论文部分内容阅读
大出血是各种事故及手术治疗过程中患者死亡的重要原因。在战场上,50%的战场伤亡是由不受控制的大出血及大出血导致的并发症所致。即使伤员能被及时送至医院抢救,大量失血仍然可以导致患者酸中毒、凝血功能障碍和感染,进而引起败血症和多器官衰竭,最终导致患者死亡。如何在出血后的黄金时间内进行有效止血,具有极其重要的意义。近年来,各种新型的止血方法和材料已经得到广泛的研究,包括新型无机止血材料,生物活性止血材料及有机高分子止血材料等已被应用于临床和战伤救治。但是,目前应用的止血材料都有一定的缺陷。无机止血剂会导致组织热损伤、引起血管内皮损伤、生物降解性差,使用后易残留于血管腔和肺部而导致血栓形成;有机高分子止血材料对严重的创伤性出血,其止血效果非常有限;生物活性止血剂则不易保存,而且有免疫原性和病毒污染的风险。目前,临床应用的止血材料也没有抗菌性能。理想的止血材料应该具有以下特性:(1)适用于各种活动性出血伤口,止血效果好;(2)使用方便快捷;(3)具有良好的生物相容性,生物体内易降解;(4)有一定的抗菌性。介孔二氧化硅具有生物相容性好,细胞毒性低,热稳定性好,表面电荷可调节等优点,通过负载抗生素,也可以有效抗感染。本课题通过对三维树枝状中心发散孔道的介孔二氧化硅球形纳米颗粒进行改性,通过负载凝血酶和万古霉素以加强其止血和抗菌性能,制备一种兼具止血和抗菌功能的新型止血材料。第一部分:功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料的制备在本课题中,我们选用了一种新的介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法——油水分层两相法,来合成三维树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒。我们选用了7nm孔径、135nm粒径的介孔二氧化硅球形纳米颗粒(MSN)作为基础,先利用介孔二氧化硅孔道负载万古霉素;再对其进行表面修饰,使用聚多巴胺包裹,合成聚多巴胺包裹的负载万古霉素的介孔二氧化硅(MSN-Van-DOPA);最后对MSN-Van-DOPA进一步修饰,利用聚多巴胺的黏附作用,在其表面负载凝血酶,以制备负载凝血酶和万古霉素的介孔二氧化硅(MSN-Van-DOPA-Tro)。使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对这四种介孔二氧化硅纳米材料进行观察,以明确药物负载情况。我们发现,合成的MSN是均一而单分散的球形纳米颗粒,其表面有许多孔道可以进行药物负载。万古霉素则通过孔道负载,使用聚多巴胺进行封装,并利用聚多巴胺黏附作用对凝血酶进行黏附,MSN-Van-DOPA-Tro表面则能观察到一层薄膜,表明凝血酶已经成功负载。第二部分:功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料止血性能的研究负载凝血酶的介孔二氧化硅,结合了凝血酶和介孔二氧化硅的止血优势,其止血效果更好,加载的万古霉素,也使其具有一定的抗菌效果。我们对负载凝血酶和万古霉素介孔二氧化硅的止血性能进行评估,通过对凝血时间检测(CBT)和临床基本血凝检测(APTT、PT检测)的测定,以评估功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料的体外凝血性能。通过建立大鼠的肝出血模型,对功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料体内凝血性能进行评估。通过CCK-8检测纳米止血材料对MC3T3增殖的影响,以评估其生物相容性。通过研究,我们发现四种介孔二氧化硅材料均能有效地降低凝血时间(CBT),MSN-Van-DOPA和MSN-Van-DOPA-Tro对CBT影响更显著。MSN-VanDOPA和MSN-Van-DOPA-Tro能有效的降低APTT、PT值,而MSN和MSN-Van对APTT、PT的影响则不明显。在大鼠肝出血模型中,MSN-Van-DOPA和MSN-Van-DOPA-Tro,能明显减少大鼠的出血量并降低出血时间。相容性检测也表明,MSN-Van-DOPA-Tro的细胞相容性很好,在200μg/ml浓度时,并没有表现出细胞毒性。第三部分:功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料抗菌性能的研究理想的止血材料必须在促进凝血的同时也具备一定的抗菌性能。介孔二氧化硅纳米颗粒因为其孔道结构,可以作为抗生素等小分子药物的载体。万古霉素可以抑制、杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染。我们将万古霉素负载于介孔二氧化硅纳米材料的孔道中,并且使用多巴胺进行封装,保证抗菌效果的同时,还可以局部应用,避免了全身的副反应。我们对功能化三维枝状化介孔二氧化硅材料的抗菌性能进行评估。分别对MSN,MSN-Van,MSN-Van-DOPA-Tro这三组介孔二氧化硅纳米材料进行最低抑菌浓度(MIC)检测,并使用组织平板法表征纳米止血材料的抗菌性能。通过实验我们发现,MSN-Van-DOPA-Tro对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的MIC为16μg/m L。通过组织平板法表征抗菌性能,MSN-Van,MSN-Van-DOPA-Tro能够抑制金黄色葡萄球菌增殖。