高分子，進行單獨紡絲、多元共混紡絲及同軸共紡等製備多種組成和結構的電紡纖維膜，研究材質和結構對負載凝血酶的能力及止血效果的影響，為未來篩選和開發適合臨床使用的快速止血材料奠定基礎。

結題摘要

本項目以獲得快速止血材料為目的，把聚合物電紡纖維的多孔納米結構和快速止血藥物凝血酶相結合，製備和表征了多種具有不同組成和結構的電紡纖維負載凝血酶以及具有三明治結構的多功能多層膜材料。對臨床常用止血材料明膠海綿、泰陵和強生止血纖維等進行了剖析，表明其共同特點是具有多孔結構、良好的親水性和高的吸水倍率，但吸水後強度並不高，該結果對電紡纖維止血材料的組成和結構設計具有重要的指導意義。通過對多種具有良好生物相容性和生物可降解性的聚合物電紡纖維膜的物理機械性能、親水性、載酶效果以及載酶樣品的止血性能的研究，篩選出具有良好親水性的載酶聚丁二酸丁二醇酯（PBS）/雞蛋殼膜蛋白（SEP）以及載酶殼聚糖塗覆PBS電紡纖維膜為具有臨床套用價值的快速止血材料，它們在大鼠肝臟模型中的止血時間短於臨床常用止血材料明膠海綿。對PBS/SEP電紡纖維膜材料的細胞毒性以及在動物體內的生物安全性（組織相容性、炎症因子）進行了評估，表明該材料無細胞毒性，細胞相容性良好，肝臟組織相容性尚可。對載酶殼聚糖塗覆PBS電紡纖維膜在三種不同溫度的酶活穩定性進行了研究，其低溫（-34度和零度）儲存穩定性和凝血酶水溶液類似，但室溫儲存穩定性明顯高於凝血酶水溶液，載酶纖維膜在室溫儲存16天后仍有33%的活性存留，而凝血酶水溶液儲存4天后已大部分失活。對提高電紡纖維膜親水性的方法及引入抗菌功能的方法進行了探究，結果表明採用親水性聚合物聚乙烯醇和殼聚糖共紡以及和氨基丙基三乙氧基矽烷偶聯劑共紡是提高電紡纖維膜親水性的有效方法，而和蛋白質（如：SEP，膠原蛋白或明膠）共紡後吸附銀納米粒子是在生物相容性電紡纖維膜中引入抗菌性的普適性方法。抗菌電紡纖維膜可以作為具有三明治結構的多層膜的夾心層使材料同時具備止血和抗菌功能。本項目的研究表明，把聚合物納米纖維和凝血酶相結合，既利用多孔的物理結構吸附和網路血液有形成分促進血栓形成，膨脹壓迫創面形成機械止血，又利用高的載藥量催化止血過程，是製備快速止血材料的合理思路。該項目的研究結果為開發具有臨床套用價值的新型止血材料奠定了基礎。