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失血是临床急救和战伤导致死亡的主要因素,及时高效的止血对于降低阵亡率和挽救伤者生命至关重要。目前急救常用的止血材料主要有:纤维蛋白胶、壳聚糖及沸石。血纤维蛋白胶具有良好的止血、粘合性和组织相容性,但成本较高,使用不便;壳聚糖类止血材料的止血效果有限,需要复合其它的药物和因子;而美军使用的沸石止血剂QuickClot,尽管可通过迅速吸收水分浓缩血液而止血,大幅降低了伤员的致死致残率,但存在强放热、难以降解、无抗菌及组织修复等缺陷。因此,开发新型高效局部止血材料具有十分重要的意义。为此,本研究选择与沸石止血剂具有相似化学组成和多孔结构的介孔二氧化硅为基质,利用其可控的多孔结构和吸附能力,借助多种促凝成分的参与,研制出安全、高效、可生物降解、无放热反应的局部止血材料。为了克服传统介孔二氧化硅粉体合成过程原材料成本高、工序复杂、耗时较长等缺陷,探索了新的合成工艺,实现了公斤级介孔氧化硅粉体的可控制备。在此基础上,制备了二氧化硅基海藻酸钙复合止血微球,为临床应用奠定基础。取得的主要研究结果如下: (1)介孔氧化硅的可控制备。为了降低传统介孔二氧化硅的制备过程中模板剂和正硅酸乙酯的高成本问题,本研究尝试采用无模板剂和改用硅酸钠为硅源两种方法来优化合成工艺,分别制备出具有比表面积为700m2/g左右的无规和有序介孔结构的两种介孔二氧化硅粉末,结果显示合成放大不会对介孔结构造成影响,实现了高纯度,公斤级介孔硅基粉体的可控制备。进一步的生物学研究结果显示:两种材料具有良好可降解性,体内外止血性能优异,生物相容性较好,是一种良好的止血基体材料。 (2)二氧化硅基海藻酸钙复合止血微球。在成功制备介孔二氧化硅粉体的基础上,为了解决纳米粉末质轻不能与血液充分接触的缺陷,以介孔二氧化硅为基体材料,海藻酸钙为成型剂,通过液相成型的方法制备了一种原位形成多孔的复合止血微球。本研究制备的微球在实现多孔化微球化的同时引入凝血因子Ca2+,高效浓缩血液成分,激活人体自身凝血机制,大幅提高基体材料的止血性能。所制备的介孔硅基干凝胶微球粒径可控,比表面积大于600m2/g;材料溶血率小于5%;安全无毒,止血效果优异。与市现有的止血材料相比适用范围广,适用于大多数创伤的出血控制且非动物来源,使用安全,无致病风险。同时制备工艺简单快速,成本可控易实现量产。