[发明专利]一种聚己内酯/胶原蛋白/季铵盐静电纺丝复合纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种具有止血、抗菌抗炎、创伤修复功能的复合纤 维膜及其制备方法。

背景技术

出血是创伤、术后主要的并发症，如果出血过多或者不能有效止血，必将引起休克，严 重者危及生命，因此及时而有效地止血对于减少患者痛苦、挽救患者生命具有重要意义。目 前，许多国内、国际上知名的大型医药公司都致力于研发新型止血材料，并有多种不同组成 和机制的止血材料已应用于临床。如α-氰基丙烯酸酯类组织胶、羧甲基纤维素可溶性止血纱 布、纤维蛋白胶、胶原蛋白(如明胶海绵)、无机多微孔材料(如沸石、纳米材料等)、TraumaDEX (主要成分马铃薯淀粉)、壳聚糖等。它们的止血效果得到肯定的评价，但尚有不足之处，如 α-氰基丙烯酸酯类有炎性反应；纤维蛋白胶原料源自血液，成本高，且易传染疾病；多孔沸 石和TraumaDEX在吸收水分后释放热能，导致伤口炎症；有的材料无法降解，拆除后易产生 瘢痕等。因此研发能够克服以上缺点的新型止血材料具有重要的意义。

胶原蛋白(Collagen，COL)具有很好的生物学性能，如可生物降解性、低抗原性、细胞 适应性、生物相容性和促进细胞增殖作用及加速血小板凝聚等。胶原具有极强的亲水性，能 吸附创面聚集渗血形成血痂，阻塞断裂的血管，同时，胶原也可刺激血小板加速释放凝血因 子，加速内源性凝血机制，达到快速止血。目前，相关产品，如纤维蛋白胶，已经上市，但 是原材料来自于血液，成本高，且易传染疾病。如果能将动物来源的胶原蛋白作为原料，必 然降低止血材料的成本。本发明选用自制的海洋鱼皮胶原蛋白为原料，该原料具有天然三股 螺旋结构，止血性能及生物相容性与血液来源的胶原蛋白基本相同，与人血液、陆生动物来 源的胶原蛋白相比，可大大降低传播人畜共患疾病的风险。

季铵盐(Quaternary Ammonium Salt，QAS，又称四级铵盐)是指铵离子中的四个氢原子 都被烃基取代形成的一类有机铵盐化合物，通式R₄N⁺X^-，其中四个烃基R可以相同，也可以 不同，X多为卤素负离子(F^-、Cl^-、Br^-、I^-)，也可以是酸根(HSO₄^-、RCOO^-等)。本实验室 合成的恶二唑杂环取代的双羟基季铵盐含有亲水性的双羟基和季铵基团，以及含氮杂环烷基 亲脂基团，表现出双亲性能(亲水性和亲脂性)，与吡啶季铵盐和Gemini季铵盐相比，更容 易破坏菌类的细胞质膜结构，进入细胞内部，使细胞酶钝化、破坏，发生蛋白质变性，达到 杀死细菌作用。另外，通过恶二唑杂环取代后，季铵盐的细胞毒性降低。将恶二唑杂环取代 的双羟基季铵盐与胶原蛋白结合，能够弥补胶原蛋白无抗菌抗炎的缺陷，减少创伤止血和修 复过程中的炎症和菌类感染，提高胶原蛋白的止血和组织修复功能。

目前，现有的胶原蛋白止血材料多为胶原蛋白海绵、明胶海绵，该类材料在止血过程中 能够迅速吸收血液而变成红色，且被血液所浸透，但吸收血液后材料松软易散部分溶解，很 难与出血点紧密贴合，止血效果有限。如果将胶原蛋白和季铵盐通过静电纺丝技术制成静电 纺丝复合纤维膜，接触到出血点时，可以与创面紧密粘附，在膜材料周围形成止血痂，完成 止血过程。与止血海绵相比，静电纺丝复合纤维膜能够通过快速止血和紧密贴合，减少血液 流出量，达到高效、快速止血的效果。但是，如果直接将胶原蛋白与季铵盐进行静电纺丝成 纤维膜，膜的力学性能较差，因此，需要将胶原蛋白、季铵盐与其它材料(如聚己内酯)共 纺，以增加静电纺丝纤维膜的拉伸强度，改善其机械性能，且可调控降解时间。

聚己内酯(Polycaprolactone，PCL)是一种由ε-己内酯开环聚合制得的热塑性的可生物 降解性的、半结晶性的线性脂肪族聚酯。具有极好的力学性能，其特殊的碳链结构使其具有 很好的柔韧性和可加工性，在体内与生物细胞相容性很好，细胞可在其基架上正常生长，并 可降解成CO₂和H₂O，降解产物不易引起炎症。更重要的是PCL是为数不多的获得美国FDA 批准可植入人体内的材料，广泛应用于骨折固定材料、手术缝线、医用敷料、药物控释材料 和组织工程支架材料等领域。