蚕蛹甲壳素:止血材料或将带来新突破

甲壳素是一种存在于甲壳类动物表皮的黏性多糖，因其结构与纤维素相似，又被称作动物纤维素。重庆不属于沿海地区，虽然缺乏像虾、蟹之类的甲壳类动物，但重庆家蚕资源丰富，所以从蚕蛹的表皮中提取成为当地获取甲壳素的主要途径。

多年来，西南大学纺织服装学院教授吴大洋一直从事甲壳素提取物（又名壳聚糖）的研究。近来，他带领团队研发出一种由蚕蛹甲壳素制备出的新型止血材料，引来行业的高度关注。

意外的发现

虽然吴大洋一直在做甲壳素提取物研究工作，但将其用于开发止血材料却是因为意外的发现。

据吴大洋研究小组成员蓝广芊介绍，从2009年开始，吴大洋就试图从蚕蛹甲壳素的高纯度提取物方面有所突破。起初，他通过化学接枝的方法研究制备出一种具有良好抗凝血性能的蚕蛹壳聚糖甘氨酸衍生物。这种蚕蛹壳聚糖衍生物为米黄色粉末，抗菌性强，易溶于水，具有良好的抗凝血活性，在浓度为2 mg/mL时即可使全血不凝。这种特性非常适用于输血过程，可防止血液凝固，保证输血安全顺畅。

由于甲壳素本身具有抗解性和凝血性的特性，而且，蓝广芊经查找发现：2008年汶川地震所使用的止血材料中，大部分是国外研发生产的，国内用甲壳素做止血材料的报道少之又少，并且做法都比较简单，只是将甲壳素冻干来止血。这种处理方法做出来的止血材料孔隙率低，柔软舒适度差，而且吸水后很容易腐烂。

于是，在抗凝血材料研究的基础上，该团队研究出了一种具有快速止血性能的多孔状蚕蛹甲壳素抗菌止血新材料。“它的这种特性与‘防血液凝固’刚好相反，变成了加速血液凝固，非常适用于止血。”吴大洋说。

据了解，在研究过程中，该课题组还建立了一套蚕蛹甲壳素快速制备新方法，采用这种方法获得的蚕蛹甲壳素质量高，产品纯度达到95%以上，并且具有更高的抗菌性能。这对蚕蛹的深加工具有重要作用，可大大提高蚕蛹的附加值。

达到预想效果

明胶海绵是目前医学临床使用较多的一种止血材料，其止血需要凝血因子的参与，并且止血速度较慢，只能用于渗透性出血止血，对大量出血则无济于事。

吴大洋带领的研发团队最初就预想制备出一种优于明胶海绵的止血材料。最初，他们将蚕蛹甲壳素冷冻干燥，这种方法制成的止血材料和明胶海绵相比，虽然孔隙率和吸水率都比较好，但是舒适度远远不够，硬的像饼干，而且止血效果也没达到理想地步。

“从2009年到2011年，我们经过多次试验尝试，就是没有办法让它达到明胶海绵的蓬松感。”蓝广芊回忆。

直到2012年的暑假，该团队重新研究修改了制作方案，决定在冷冻干燥的中间环节进行一个微处理，之后经过重新试验，终于得到了蓬松柔软度高、孔隙率达到90%，而且非常轻的止血材料。

经过体外止血试验发现，这种止血新材料比通常的明胶止血海绵体外止血效果可提高2～3倍。又由于它与人体细胞有很强的亲和性，无毒、抗菌，因此可用来做医用的止血纱布。

体外凝血试验完成后，2013年底，该团队又参考医学上动物的出血模型，尝试用在动物身上出血快、比较难止血的部位，比如动物的耳动脉、大腿股动脉及肝脏等部位，进一步做试验。结果，从止血时间和出血量来看，该材料吸血量比普通医用明胶海绵效果好一倍左右。

“蚕蛹中提取的多孔甲壳素能被体内的酶分解吸收，具有在体内降解的功效，因此可用来做手术缝线。其优点是会慢慢降解，不用拆线，也不用担心线会长到伤口里。”吴大洋解释说这就是最初对该材料的期待。

“现在，我们已经到了体内降解试验的最后阶段。”蓝广芊介绍，“今年1月份，我们分别将该材料做了动物皮下植入、肌肉埋植及肝脏埋植，分别观察其在体内的降解时间。初步结果是，其皮下降解只需要一个月的时间，而肌肉和肝脏基本需要6个月才能完全降解。”

“植入动物体内后，我们每个月都做观察，肌肉和肝脏5个月的时候已经降解了一部分，还没有完全降解，至于肌肉和皮下差别为什么如此大，相关原因我们还在探讨。”蓝广芊说。

设想和未来

蓝广芊解释，明胶和壳聚糖这两种材料在传统生物支架里经常用到，因此下一步，蚕蛹甲壳素止血材料将被投入生物支架类试验阶段，比如人工骨的诱导及人造皮肤等。人造皮肤就是将该材料制作成表皮似的覆盖物，在这个覆盖物内植入促进皮肤生长的因子，从而促进表皮的重新生长。目前该试验还在测试阶段，具体结果还要等待。

对于该材料的市场应用情况，蓝广芊坦言：“目前还只是试验阶段，并未进入实际应用。我们希望把全部试验都做完了，再跟人家谈合作，在没有看到最终结果的情况下，人家不可能对你感兴趣。”

虽然该材料目前并未进入市场应用阶段，但吴大洋和蓝广芊都对其市场应用前景自信而乐观。蓝广芊表示，预计今年下半年能做完所有试验，这样就可以拿着结果跟医院或者生物公司谈合作项目。

据了解，目前国内用于体外止血的材料有两种：一种是明胶海绵，其缺点是只适用于渗透性的皮外出血，对于大量出血，比如喷射状的动脉出血，根本没有办法止住；另一种是中国人民医学院研制的速效止血粉，其主要成分是沸石，它直接作用伤口后可以选择性地吸收血液中的水分子，导致血小板和凝血因子的凝结。但是沸石吸水的同时会产生热量，大面积使用有可能造成皮肤灼伤，而且长期残留在体内会引起慢性炎症。

“我们正是针对大量出血情况进行试验，可以说克服了上述两种材料的缺点，在医用止血材料方面的应用前景应该会比较好。去年，重庆大学某教授就建议我们去谈合作，说我们的材料肯定没有问题。”蓝广芊自信地说。

但因为这种材料是用于人体的，所以该科研团队比较谨慎。“我们希望所做的材料安全、有效，而且效果稳定。”吴大洋说。