周舒毅，朱 敏，劉憶穎，曹舒惠，蔡啟軒，聶 慧，張玉霞*，周洪福

（北京工商大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，北京 100048）

0 前言

大量失血會(huì)導(dǎo)致傷員、手術(shù)患者較高的死亡率或者誘發(fā)并發(fā)癥，因此快速止血和創(chuàng)面愈合是外傷和手術(shù)中保證大出血患者生存的關(guān)鍵。控制出血與止血以及創(chuàng)面愈合密切相關(guān)。止血材料可以起到保護(hù)創(chuàng)面、止血、防止感染等作用，創(chuàng)面愈合速度受創(chuàng)面類型、病理學(xué)條件和止血材料種類等的影響［1］，對(duì)止血材料最重要的要求是可直接用于出血?jiǎng)?chuàng)面并能在2 min 內(nèi)控制大動(dòng)脈和靜脈出血［2］。

開(kāi)發(fā)止血材料時(shí)需要考慮材料種類和成分［3］，目前的止血材料主要有無(wú)機(jī)類和高分子材料類。高分子材料中主要有殼聚糖、甲殼素、膠原蛋白等天然高分子和PVA、PLA、聚氨酯（PU）等合成高分子材料，主要產(chǎn)品形式有海綿、水凝膠、顆粒、納米纖維膜和薄膜等［2］。

傳統(tǒng)止血材料在使用過(guò)程中易出現(xiàn)傷口感染，無(wú)法維持濕性愈合環(huán)境，在更換時(shí)易發(fā)生二次損傷［4］。因此，理想的止血材料需要具備多種功能［5］，如可與傷口直接接觸釋放生物活性物質(zhì)，在保持良好的傷口愈合環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)傷口愈合，并且能夠有效抑制細(xì)菌滋生，降低傷口感染率，同時(shí)能快速止血。

1 天然高分子止血材料

天然高分子止血材料通過(guò)提供濕潤(rùn)、低氧/無(wú)氧、微酸、酶學(xué)清創(chuàng)的愈合環(huán)境促進(jìn)止血，與局部應(yīng)用的藥物和機(jī)體內(nèi)源性分子相作用，促進(jìn)傷口愈合［6］，主要有殼聚糖、甲殼素、海藻酸、膠原蛋白等。

1.1 海綿止血材料

海綿止血材料在與傷口接觸時(shí)會(huì)迅速聚集血小板，釋放相關(guān)的凝血因子Ca2+等，達(dá)到凝血止血的目的；且其極高的孔隙率也可以有效促進(jìn)傷口恢復(fù)。天然高分子化合物通常具有生物相容性良好、無(wú)毒、可降解、來(lái)源豐富、種類多、易改性的特點(diǎn)［7］。以殼聚糖、膠原蛋白、甲殼素等天然高分子為基體的止血海綿在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上發(fā)揮著重要作用。

1.1.1 殼聚糖止血海綿

在天然多糖類止血材料中，殼聚糖是經(jīng)脫乙?；纬傻?、自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖，具有無(wú)毒、生物相容性好和可降解等特點(diǎn)，與人體具有良好的親和性［8-9］。其在血液中形成的—NH3+通過(guò)靜電相互作用增加血小板黏附，也促進(jìn)了紅細(xì)胞在受損部位的快速黏附和聚集，促進(jìn)血小板活化有助于血栓形成，因此殼聚糖成為止血材料中最常用的天然聚合物［3］。殼聚糖不依賴于機(jī)體凝血因子促進(jìn)止血，所以更適合用于有凝血功能障礙的患者［7］。但用于嚴(yán)重創(chuàng)傷時(shí)，會(huì)因其與傷口的黏附力不夠強(qiáng)、凝血能力不足等導(dǎo)致止血過(guò)慢［10-11］。而通過(guò)改變其分子結(jié)構(gòu)，引入特定基團(tuán)或添加其他成分等方法可提高殼聚糖海綿的凝血能力和止血速率，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

黃玉芬等［10］在殼聚糖上引入烷基來(lái)增加其與細(xì)胞的黏附力，他們制備了不同取代度的烷基化殼聚糖，如圖1 所示，在所有樣品中40%烷基化殼聚糖具有良好的泡孔結(jié)構(gòu)，且止血效果最好。

圖1 不同取代度的烷基化殼聚糖海綿Fig.1 Alkylated chitosan sponges with different degrees of substitution

