纺织材料物理性能对止血和吸收的影响.pdf

研究报告水溶性纺织材料物理性能对止血和吸收的影响 张 镁 北京纺织科学研究所 100026 摘 要 通过考察水溶性止血纺织材料溶解性 电荷性 粗糙度 孔隙率 粘度等物理性能 研究其对凝血因子 血小 板 红细胞及血液流变学及体内吸收性和毒性的影响 结果表明 负电性不利于吸附血小板 有利于聚集红血球 溶解速度 较慢的材料S299负电性较低 主要靠吸附血小板和粘度止血 止血性能受粗糙度 孔隙率 粘度影响较大 适于用在体外 S2100负电性较高 溶解速度快 主要靠聚集红血球止血 可使蛋白纤维增粗3倍 形成致密网状交联止血 适合用在体内 水溶性材料溶解后 可增加血液粘度 通过循环代谢排出体外 止血性能好于不溶性材料 吸收快而组织反应小 叙 词 卫生用纺织品 织物 水溶性 物理性能 中图分类号 TS190166 大量研究报告表明 水溶性纺织材料与血液接触 后会引起血液成分的变化 除对化学结构有影响外 其 溶解性 电荷性 粗糙度 孔隙率 粘度等对凝血因子 血小板 红细胞及血液流变学都有影响 本文研究了水 溶性纺织材料的物理性能对凝血因子及血栓形成的影 响 通过与对照样品比较 考察对其止血和吸收的作 用 1 试验 1 1 试验材料 S2100吸收性止血绫 氧化2纤维素醚类 S299水 溶性止血纱布 纤维素醚类 北京纺研所 氧化纤维素 进口 可吸收止血敷料 海藻类 国内研制 明胶海绵 动物胶原类 国产 止血纤维 聚乙烯醇类 国产 1 2 试验仪器 SADOW 1型电泳仪 英国 XF23006B型纤维表面电性能测试仪 西安 孔隙率测定仪KR08超伦公司 织物风格测定仪KES2FB美国 投影仪德国 8项血球测定仪CELLDYN美国 自动凝血测定仪DA TE AU TOFZ美国 旋转粘度计上海 1 3 试验方法 1 3 1 表面电荷性测定 1 电泳法 将试验材料分别配成0 5 溶液 不溶性材料配 成0 5 溶液后 于70 浸提24 h 取0 02mL滴于 2 13 cm 2 滤纸上 用DY21型电泳仪观察溶液移动方 向 工作电压100 V 时间60 m in 2 表面流动电位测定法 分别称取试验材料1 g和5 g 剪成4 5 mm小 段 用75 乙醇 25 蒸馏水混合浸湿后 置XF2 3006B型纤维表面电性能测试仪中测定表面流动电 位 pH值7 7 电导率0 005 3 投影仪观察法 为观察不同介质溶解后 胶团电荷性变化及对血 细胞的作用 分别用KCl N aCl CaCl2及葡萄糖的溶 液溶解试验材料 用投影仪观察其对红细胞 血小板的 作用 1 3 2 溶解性 1 显微镜观察法 将材料配成0 5 溶液 显微镜下观察溶解情况 2 溶解与非溶解的影响 将水溶性材料可溶性基团封闭 使其变为不溶性 然后比较凝血时间 血小板粘附 吸收情况及皮肤刺激 情况 1 3 3 表面粗糙度影响 取样品20 20 cm 2 于KES2FB型织物风格仪上 测定粗糙度 然后比较凝血时间 血小板粘附及血栓形 成等指标 1 3 4 孔隙率影响 取样品10 10 cm 2 于KR08孔径仪测定其孔径 用黄金天平称量并计算孔隙率 然后比较止血效果 2 结果和讨论 水溶性纺织材料作为高分子电解质 具有吸水溶 胀 溶解并带有一定电荷性的特点 其溶解速度和特性 受本身物理化学因素及外界环境影响而有很大差异 因此 在与血液这种特殊生理物质接触后 也会发生不 同的作用 本文考察水溶性纺织材料的物理因素对止 血和吸收的影响 5 水溶性纺织材料物理性能对止血和吸收的影响 印 染 2001 No 7 2 1 表面电荷性的影响 2 1 1 在巴比妥2巴比妥钠中电荷性 S299 S2100两种水溶性止血材料在0 5 巴比妥 2巴比妥钠水溶液中进行电泳试验 结果表明两者均由 负极向正极移动 故带负电 其中S2100负电性大于S2 99 见图 1 图 1 2 1 2 表面流动电位 表面流动电位测定结果见表1 表1 材料表面流动电位测定 项目 重量 g 长度 mm 标准电阻电位 mV 流动电位 mV S2991 53 0 12 0 16 S21001 53 0 12 0 26 明胶海绵3 04 0 12 30 2 1 3 与血液中盐类的作用 S299 S2100为高分子电解质 溶解后形成带负电 的胶粒 在金属离子的作用下 