基于原位还原纳米银的壳聚糖/明胶止血材料可控制备及其止血机理

In the field of silver wound dressing, there are two important scientific problems to be solved——the formation of silvernanoparticles(AgNPs) in high-molecular polymer and the mechanism of silver promoting blood clotting.In this project, we use ascorbic acid in the appropriate proportion of chitosan/gelatin gel in situ reduction of AgNPs, and then prepare porous sponge nano hemostatic materials by the method of freeze drying.We use chemical and physical research methods to characterized AgNPs size, morphology, chemical bonds combination, the internal structure, etc, to reveal AgNPs formation mechanism in high-molecular polymer；we adopt biochemistry and molecular biology research technology to study the prothrombin time (PT), activated partial thrombin time (APTT) of nano hemostatic materials, to prove its coagulation way that; we research the biochemical indexes of nano hemostatic materials, such as platelet aggregation, erythrocyte aggregation,thrombin production, to reveal the hemostatic mechanism; we study protein binding fastness between Platelets and nano hemostatic materials, abundance and complement activation condition, to clarify the nano hemostatic materials on blood coagulation activation of the channel.To sum up, this project provides hemostasis theoretical support and scientific basis for silver wound dressing structure regulation and mechanism research.

纳米银颗粒（AgNPs）在高分子聚合物中的形成机理，及其促进血液凝固的具体机制是目前含银创伤敷料所需要解决的重要科学问题。本项目利用抗坏血酸在适当比例的壳聚糖/明胶凝胶中原位还原出AgNPs，通过冷冻干燥方式制备出多孔海绵状纳米复合止血材料。借助化学与物理研究方法表征纳米复合止血材料中AgNPs的大小、形貌、化学键结合情况、内部结构等情况，揭示AgNPs在高分子聚合物中的形成机理。运用生物化学与分子生物学的研究技术研究纳米复合止血材料的凝血酶原时间(PT)，活化部分凝血酶时间（APTT），探明其凝血途径；研究纳米复合止血材料的血小板聚集，红细胞聚集，凝血酶生产量等生化指标，揭示其止血机理；研究血小板与纳米复合止血材料的蛋白结合牢度、丰度及补体激活情况，阐明纳米复合止血材料对血液凝固的激活通道。本研究对含银创伤敷料的结构调控及机理研究提供止血提供理论支持和科学依据。

传统止血材料（如棉纱布、三角巾，棉垫等）对于创面不规则形状，出血点深、窄，或者动静脉脉破裂等情况的止血效果很不理想的。在实际发生创伤出血时，由于周围环境往往是比较复杂，容易发生伤口感染。因此开发集止血、抗菌为一体的功能止血材料，对于满足国内市场高端医用敷料大量、持续的需求，实现产学研有机结合，具有十分重要的科学意义和社会价值。. 本项目利用抗坏血酸在适当比例的壳聚糖/明胶 凝胶中原位还原出AgNPs，通过冷冻干燥方式制备出多孔海绵状纳米复合止血材料。通过表征纳米复合止血材料中AgNPs的大小、形貌、化学键结合情况、内部结构等，揭示了AgNPs在高分子聚合物中的形成机理，纳米复合止血材料的止血机理。本项目成果为含银创伤敷料的结构调控及机理研究提供理论支持和科学依据。. 研究表明：纳米银颗粒（AgNPs）在明胶壳聚糖溶液体系中，影响其粒径及形态的关键影响因素是Ag+的浓度。较高浓度（质量分数超过3‰）时，AgNPs聚集形成粒径较大（超过100nm），若质量分数超过5‰，AgNPs将发生沉积作用，粒径超过1μm。. 纳米复合止血材料对血液的凝固机理：止血材料与血液接触后，材料中的AgNPs能激活血小板，会加快血液中因子Ⅻ激活，并由此诱导形成凝血酶原复合物，凝血酶原复合物在Ca2+的存在下，进一步激活血液中的凝血酶原转化为凝血酶，P-选择素的表达也会增加。同时，该复合材料会迅速吸收血液中的水分导致血液中凝血因子和凝血酶浓度急剧增加，也会促进凝血酶大量生成。凝血酶诱导血液中的纤维蛋白原转化为纤维蛋白，利用止血材料的多孔结构，迅速形成血凝块“塞子”，封堵在血管破损处，完成止血。. 项目执行期间，共计发表了SCI论文9篇（均是第一标注），以项目主持人为通讯作者的论文有7篇；授权国家发明专利1项；同时，在本项目的资助基础上，申报并获得了重庆市高价值专利培育项目—快速止血材料高价值专利培育（经费50万元）的资助；在人才晋升方面，项目组成员，2人晋升高级职称，1人晋升中级职称，培养了3名研究生。