黃治曙等［11］將殼聚糖負(fù)載到氧化再生纖維素上，制得的氧化再生纖維素-殼聚糖復(fù)合物可明顯減少出血量，止血時(shí)間比普通殼聚糖縮短了將近1/2，這是因?yàn)檠趸偕w維素與血液接觸時(shí)形成了凝膠狀物質(zhì)，而且其對(duì)血小板的進(jìn)一步吸附聚集增強(qiáng)了止血效果。

1.1.2 膠原蛋白止血海綿

膠原蛋白是動(dòng)物體內(nèi)豐富的蛋白質(zhì)之一，主要存在于動(dòng)物的皮、骨、軟骨及肌腱等結(jié)締組織中［12］，具有抗原性低、組織親合力大等特點(diǎn)。與其他止血材料相比，其擁有更好的生物相容性和吸濕性。多孔狀的膠原蛋白海綿具有良好的吸水性能，且可促進(jìn)血小板的黏附聚集［13-14］，從而提高傷口止血效率，但單一膠原海綿存在力學(xué)性能差等缺點(diǎn)［14］。

梁佩紅等［14］發(fā)現(xiàn)膠原蛋白與殼聚糖形成的穩(wěn)定離子鍵可提高力學(xué)性能。他們用從豬腳肌腱提取的I型膠原與殼聚糖混合，以戊二醛交聯(lián)，凍干后制得復(fù)合I型膠原海綿，其平均止血時(shí)間為2 min，僅為紗布的1/5。Sun等［15］將從尼羅羅非魚(yú)中提取的膠原蛋白在1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺/N-羥基丁二酰亞胺存在的條件下進(jìn)行酰胺反應(yīng)，與未交聯(lián)和商用止血材料相比，制得的交聯(lián)膠原海綿出血量最少，凝血指標(biāo)最優(yōu)，且具有高孔隙率和吸濕率，而且還能促進(jìn)纖維母細(xì)胞的生長(zhǎng)。

楊德林等［16］將膠原蛋白和殼聚糖等溶于乙酸溶液，經(jīng)冷凍干燥后得到舒寧海綿止血材料，其吸水率和止血效果都明顯優(yōu)于明膠海綿。

1.1.3 甲殼素止血海綿

甲殼素是由N-乙?；?D-葡萄糖單體通過(guò)β-1，4糖苷鍵相連的直鏈高分子化合物，主要分布在節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹等中［17］，具有良好的生物可降解性和生物相容性，且毒性較低，在止血海綿中廣泛使用。但其凝血因子不足以凝血，且結(jié)晶度較高，柔軟度差。

Cheng 等［18］發(fā)現(xiàn)玉米秸稈髓（CSP）可降低甲殼素（CT）的結(jié)晶度，從而提高海綿的柔軟度。CSP 還可增強(qiáng)凝血因子Ca2+的積累而促進(jìn)凝血。他們采用球磨法將CSP 加入CT 中，制備了不同體積比（100 %CT、80 %CT/20 %CSP、50 %CT/50 %CSP）的CT/CSP復(fù)合海綿，如圖2所示，發(fā)現(xiàn)CT50%/CSP50%的孔隙率最高，凝血指數(shù)和失血量均最低，且表現(xiàn)出優(yōu)異的生物降解性和生物相容性。

圖2 不同體積比的復(fù)合海綿的微觀結(jié)構(gòu)Fig.2 Microstructure of composite sponges with different volume ratios

Jiang等［19］利用疏松玉米秸稈和銀納米粒子制備了以甲殼素為基體的交聯(lián)海綿，吸血率分別是單一甲殼素和商用聚乙烯醇縮甲醛海綿的2.4 倍和2.7 倍，在三者中其孔隙率最大，達(dá)到了90.5 %；還具有生物相容性且無(wú)毒；此外銀納米粒子的殺菌作用提高了甲殼素的抑菌活性。

1.2 水凝膠止血材料

水凝膠是由無(wú)限大三維網(wǎng)絡(luò)與水共同構(gòu)成的物質(zhì)，可與體液進(jìn)行交換，為細(xì)胞和組織的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此具有良好的生物安全性和組織相容性［20］，是優(yōu)異的止血材料。天然高分子水凝膠止血材料主要有多糖類（殼聚糖、海藻酸、淀粉、纖維素、透明質(zhì)酸等）和多肽類（膠原、聚L-賴氨酸、聚L-谷氨酸等）［21］。其中多糖類中殼聚糖基水凝膠止血材料具有較高的生物相容性而展示出廣闊的應(yīng)用前景。