电解质平衡发生移动 从而引起自身的聚集 血液中含有微量金属元素 根据 血液中钙 镁 钠 钾盐含量分别制成各种浓度的盐溶 液 将样品加入上述溶液 用投影仪观察 发现在钙盐 溶液中 样品胶粒呈梅花状结晶 在钾盐溶液中呈蕉叶 状结晶 在钠盐溶液中呈柳絮状结晶 血小板和红血球 附着在这些结晶的枝杈上 不断聚集 见图 2 图2 材料与血液中盐类的作用 2 1 4 与血小板作用 将新鲜血液抗凝处理后离心分离 分别制成富含 血小板和红血球的血液样品 将可溶性止血材料和普 通纱布 明胶海绵 氧化纤维素加入上述样品 用投影 仪观察 结果发现 血小板和红血球迅速粘附在可溶性 止血材料溶解后的胶粒周围 其他材料粘附较少 用特 定仪器定量测定血小板粘附率 发现约有40 50 血小板和红血球粘附 表2 材料电荷性对血小板的影响 材料名称 流动电位 mV PTAPTTTT 血小板吸附量 X SD 血小板粘附率 S299 0 1613 5 0 432 5 2 911 0 0 8120 2 12 948 6 68 S2100 0 2613 5 0 331 8 2 411 66 0 4891 46 9835 97 18 18 明胶海绵 30 15 1 1 3 空白对照 13 4 0 240 0 4 1 注 PT2血浆凝血酶原时间 A PTT2活化部分凝血活酶时间 TT2凝血酶时间 从材料电荷性对血小板的吸附量和粘附率看 随 负电性的提高 吸附量和粘附率下降 说明负电性不利 于发挥血小板的作用 S2100虽然对血小板粘附不多 但止血效果与S299相当 说明两者止血机理不同 S 2 99主要通过粘附血小板发挥止血作用 而S2100主要 通过其他途径发挥止血作用 从实验结果发现 S 2100加入纤维蛋白原后 迅速 与纤维蛋白原结合 形成直径约80 nm的蛋白纤维 并发生致密网状交联 未加入S2100的纤维蛋白原直 径约27 nm 网状交联较稀疏 见图 3 2 1 5 与凝血酶的作用 将凝血酶和纤维蛋白原配成一定浓度的溶液 分 图3 S2100对纤维蛋白原的作用 别将不同止血材料按相同量加入溶液 用紫外分光光 度计读取达到平衡的时间 以空白作对照 横坐标表示 6 印 染 2001 No 7 www cdfn com cn 形成血栓的时间 纵坐标表示形成血栓的大小 结果发 现 空白达到平衡的时间约为实验组的2倍 可溶性止 血材料约需3 5 m in 其他材料高于这个时间 可溶 性止血材料形成血栓的大小约是空白对照的3倍 见 图 4 图4 S2100 S299与凝血酶的作用 2 1 6 与红血球的作用 S2100负电性较强 其负离子对红细胞中铁离子 有强烈吸附 通过红细胞的聚集 促进凝血 见图 5 图5 S2100对红血球的作用 2 2 溶解性影响 2 2 1 溶解性对材料物理性能的影响 表3 溶解性对材料各种性能的影响 材料名称吸水性保水性溶解性负离子性粘度降解性对铁离子的吸附性 普通棉纱布 0 000 氧化纤维素 0 0 S299 S2100 注 越多 表示该项指标性能越好 2 2 2 水溶性与相应不溶性材料性能比较 为进一步研究溶解性对止血性能的影响 本文对 可溶性材料进行处理 封闭其水溶性基团 使其变为不 溶性材料 然后与原可溶性材料进行止血性能 吸收性 能和毒性比较 1 止血性比较 表4 5分别为相应材料凝血酶时间 TT 和血小 板粘附情况对比 表4 水溶性与相应不溶性材料凝血酶时间对比 材料名称水溶性材料TT s不溶性材料TT s S29911 78 0 5712 36 1 38 S210012 61 0 6314 49 1 463 空白对照15 23 注 n 8 p 0 05 3 有显著意义 表4说明 水溶性材料和相应不溶性材料相比 不 溶性材料凝血酶时间好于空白 但比溶解性材料差 其 中S2100溶解性材料明显好于相应不溶性材料 S 299 溶解性材料与相应不溶性材料止血性能相差不多 即 相同材料由可溶变为不溶后 仍保持一定的止血性 对 S299而言 溶解与不溶解 止血性能相差不多 对S2 100而言 溶解性材料止血性能明显好于相应不溶性 材料 表5 水溶性与相应不溶性材料血小板粘附性对比 材料名称 水溶性材料不溶性材料 吸附量 X SD粘附率 吸附量 X SD粘附率 S299120 2 16 948 51 6 