[发明专利]具有近红外光控制形状记忆特性的止血材料及其制备方法与应用

说明书

具有近红外光控制形状记忆特性的止血材料及其制备方法与应用，由于形状记忆效应，海绵的形状可以在25s内达到90％的恢复，通过开关近红外光源，海绵可以实现膨胀程度的可控调节，该海绵的止血能力已在体外和体内得到验证。正如预期的那样，与膨胀能力不足的商业医用明胶海绵和膨胀能力过强的商业医用PVA海绵相比，PDA‑TPI‑PU形状记忆海绵在近红外光照射下可以快速有效地控制出血，显示出作为止血材料的潜在应用前景，具有良好的机械性能、血液相容性、细胞相容性和光热转换性能，PDA‑TPI‑PU海绵为利用光控形状记忆材料作为治疗不可压缩的出血的凝固材料提供了一个新的思路。

技术领域

本发明涉及创面修复材料技术领域，具体涉及一种具有近红外光控制形状记忆特性的止血材料及其制备方法与应用。

背景技术理论

不可控出血造成的过量失血通常会导致高死亡率。大多数商业止血产品在治疗有大出血和高血压的致命不可压缩的出血伤口方面仍然面临着巨大的挑战。主要原因是这些止血产品的膨胀能力是不可控的。

不受控制的出血造成的过度失血所引起的休克、低血压、意识障碍和多器官衰竭，常常导致平民和军事人员的高死亡率。及时有效地在伤口部位止血对于挽救生命至关重要。除了大大缩短止血时间和减少出血量外，理想的止血材料还应该具有良好的生物相容性、血液相容性、易于制造、价格低廉等特点。目前止血材料的主要类别包括纱布、绷带、沸石和壳聚糖基粉末、明胶基海绵，等等。然而，这些止血产品大多在治疗大量出血和高血压的致命不可压缩性出血伤口时仍面临巨大挑战。主要原因是这些止血产品的膨胀能力不可控，难以达到有效止血的目的。

近年来，基于形状记忆聚合物(SMPs)的医疗产品已被广泛用于临床治疗。例如，SMPs泡沫被用作止血剂，因为它们可以在水或血液的刺激下从临时形状恢复到记忆永久形状，并且可以通过在出血部位施加适当的压力实现普通伤口的止血。然而，大多数SMPs泡沫由于吸水慢和形状恢复速度慢而不利于不可压缩的出血。为了克服这些障碍，人们开发了许多止血海绵，它们能以快速的吸水能力迅速膨胀填充伤口，并对伤口施加压力，有效地止住严重出血。然而，大多数止血海绵的膨胀程度是不可控的。止血海绵在伤口出血部位的过度膨胀通常会造成周围组织或周围神经的损伤，并延长伤口后期的愈合过程和时间。更严重的情况下，会导致术后并发症，对人体造成不可逆的损害。

具有相互连接的大孔的低温凝胶可以被压缩，并在与血液接触时迅速恢复其形状。由此产生的对伤口的挤压力将达到有效的止血效果。然而，许多冷冻凝胶普遍表现出较差的机械性能。低温凝胶的水/血触发的形状恢复特性也是不可控的，这可能会限制其在止血方面的应用。因此，开发具有快速形状恢复速度和可控膨胀能力的形状记忆止血材料，用于不可压缩的大量出血控制，仍然是一项挑战。

不同的激光可以作为外部触发器，控制形状记忆材料的刺激反应行为，实现远程控制、精确聚焦和快速切换。近年来，光触发的SMPs因其在生物医学领域的广泛应用而引起广泛关注。Xie开发了一种基于黑磷纳米填料的可生物降解形状记忆植入物，具有良好的近红外(NIR)光响应形状记忆特性。植入背部皮下组织和阴道的聚氨酯/黑磷柱在808nm的适度光照下可以迅速改变形状。Dai制备了一种基于PCL预聚物的近红外光触发形状记忆聚氨酯，在生物医学植入物方面有很大的应用潜力。在近红外光的照射下，小鼠背部皮肤下的样品可以从最初的躺卧状态逐渐恢复到可见的轮廓。值得注意的是，在恢复的过程中，样品的形状可以在激光照射取消后保持稳定。因此，利用近红外光照射技术来控制形状记忆材料的膨胀特性是一个理想的选择。

许多具有光热转换特性的材料被用于形状记忆的研究。聚多巴胺(PDA)是最常见、最简单、最有效的材料。PDA是由多巴胺在碱性溶液中的自聚合形成的，具有良好的生物活性和生物相容性。同时，PDA具有较高的摩尔消光系数，可以有效地吸收近红外光能并将其转化为热能。此外，聚多巴胺含有酚羟基和氨基，可以激活血液凝固系统，增加预防感染的可能性，加速伤口愈合。

发明内容