1.2.1 多糖類

透明質(zhì)酸是一種具有重要生理功能的酸性黏多糖，是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺組成的糖胺聚糖類物質(zhì)［22］，張濤等［20］將其與殼聚糖復(fù)合，采用噴霧干燥的方法制備了殼聚糖-透明質(zhì)酸水凝膠微球，具有良好的凝血作用，在15 min 左右即可達(dá)到最佳凝血效果。Xia 等［23］用羧甲基殼聚糖氧化透明質(zhì)酸交聯(lián)制備了一種可降解的殼聚糖水凝膠，其作用下的小鼠相比于對(duì)照組出血量更少、止血時(shí)間更短，止血性能優(yōu)異。此外，其還能被機(jī)體快速吸收，在體內(nèi)無(wú)明顯積累，具有良好的生物降解性和生物相容性。Li等［24］利用N，O—羧甲基殼聚糖（N，O—CMC）和氧化硫酸軟骨素［一種硫酸化糖胺聚糖，由交替糖鏈（N-乙酰半乳糖胺和葡萄糖醛酸）組成］混合物制備了一種具有自愈、抗菌、止血和生物相容性等功能的水凝膠，用其培養(yǎng)的細(xì)胞活力在85%以上，且細(xì)胞毒性低。此外，由于N，O—CMC固有的抗菌能力，其還顯示出優(yōu)異的抗菌性能；小鼠肝臟模型止血實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示用該水凝膠30 s 時(shí)近乎停止出血，且出血量最少，止血性能優(yōu)異，這得益于其優(yōu)異的泡孔結(jié)構(gòu)。

1.2.2 多肽類

多肽是蛋白質(zhì)水解成氨基酸的中間產(chǎn)物，與蛋白質(zhì)的功能十分接近。其特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，分子量較低，而且生物活性多樣［25］。

同濟(jì)大學(xué)王啟剛等用含胍寡肽制成止血水凝膠，其在小鼠肝臟出血模型中的止血時(shí)間為110 s，比空白組的195 s縮短了85 s。近來(lái)也有由氨基酸合成多肽而制作止血材料的研究報(bào)道，如西北師范大學(xué)路德待等以L-精氨酸、L-半胱氨酸和L-賴氨酸為單體，以普蘭尼克L-31［分子質(zhì)量為900 g/mol的聚氧丙烯（含10%的聚氧乙烯）］為引發(fā)劑合成了一系列三嵌段共聚物。這些多肽在大鼠肝臟血模型中的失血量不到對(duì)照組的21%；且在豬皮和豬骨上的黏合強(qiáng)度高達(dá)106 kPa，顯示出良好的組織黏附性［26］。

自組裝短肽水凝膠是指在特定環(huán)境下通過(guò)非共價(jià)鍵作用形成特定二級(jí)結(jié)構(gòu)，最終自組裝成含水量≥99%的超分子納米纖維短肽水凝膠。RADA16 水凝膠是由16個(gè)天然L-氨基酸殘基規(guī)則重復(fù)排列而成的離子互補(bǔ)型自組裝短肽，含水量超過(guò)99 %、孔徑為5～200 nm、纖維直徑為8～10 nm，這使得用其制備的纖維網(wǎng)狀止血材料能夠相對(duì)真實(shí)地模擬細(xì)胞外基質(zhì)成分，為細(xì)胞生長(zhǎng)提供必要的三維環(huán)境［27］。

1.3 氣凝膠止血材料

氣凝膠是指借助溶膠凝膠法，用特定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材料［28］。在止血材料中，氣凝膠因具有大的表面積、高的孔隙率、可控的孔尺寸、極低的密度、優(yōu)異的吸附能力和良好的生物相容性而倍受關(guān)注［29］。其密度、孔隙率與結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生重要的影響。

中國(guó)海洋大學(xué)陳西廣教授［30］課題組和Li等［31］以多巴胺為交聯(lián)劑，通過(guò)“堿性沉淀-叔丁醇置換-凍干方法”并用，將殼聚糖和硅藻土共混，成功制備出孔徑可控的殼聚糖/硅藻土復(fù)合氣凝膠止血材料，其具有極大的比表面積（74.441 m2/g）和極高的吸水率（＞316.83%），且溶血率極低（＜5%），對(duì)L929 細(xì)胞無(wú)細(xì)胞毒性。將殼聚糖和多巴胺封裝部分活性硅醇基團(tuán)，削弱細(xì)胞表面硅藻土極性基團(tuán)的作用，使其具有良好的血液相容性和細(xì)胞相容性及快速的止血性能。