6880 6 31 0730 91 12 28 S210091 45 9835 97 18 18 105 6 32 7241 74 12 9 由表5可见 S299从水溶性变为不溶性后 对血小 板吸附量及粘附率呈下降趋势 S 2100从水溶性变为 不溶性后 对血小板吸附量及粘附率呈上升趋势 分析 原因认为 S 299溶解性比S2100差 溶解速度慢 吸水 溶胀时间长 胶体颗粒大 且负电性较低 在吸水溶胀 过程中 不但本身粘附血小板较多 而且粘度大 促使 血小板碰撞机会增多 故溶解性材料的血小板粘附率 较高 相应不溶性材料无吸水溶胀性 对血液粘度没有 影响 故血小板吸附率下降 S2100溶解速度快 溶解 后材料的负电性较强 胶体颗粒小 对血液粘度影响较 小 故溶解状态下 对带负电的血小板吸附较少 相应 的不溶性材料对血液粘度影响与水溶性材料相差不 多 而因织物孔隙多 比表面积大 因此不溶状态下对 血小板的吸附反而较多 2 皮肤刺激试验对比 根据AN SL Z80 421984标准测定 S 299和S2100 7 水溶性纺织材料物理性能对止血和吸收的影响 印 染 2001 No 7 的水溶性与相应不溶性材料皮肤刺激性对比结果见表 6 7 表6 S 99水溶性与相应不溶性材料皮肤刺激性对比 时间 h 反应 记分 浸提液阳性阴性 S299S2992IS 24红斑003300 水肿003300 48红斑003300 水肿003300 72红斑004400 水肿004400 皮肤刺激 指数 P II 006 676 6700 注 02试验样品对该项目无刺激反应 32阳性对照样品对皮 肤的刺激程度为3 阴性对照即未加任何样品 无刺激反应 以 此类推 以下同 由表6结果表明 S 299水溶性材料和相应不溶性 材料浸提液对皮肤均无刺激反应 由7结果表明 S 2100水溶性材料与相应不溶性材 料浸提液对皮肤均无刺激反应 表7 S 100水溶性材料与相应不溶性材料皮肤刺激性对比 时间 h 反应 记分 浸提液阳性阴性 S2100 S21002IS 24红斑003300 水肿003300 48红斑004400 水肿004400 72红斑004400 水肿004400 皮肤刺激 指数 P II 007 337 3300 3 吸收性比较 选用体重2 5 kg左右的健康家兔6只 每组2 只 用3 戊巴比妥溶液麻醉 按外科手术要求脊柱 两侧切口 在肌肉内埋植止血纱布 每只兔右侧埋植水 溶性可吸收止血纱布3处 左侧埋植相应不溶性纱布3 处 然后逐层缝和 分别在术后7天 14天 90天取出 埋植部位的肌肉组织 包括埋植的止血纱布 用甲醛 溶液固定 TH染色 作病理切片观察 结果见表8 9 表8 S 100水溶性及相应不溶性材料植入兔肌肉组织病理学观察 项目水溶性材料相应不溶性材料 植入天数 天7149071490 纱布截面积 cm21 2 0 6少许00 9 0 80 5 0 20 炎症反应 纤维增生 0 液化腔形成形成0000 注 同表3 由表8可见 S 2100水溶性材料纱布截面积消失较 快 14天基本未见 90天完全消失 相应不溶性材料 14天仍有可见残迹 90天完全消失 炎症反应 纤维增 生水溶性与相应不溶性材料基本相近 属正常创伤反 应 90天后基本消失 术后14天以前 水溶性材料有 液化腔出现 相应不溶性材料则未出现 主要是因为经 不溶性处理后 材料比重加大 面积变小 故纱布残迹 较小 且不发生吸水溶胀 故无液化腔形成 试验结果 表明 S2100水溶性材料与相应不溶性材料均可被体 内吸收 炎症反应及纤维组织增生基本相似 相应不溶 性材料吸收较慢 但无液化腔形成 表9 S 99水溶性及相应不溶性材料植入兔肌肉组织病理学观察 项目水溶性材料相应不溶性材料 植入天数 天7149071490 纱布截面积 cm20 8 0 50 4 0 301 1 0 90 9 0 70 炎症反应 0 0 纤维增生 液化腔形成形成0000 注 同表3 由表9可见 S 299可溶性材料植入体内后 纱布残 迹消失比相应不溶性材料快 但炎症反应和纤维增生 随时间延长加重 相应不溶性材料虽然吸收较慢 但炎 症反应和纤维增生较轻 且无液化腔形成 分析原因 S299溶胀性最大 在体内吸血溶胀后 对周围组织形 成压迫 使局部炎症反应加强 因此 虽然S299具有水 