[发明专利]纳米结构增强型血小板结合及止血材料和结构

说明书

关于联邦政府资助研究或发展的声明

根据海军研究局(the Office ofNaval Research)授予的第N00014-07-C-0008号合同在政府支持下进行本发明。政府可享有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及合并诸如纳米结构等各种结构的止血材料。本发明进一步涉及高吸收性支架材料，所述高吸收性支架材料中合并有止血材料。本发明进一步涉及合并纳米结构以增强血小板结合的材料。

背景技术

凝血是血液形成固体凝块的过程。凝血是止血(阻止血液流动的过程)的一个重要部分。自然止血期间，含血小板和含纤维蛋白的凝块覆盖损伤血管壁以阻止出血并开始修复损伤血管。已开发出各种称为“止血剂(hemostat)”或“止血材料”的材料来帮助阻止伤口过量出血并增加凝血速率。这些材料可例如用于外科手术中和/或由第一急救者?(first responder)用于外伤事件。

一些已开发的止血材料是基于绷带的，包括氧化的可再吸收纤维素材料，或用于在施加压力之前包扎伤口的棉叠片纱布。这些基于绷带的材料通常原本并不止血，更通常是充当血液吸收剂并致使伤口堵塞。可获得通过合并天然生理学凝血级联的生物剂(诸如凝血酶)增加绷带材料的止血活性的产品。这些产品存在限制其使用的成本和稳定性问题。因此，需要增加绷带材料的止血速率，同时消除高成本和不稳定的常规问题。

存在一些倾入伤口中以使血液凝结的散装止血材料，诸如康涅狄格州瓦林福特的斯美迪卡公司(Z-Medica Corporation，Wallingford，CT)经销的这些散装止血剂存在一些缺点。举例来说，这些现有散装止血剂不能如所期望的快速起作用，可能难以施用，且并不是所有现有散装止血剂都能被人体吸收。此外，现有散装止血剂与血液发生放热反应。因此，需要克服至少一些这样的缺点的散装止血材料。

也使用生物相容性聚合物作为止血剂。举例来说，已使用可再吸收可膨胀聚合物进行伤口闭合以防止在内窥镜装置的进入点/出口点穿过血管处在内窥镜外科手术之后血液流失。这类装置的一个实例为由明尼苏达州圣保罗的圣犹达医疗用品公司(St.Jude Medical，St.Paul，MN)销售的Angioseal^TM血管闭合装置。也使用诸如棉纱布或止血塞结构等吸收材料进行伤口闭合。在使用可膨胀材料的装置中，材料吸收血液和/或其它流体且材料溶胀以形成物理屏障。静态血液可截留在材料孔隙内，且所截留的血液接着因郁积而凝结。如果可使膨胀的材料内的血液更快地凝结，那么将会是有利的。一种增加凝血速率的可能性是使用凝固酶的生物技术。然而，这种技术将会是昂贵的。需要提高凝血速率同时控制装置成本的基于可膨胀和/或吸收材料的装置。

当前的止血方法(包括大部分基于表面的凝血增强剂，诸如沸石或高岭粘土)通过两种机制触发凝血：(1)提供用于活化接触(内在)凝血级联的表面；以及(2)从血液中吸收水，借此浓缩所提供的表面上的凝血级联组分。然而，此种诱导止血的方法在生理学相关反应中并不典型，通过所述生理学相关反应，活化表面触发内在凝血路径，而且还增强血小板结合。因此，需要提供能触发内在凝血路径并且增强血小板结合以增加止血速率的止血方法和装置。

已使用呈各种形式的无机材料作为止血剂。举例来说，已使用沸石粘土来诱导止血。然而，这些方法存在某些缺点，诸如所应用的支架材料的吸收率不良。因此，需要用于合并止血材料的高吸收性支架，诸如无机纳米结构。此外，需要能允许更大体积的血液暴露于其中所合并的止血粒子的高吸收性支架。

发明内容

提供用于纳米材料增强型止血医学装置的方法、系统和设备。提供诱导因外伤、外科手术、溃疡或其它原因所致的伤口/开口处的血小板结合和血液凝固的止血材料和结构。止血材料和结构可合并纳米结构和/或诸如聚合物和/或玻璃珠等其它止血元件。止血材料和结构可耐用或可再吸收。例示性纳米材料增强型止血医学装置实施例包括止血绷带、止血栓、湿敷料、生物敷料和止血调配物。

本发明进一步涵盖用于在基础结构材料(例如，纤维素基础结构)中合并无机纳米结构(例如，硅或二氧化硅纳米纤维)以增强血小板粘附并且进一步促进所述基础结构上的凝结和凝块强度的方法、系统和设备。在某些实施例中，所述方法、系统和设备采用无机硅纳米纤维来增强血小板结合于绷带表面，以便促进凝结并且诱导止血。