Daria Lovskaya等［32］采用超臨界二氧化碳干燥法制備了具有局部止血潛力的殼聚糖基氣凝膠止血顆粒，其比表面積可達(dá)301～243 m2/g、孔隙率可達(dá)98 %～95%、蒸餾水吸附量可達(dá)9.63～4.83 g/g。Wang 等［33］以γ-氯丙基三乙氧基硅烷為交聯(lián)劑制備了殼聚糖和介孔二氧化硅負(fù)載n-鹵胺前驅(qū)體，然后通過(guò)凍干法制備了多孔的三維微結(jié)構(gòu)硅氧烷氣凝膠，其密度低（約0.12 g/cm3）、孔隙率高（≥99.53%）；對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的消滅率極高，可在短時(shí)間內(nèi)滅活，因此作為一種新型的止血?dú)⒕s化材料在醫(yī)藥生物領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

隨著對(duì)石墨烯性能研究的不斷深入，人們也開(kāi)展了石墨烯雜化氣凝膠用作止血材料的研究。Toribio Figueroa 等［34］制備了含有葡萄籽和皮膚提取物的石墨烯/殼聚糖氣凝膠（圖3）。其表面存在負(fù)電荷，且具有較高的交聯(lián)密度，能夠迅速吸收血液。在加入含有高含量黃烷醇的葡萄籽和皮膚提取物后，氣凝膠的粗糙度和硬度得到提高，使其更加適用于血液吸收。具有成為有效止血?jiǎng)┑臐摿Γ铱勺鳛榻o藥平臺(tái)為創(chuàng)口提供相應(yīng)藥物。

圖3 在基本條件下合成的負(fù)載6%SD提取物的吸附血?dú)饽z的SEM照片F(xiàn)ig.3 SEM of adsorbed blood aerogel loaded with 6%SD extract synthesized under basic conditions

Jessica Borges-Vilches等［35］通過(guò)微波輔助反應(yīng)制備了基于明膠和石墨烯的氣凝膠，并在其中加入了富含原花青素的葡萄皮提取物，制得一種新型止血?dú)饽z。其本身具有多孔結(jié)構(gòu)（圖4），與磷酸鹽鹽水溶液和新鮮人體血液接觸時(shí)能夠吸收超出自身質(zhì)量50倍的物質(zhì)。此外，將多酚化合物摻入明膠/石墨烯氣凝膠中能夠降低傷口處的pH值，有助于傷口愈合，有效提高其止血能力。

圖4 氣凝膠表面血細(xì)胞黏附的SEM照片F(xiàn)ig.4 SEM of blood cell adhesion on aerogel surface

Guajardo 等［36］通過(guò)石墨烯基團(tuán)和明膠胺基基團(tuán)之間的物理作用制備了具有各種形態(tài)的微孔、表面分別攜帶正電荷和負(fù)電荷的明膠/石墨烯氣凝膠（圖5），孔隙率大于90 %，表現(xiàn)出較高的磷酸鹽鹽水溶液吸收率，在水中十分穩(wěn)定。帶正電的明膠/石墨烯氣凝膠力學(xué)性能更好，且具有更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；帶負(fù)電的氣凝膠具有更出色的凝血性能，凝血率高達(dá)95.6 %，且無(wú)細(xì)胞毒性，能夠促進(jìn)纖維細(xì)胞增殖。

圖5 GO-G氣凝膠帶正負(fù)電的表面SEM照片F(xiàn)ig.5 SEM of the surface of GO-G aerogel with positive and negative charges

1.4 顆粒止血材料

顆粒止血材料是止血材料中的重要組成部分，可用于不規(guī)則形狀傷口或較深傷口等多種創(chuàng)面止血，且具有良好的止血效果［3］。目前顆粒止血材料主要有殼聚糖顆粒和淀粉顆粒。

1.4.1 殼聚糖顆粒

將殼聚糖與其他材料混合制備復(fù)合微球可達(dá)到更好的止血效果，Sun等［37］將介孔二氧化硅納米顆粒摻入殼聚糖制備快速止血?jiǎng)?。他們采用微乳液、熱誘導(dǎo)相分離法和表面活性劑模板法制備了殼聚糖-硅酸多孔復(fù)合微球，微球的表面和內(nèi)部形成了大量介孔二氧化硅納米粒子，表面積大且內(nèi)部有大孔。在大鼠肝裂傷模型中，其止血時(shí)間由單組分多孔殼聚糖微球的114 s縮短至97 s，止血能力更強(qiáng)，是一種安全有效的快速止血?jiǎng)?/p>