溶性 但因其溶胀性过强 会形成不良反应 不宜用于 体内 相应不溶性材料 反应较小 但吸收较慢 以上试验表明 S 299 S2100水溶性材料与相应不 溶性材料均能被体内吸收 相比之下 水溶性材料吸收 较快 不溶性材料吸收较慢 S2100水溶性材料止血功 能显著好于相应不溶性材料 而炎症 纤维增生反应基 本相同 皆比S299轻 S299则水溶性材料反应较重 相 应不溶性材料反应较轻 水溶性S299与S2100相比 其反应大于S2100 S299不宜用于体内 S 2100水溶性 材料适于用在体内 2 3 粘度的影响 血液粘度增高 有利于凝血 水溶性材料的独到好 处之一 在于它可以影响血液的粘度 2 3 1 对血液粘度的影响 8 印 染 2001 No 7 www cdfn com cn 将相同量水溶性材料 氧化纤维素 海藻酸三种不 同止血材料分别加入经抗凝处理的血液中 观察血液 粘度变化 结果发现 不溶性止血材料对血液粘度变化 没有影响 可溶性止血材料使血液粘度明显变大 表10 不同止血材料对体外血液流变学的影响 分组 全血粘度 mPa s 2 s 1 47 s 1 118 s 1 聚集指数 对照组8 36 1 174 24 0 283 57 0 212 33 0 21 S210010 3 1 2235 35 0 093 34 49 0 063 32 29 0 29 氧化纤维素9 73 1 214 48 0 123 7 0 112 63 0 3 对照组7 36 0 853 83 0 183 25 0 112 27 0 26 S29916 7 3 013 36 55 0 503 35 42 0 383 32 77 0 38 海藻类9 21 1 3533 96 0 283 32 0 18 3 08 0 453 注 3 与对照组比较 P 0 05 33 与对照组比较 P 0 001 n 5 体外血液流变学试验表明 S 299 S2100均可使不 同切变率下全血粘度明显升高 氧化纤维素对全血粘 度基本没有影响 海藻类材料虽可使低切变粘度升高 聚集指数加大 但效果明显差于S299 S2100 2 3 2 对血栓形成的影响 将水溶性材料 氧化纤维素 海藻酸三种不同止血 材料加入体外血栓试验仪 观察体外血栓形成情况 结 果发现 可溶性止血材料血栓长度和重量明显好于其 他材料 表11 不同止血材料体外血栓形成对比 材料名称 血栓湿重 mg 血栓湿长 cm 血栓干重 mg 血栓干长 cm CMC2Na I 148 36 18 584 67 2 0226 8 5 073 7 1 91 OOC2CMC2Na II 34 33 6 921 03 0 155 62 0 150 93 0 15 国内海藻类3 18 0 510 07 0 120 5 0 870 07 0 12 国外氧化纤维素无血栓无血栓无血栓无血栓 空白对照无血栓无血栓无血栓无血栓 表11可见 对经抗凝处理的血液 在流变条件下 水溶性止血材料仍有血栓形成 海藻类材料略有作用 氧化纤维素和对照材料则失去凝血作用 原因在于水 溶性材料具有物理 化学 生化三重止血作用 当一种 作用失效时 其他两种仍有作用 S2100对凝血酶的作用是由于活性基团对红细胞 中Fe3 离子有强烈的吸附倾向 2 4 孔隙率和粗糙度的影响 水溶性纺织材料是固态织物 在与血液接触后 逐 渐吸水溶胀变为凝胶状态 然后再变为固态血栓 溶解 性较好的材料 吸水溶胀时间短 与织物表面物理结构 关系不大 溶解性较慢的材料 吸水溶胀时间较长 与 表面物理状态关系较大 表12为不同材料表面物理状 态与止血性能的关系 表12 不同材料表面物理状态与止血性能的关系 材料名称溶解性 孔径 cm 孔隙率 粗糙度 m 凝血酶时间 s 血小板粘附率 全血粘度 2 s 1 mPa s 斜纹组织 粘胶变性 不溶95 9941 213 7314 10 1 0642 58 0 7810 3 1 223 纱布组织 棉变性 不溶488 6261 9215 8212 36 1 3857 69 19 7916 7 3 013 3 无纺布 棉变性 不溶241 7895 02 13 48 1 05 9 21 1 353 由表12看出 变性情况相同而表面物理状态不同 的材料 止血性能也有所不同 随孔隙率 粗糙度增加 凝血酶时间减