潘萌［38］通過(guò)微乳液法與熱致相分離法制備了殼聚糖/海藻酸鋅（CS/ZnAlg）復(fù)合微球，微球能將血小板、紅細(xì)胞等阻擋在其表面，同時(shí)可以吸走血液中的水分，使紅細(xì)胞凝聚并吸附在其表面，提高凝血速率。大鼠肝裂傷試驗(yàn)表明CS/ZnAlg的凝血效果顯著，凝血時(shí)間縮短到55 s，如圖6所示。

圖6 不同止血材料的體外凝血時(shí)間（**表示CS/ZnAlg與空白組和CSMS樣品相比存在極顯著差異P＜0.01）Fig.6 In vitro coagulation time of different hemostatic materials

1.4.2 淀粉顆粒

近些年來(lái)，淀粉止血微粒被廣泛應(yīng)用于臨床［39］。為改善單一淀粉顆粒的止血效果及生物相容性，蘇洋［40］通過(guò)高碘酸鈉將淀粉醛化改性，再將改性后的聚醚酰亞胺接枝在醛化后的多孔淀粉上，使多孔淀粉具有一定的正電性。改性后的淀粉吸水性明顯上升；血液相容性更好，能夠有效吸附血細(xì)胞；此外還具有很好的抗菌效果。

易月［41］以馬鈴薯為原料制備了馬鈴薯多孔淀粉，對(duì)其改性制得了交聯(lián)多孔淀粉小球和附鈣多孔淀粉小球，三者的生物相容性都很好，且止血時(shí)間較云南白藥明顯縮短，其中附鈣多孔淀粉比交聯(lián)多孔淀粉和多孔淀粉的止血效果更好。

2 合成高分子止血材料

合成高分子止血材料是利用原料的性能和其所造成的局部環(huán)境促進(jìn)止血和傷口愈合，如合成纖維吸收性能更高、更不易脫落；由多氨基甲酸乙酪制成的半通透性吸收膜在傷口處形成潤(rùn)濕低氧的環(huán)境，從而促進(jìn)傷口愈合［42］。

2.1 海綿止血材料

以PVA 為基體制成的海綿具有多孔結(jié)構(gòu)，可作為藥物傳遞物，但同時(shí)也存在術(shù)后取出困難、抗傷口粘連差、易引發(fā)炎癥等問(wèn)題［43-44］。Ji Won Kim 等［43］設(shè)計(jì)了一種由彈性納米纖維素纖維包裹PVA 的海綿，在鼻黏膜缺損動(dòng)物模型中，與紗布和單一PVA 相比，其失血量最少（0.074 mg左右），且炎癥細(xì)胞數(shù)量最少，表明納米纖維素增強(qiáng)了其抗炎作用。

林志丹等［44］以縮醛化PVA 海綿為基材，在縮醛化反應(yīng)形成泡沫過(guò)程中加入PVA/殼聚糖共混液，制備了殼聚糖改性縮醛化PVA 海綿，其泡孔結(jié)構(gòu)更均勻，可促進(jìn)傷口止血愈合，且傷口與取出海綿無(wú)粘連，炎癥反應(yīng)也得到有效抑制，這是由于適度增加發(fā)泡劑含量可使其孔隙率增大（圖7），有利于提高海綿的吸水能力；添加混合液有利于提高其黏附、藥效和力學(xué)強(qiáng)度。

圖7 不同含量發(fā)泡劑和混合液的樣品Fig.7 Samples of different amounts of foaming agent and mixture

2.2 水凝膠止血材料

范先謀等制備了聚丙烯酰胺-單寧酸-高嶺土水凝膠，其中單寧酸豐富的兒茶酚基團(tuán)不僅賦予了其濕潤(rùn)黏附性能，而且能促進(jìn)凝膠中第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)的形成，使其具有高強(qiáng)高韌特點(diǎn)；高嶺土則增強(qiáng)了其止血性能，使大鼠股動(dòng)脈傷口的止血時(shí)間從148 s 縮短至24 s，是一種快速止血材料［45］。

臭氧具有良好的抑菌及止血促凝效果，也是一類較好的止血材料。但其穩(wěn)定性差、極易分解，可以通過(guò)制備臭氧水凝膠來(lái)克服這一缺點(diǎn)［46］。劉方等［46］以卡波姆（聚丙烯酸、羧基乙烯共聚物）為基質(zhì)制作了臭氧緩釋水凝膠，其具有較好的穩(wěn)定性、促進(jìn)止血及傷口愈合功效。微觀上呈三維網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格之間相互連通（圖8），使其具有較好的吸水性，接觸血液時(shí)可以吸收血漿，濃縮血液，有利于血小板聚集，提高止血效果。

圖8 臭氧緩釋水凝膠的SEM照片F(xiàn)ig.8 SEM of ozone sustained-release hydrogel

2.3 氣凝膠止血材料

Constanza Mellado 等［47］利用溶膠凝膠法制備了干燥的氧化石墨烯和PVA 雜化氣凝膠，之后在其中加入了葡萄籽和果皮中富含原花青素（濃縮單寧）的天然提取物，得到的氣凝膠具有多孔結(jié)構(gòu)和較低的密度，對(duì)水分和血液的吸收率更高，具有凝血和輸送化合物的性能。在治療創(chuàng)傷出血、傷口愈合和皮膚給藥方面具有極大的應(yīng)用潛力。

Zheng等［48］提出以PVA為有機(jī)黏合劑，以具有生物相容性的無(wú)機(jī)超長(zhǎng)羥基磷灰石（HAP）納米線為主體，采用冷凍干燥技術(shù)構(gòu)建三維多孔結(jié)構(gòu)（圖9），制備了具有良好可塑性和柔韌性的止血?dú)饽z。其中W-8HAP-2PVA（HAP 與PVA 的質(zhì)量比為8∶2）氣凝膠具有優(yōu)異的親水性和高孔隙率，能夠加速止血。此外其還具有良好的血液相容性和細(xì)胞相容性，能夠促進(jìn)皮膚傷口愈合。

圖9 不同成分的W-HAP-PVA氣凝膠和P-8HAP-2PVA氣凝膠（由80%質(zhì)量的HAP納米粉體和20%質(zhì)量的PVA組成）的SEM照片F(xiàn)ig.9 SEM of W-HAP-PVA aerogel and P-8HAP-2PVA aerogel with different compositions（composed of 80 wt%HAP nanopowder and 20 wt%PVA）

2.4 納米纖維膜止血材料

納米纖維膜制備較為簡(jiǎn)單，具有良好的力學(xué)性能，且可以混合其他易于止血的材料或搭載抗菌、消炎粒子等活性物質(zhì)制備納米纖維膜，為創(chuàng)面愈合提供有效的殺菌促凝作用，可廣泛應(yīng)用于包扎止血材料。用于止血時(shí)，納米纖維膜需要具有良好的生物相容性、抑菌性和吸水性。在結(jié)構(gòu)上，具有一定的孔隙率，纖維形貌均勻的納米纖維膜更適宜用作醫(yī)用止血材料。目前研究較多的納米纖維膜有PVA 納米纖維膜和PLA 納米纖維膜。

2.4.1 PVA納米纖維膜

單一PVA 納米纖維膜雖有一定止血效果，但生物相容性較差。殼聚糖與PVA 制成的納米纖維膜具有更好的生物相容性，且可以抑菌抗菌。焦天宇等［49］采用靜電紡絲技術(shù)制備了負(fù)載左氧氟沙星的PVA/殼聚糖納米纖維膜，其比表面積大，有利于藥物的釋放。且殼聚糖與左氧氟沙星復(fù)合制備的纖維膜具有廣譜、長(zhǎng)效的抗菌性能。

李敏等［50］采用靜電紡絲技術(shù)制備了負(fù)載銀粒子的PVA/海藻酸鈉復(fù)合納米纖維膜（圖10），銀粒子和海藻酸鈉均具有抗菌性，因而，纖維膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的過(guò)濾效率達(dá)99.2%。

圖10 不同海藻酸鈉含量的PVA/海藻酸鈉復(fù)合納米纖維的形貌Fig.10 Morphology of PVA/SA composite nanofibers with different SA contents

纖維膜的結(jié)構(gòu)對(duì)其性能也有很大影響。劉曉妍等［51］用積雪草苷、殼聚糖和PVA 為芯層原料，海藻酸鈉和PVA 為殼層原料，利用同軸靜電紡絲技術(shù)制備出同軸納米纖維膜。其對(duì)大鼠的燒傷愈合有明顯的促進(jìn)作用，且搭載藥物的膜對(duì)傷口愈合的促進(jìn)效果更好，有利于創(chuàng)面細(xì)胞的增殖和血管生成，抑制炎癥的發(fā)生。

2.4.2 PLA納米纖維膜

PLA 是優(yōu)異的醫(yī)用材料，搭載抗菌藥物或者具有殺菌功能的粒子可提高其抗菌性。陳品鴻等［52］用靜電紡絲技術(shù)制備出搭載了恩諾沙星的PLA納米纖維膜并模擬了體外釋藥實(shí)驗(yàn)。其對(duì)恩諾沙星的緩釋時(shí)間達(dá)到了72 h，且恩諾沙星具有良好的殺菌作用，有利于傷口的愈合。

羅煒等［53］用噴氣紡絲技術(shù)構(gòu)建了具有模擬細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)的PLA 納米纖維膜基底，并在膜表面引入氨基，同時(shí)將納米銀修飾到纖維膜表面。結(jié)果表明，引入氨基使纖維膜親水性提高，改善了細(xì)胞在膜上的黏附，且對(duì)大腸桿菌的抗性也有顯著提高。

劉榮濤等［54］用靜電紡絲技術(shù)制備了摻雜酒石酸的聚苯胺與PLA 復(fù)合納米纖維膜，加入聚苯胺可提高纖維膜的生物相容性和親水性，且酒石酸和聚苯胺不會(huì)改變PLA 膜的多孔結(jié)構(gòu)。此外，具有空心管狀結(jié)構(gòu)的納米纖維膜的生物相容性更好。

2.5 薄膜類止血材料

薄膜類合成高分子醫(yī)用材料可以人為地控制其孔隙率、抗菌性、力學(xué)性能、吸水性和降解性，在促進(jìn)創(chuàng)傷愈合領(lǐng)域中廣泛使用。

2.5.1 PU薄膜

PU 薄膜具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，在失血材料中廣泛應(yīng)用。張凌昊等［55］用流延法制備了PU薄膜，研究了異氰酸根與氫氧根的比值（R值）對(duì)薄膜性能的影響。結(jié)果表明，PU 薄膜具有優(yōu)秀的延展性，可以通過(guò)降低R值來(lái)提高薄膜的吸水性。

胡丹丹等［56］利用濕法成膜技術(shù)制備了PU/醋酸淀粉（ASt）共混膜和PU/聚乙二醇（PEG）共混膜。實(shí)驗(yàn)表明，ASt 和PEG 均可增大PU 薄膜的孔隙率、吸水性和滲透性，但不降低薄膜的抗菌能力。在PEG 含量為40%時(shí)，PU薄膜的力學(xué)性能較好，接觸角急劇下降，薄膜的親水性大幅度提高。另外，ASt 和PEG 都可以促進(jìn)PU薄膜的降解。

任振俶等［57］用化學(xué)接枝法將PEG 和羧基化殼聚糖接枝到PU 薄膜表面，制得的薄膜親水性和血液相容性均有提高，溶血率＜2 %，屬于非溶血性生物醫(yī)用材料。

2.5.2 PVA薄膜

王培等［58］用流延法制備了搭載了姜黃素的PVA/羧甲基纖維素鈉薄膜。姜黃素具有抗菌性能，搭載在薄膜上有利于傷口的愈合。PVA 與羧甲基纖維素鈉的質(zhì)量比為1∶2 時(shí)，薄膜的降解率最大，達(dá)到了79.8 %。在二者質(zhì)量比為1∶1 時(shí)，薄膜具有較好的緩釋性和較高的包封率。

石銳［59］等以淀粉和PVA 為原料，通過(guò)冷凍干燥制備出具有多孔結(jié)構(gòu)的PVA 薄膜，具有良好的力學(xué)性能和親水性。PVA 含量增大使薄膜的孔徑減小。PVA∶淀粉＝1∶1 時(shí)，其拉伸強(qiáng)度為7.2 MPa、孔隙率為52.4 %、24 h 吸水率為296 %、換液后7 d 細(xì)胞增殖率達(dá)到90%。

劉力等［60］用成膜法制得PVA-AlgCa2＋（海藻酸鹽）-透明質(zhì)酸復(fù)合薄膜，透明質(zhì)酸含量在1%～4%時(shí)，其呈網(wǎng)狀交織多孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布隨著透明質(zhì)酸含量的增加而更均勻，含水率上升。

2.5.3 PLA薄膜

辛強(qiáng)偉［61］利用活性自由基聚合法將不同濃度的2-甲基丙烯酰氧乙基膽堿磷酸（MCP）聚合物分子刷接枝到PLA 膜表面。單體MCP 投入量越大，PLA 膜的粗糙度和親水性越大。經(jīng)MCP功能化的PLA 膜不影響PLA原有的生物相容性，還會(huì)減輕機(jī)體的炎癥反應(yīng)。

張彬等［62］以PLA、殼聚糖和明膠為原料制備了PLA/明膠/殼聚糖復(fù)合薄膜，采用熱誘導(dǎo)相分離法對(duì)其致孔，使薄膜具有微孔結(jié)構(gòu)。殼聚糖和明膠提高了薄膜的親水性，與自然凍干和-50 ℃預(yù)凍后再凍干的樣品相比，-10 ℃預(yù)凍后再冷凍干燥的薄膜的泡孔率最大、親水性最好。

陳米娜等［63］用流延法將PLA 制成薄膜，之后將其浸泡在含新生牛血清的達(dá)爾伯克（氏）必需基本培養(yǎng)基中預(yù)處理?？梢缘窒鸓LA薄膜對(duì)細(xì)胞的抑制增殖和分化作用。

3 天然高分子與合成高分子多層復(fù)合止血材料

目前為止，市場(chǎng)上有超過(guò)3 000 種不同的止血材料［64］，但單一止血材料難以實(shí)現(xiàn)多功能化，因此，在傷口愈合研究領(lǐng)域，研制具有多功能的復(fù)合止血材料備受關(guān)注［65］。

邱玉宇［4］將玉米醇溶蛋白/乙基纖維素/王不留行黃酮苷和玉米醇溶蛋白/乙基纖維素/光敏劑混合溶液靜電紡絲，在靜電場(chǎng)下將2種混合溶液的納米纖維分別沉積在細(xì)菌纖維素膜/聚酯無(wú)紡布復(fù)合膜的兩面，并用熱壓儀將3 層結(jié)構(gòu)加固形成多層復(fù)合創(chuàng)傷止血材料。用其處理的小鼠傷口在造模后第10 天愈合率達(dá)到92.4%，明顯高于對(duì)照組；而且在維持傷口濕性愈合環(huán)境的同時(shí)還能促進(jìn)傷口愈合。

止血材料作用于人體，酸堿性指標(biāo)合格才能抵御外界細(xì)菌侵蝕，保持皮膚彈性和水分的最佳狀態(tài)。吳杰［66］通過(guò)殼聚糖纖維、黏膠纖維和聚酯纖維的配比和纖維排列方向的設(shè)計(jì)，制備了7種不同纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)的殼聚糖多層水刺復(fù)合功能性醫(yī)用止血材料，其水浸出液的酸堿度都在6.0～7.0之間，有利于皮膚的修復(fù)；此外還具有優(yōu)異的抑菌性能，對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌率＞99%，對(duì)大腸桿菌的抑菌率也在90%～99%之間。

孫瑋［67］以鹽酸環(huán)丙沙星為抗菌劑、將PVA/殼聚糖纖維膜、海藻酸鈉/羧甲基纖維素鈉氣凝膠與醫(yī)用無(wú)紡布膠布復(fù)合得到多層復(fù)合止血材料。實(shí)驗(yàn)表明，載藥纖維膜有明顯的抑菌圈，抗菌性隨著藥物的含量增加也逐漸增強(qiáng)。

He 等［68］制備了一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)感染發(fā)展情況的創(chuàng)面止血材料，這種由硬脂酰三甲基氯化銨、負(fù)載抗菌性亞甲基藍(lán)的PVA 泡沫和電紡絲羧甲基纖維素鈉網(wǎng)片組成的多層創(chuàng)面止血材料具有良好的凝血作用、高吸水性及顯著抑菌作用，在細(xì)菌載量超過(guò)止血材料的抑菌閾值時(shí)，材料內(nèi)的亞甲基藍(lán)會(huì)使顏色發(fā)生明顯變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)感染發(fā)展情況，能夠及時(shí)向醫(yī)護(hù)人員反饋患者傷口情況。

4 結(jié)語(yǔ)

理想的止血材料應(yīng)該具有優(yōu)異的抗菌、止血性能、不損傷人體皮膚、便于加工制作、經(jīng)濟(jì)、便攜等特點(diǎn)，才能滿足醫(yī)學(xué)應(yīng)用的需求。目前盡管在生物高分子止血材料和合成高分子止血材料方面有著持續(xù)發(fā)展，但仍然存在很多難以解決的問(wèn)題，如設(shè)計(jì)一種易于取出且不剝離血塊、不引起繼發(fā)性出血和疼痛的材料仍是一個(gè)重大挑戰(zhàn)；在使用可降解材料時(shí)，應(yīng)保證降解產(chǎn)物的生物相容性且體內(nèi)血栓無(wú)炎癥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，降解率必須與組織修復(fù)過(guò)程相匹配，目前尚且無(wú)法做到真正完全滿足臨床需求。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，研究人員定會(huì)研制出性能優(yōu)異的止血材料，滿足患者術(shù)后快速康復(fù)的需求。