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止血材料是什么手术止血材料那么多,怎么分类,止血原理是什么?


part 01


手术与止血技术

手术出血是外科手术创伤发生后最常见的临床表现之一。一般而言,手术中频繁处理出血会延长手术时间,处理不当会严重影响手术效果和患者生命质量,增加围术期输血、感染、二次手术、 死亡等不良预后的发生风险,给医疗系统造成额外负担。


止血技术是外科医生成功开展手术的必要条件之一,有效的止血是手术患者生命安全的必 要保障。手术操作中,处理毛细血管、静脉或小动脉渗血的常规止血技术包括压迫、缝合、物理封闭、 能量器械等方式,常规的术中止血方式有以下几种:


1.钳夹、结扎、缝合止血

2.电凝、超声止血

3.压迫止血

4.药物止血

5.局部止血剂(材料),包括不可吸收和可吸收材料。


伴随人口老龄化以及外科手术的精细化发展,外科医生面临的手术越来越复杂,使得传统止血技术难以满足术中止血需要。面对患者 全身因素(如高龄、肥胖、共病等)导致的手术复杂性 和手术出血创面特殊性(如大范围创面、 不规则创面、深部腔隙创面、涉及重要功能组织创面等),外科医生使用常规止血技术无法控制出血时,须使用止血材料处理出血。



part 02


止血材料的品类


为了适应多样的出血场景,止血材料也衍生出了不同的形态和品规,据不完全统计,止血材料品牌有近89个,常见的止血材料如下所示:



按照NMPA(原CFDA)医疗器械分类规则,可将目前搜集到的止血材料主要为II类证和III类证。



其中,III类证指的是:可吸收止血类医疗器械是指在常规止血技术无效的情况下,在手术过程中放置于人体内的可被人体吸收的医疗器械产品,该类产品可通过加速创面局部血液的凝固过程产生止血作用。


依据以上原则,注册证类别为二类、或使用范围为体表、或主要用途非止血功能(例如手术切口的修复愈合)的产品,不应在术中作为止血材料植入体内。


因此,通常人们所讨论的术中止血材料,一般为III类的可吸收止血产品。


part  03


止血原理

(一)止血级联


止血级联是止血的生理过程和科学基础,分为四个阶段:

1.血管损伤:血管损伤出血,血管壁的破坏会暴露胶原蛋白和平滑肌;

2.血管收缩:即刻血管收缩,也就是平滑肌收缩血管以减少流量和失血;

3.临时血栓:几分钟之内,血小板和暴露的胶原蛋白粘附,聚集成临时的血小板栓子;

4.稳定凝块:几小时之内,凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白,形成稳定凝块。



止血材料的止血原理是作用于止血级联的一个或者几个阶段中,帮助在局部重建止血级联,加快凝血的完成。大部分的止血材料的止血原理都是作用于血小板栓子形成的阶段,促进血小板的凝聚,为血小板的凝聚提供物理支架。而作为药品类的生物制剂止血材料生物蛋白胶则是作用于纤维蛋白凝块形成的阶段,也就在止血的级联的最后阶段,止血更快速。


(二)生物化学及机械物理止血材料


而止血材料可以根据上述原理,大致分为生物化学止血材料以及机械物理止血材料,也有止血材料是结合两类原理进行开发的。


1.生物化学止血材料


生物化学止血材料可以通过增强凝血进程,或者抑制血块的降解来促进止血。


在设计材料时,具体的止血靶点包括血小板、凝血因子和抗纤溶药物等。已经广泛应用于临床的生物化学止血剂有血小板、凝血酶、纤维蛋白原、各类天然/重组凝血因子、以及以氨甲环酸为代表的抗纤溶药物。


另外,尚处于研究中且极具前景的止血材料包括人造血小板、合成凝血因子类似物、凝血和抗纤溶药物靶向递送系统等。 


 凝血机制、纤溶系统以及止血靶点


但是生物化学止血材料依赖于人体自身的凝血系统来发挥止血作用,这对于存在原发性和继发性凝血障碍的患者形成了极大的挑战。


此外,生物化学制品通常存在保存条件苛刻、保质期短、价格昂贵、潜在的交叉感染和免疫原性等问题。


2.机械止血

由于生物化学止血材料的局限性,独立于机体自身凝血系统的机械止血材料近年来得到了长足的发展。


这些止血材料通过与血液和组织相互作用,于出血处形成稳固的物理性屏障,防止血液流出。


按照其施加机械力的不同,机械止血材料可以大致分为三类:吸收型、凝集型和粘附型。部分止血材料同时包含上述多种止血机制。 


(1)吸收型止血材料

吸收型止血材料通常由亲水聚合物制备而成,结构上含有相互连通的孔道。


化学性质和物理结构的结合使得该类材料能够快速吸收血液中的水分,从而浓缩血液中的细胞和蛋白质成分,促进凝血。


材料在吸收了大量水分后会体积膨胀,在出血位置形成填塞效应,对组织产生了一定的膨胀压力,防止血液流出。


此外,多孔材料的微米级孔道能够促进并引导细胞浸润、营养物质交换,从而改善后续的伤口愈合。 


吸收型止血材料


(2)凝集型止血材料
凝集型止血材料通过生物材料和血液成分(如红细胞、蛋白质)相互作用使血液凝固。


该策略不同于生物化学凝血策略,因此更适用于患有凝血障碍的患者,是通过诱导血液凝固的作用力包括静电相互作用、疏水相互作用等。


其中最具代表性的聚合物是壳聚糖,它能通过自身的正电荷吸引带负电荷的红细胞,从而导致血液凝集。


通过在壳聚糖长链上修饰疏水基团以及在壳聚糖上修饰邻苯二酚基团能够更加快速高效凝血。


凝集型止血材料


(3)粘附型止血材料

得益于近年来生物粘合剂的快速发展,粘附型止血材料得到了广泛的研究和应用。


此类材料能够通过和组织形成共价键或者非共价相互作用粘附于组织表面,从而密封伤口,提供机械性止血屏障。按照粘附性化学官能团的不同,此类材料可分为三种:N-羟基琥珀酰亚胺酯类、醛基类和邻苯二酚类。


其中,N-羟基琥珀酰亚胺酯类已经制成商业化试剂并广泛应用于临床,但是其粘附性能较弱。醛基类粘附止血材料存在醛基修饰复杂且不稳定等问题。而,邻苯二酚基团在血液、体液存在的情况下仍能有效粘附于组织表面,甚至能够在胃部酸性条件下形成粘附,实现了良好的止血性能。


 粘附型止血材料


参考文献:

国家卫生健康委医院管理研究所医用耗材评估与管理项目组. 医疗机构止血材料管理专家共识[J]. 中国医院建筑与装备 2021年22卷7期, 18-27页, 2021.

[1] Jiang S , Liu S , Lau S , et al. Hemostatic biomaterials to halt non-compressible hemorrhage[J]. Journal of Materials Chemistry B.


来源:匠心耗材管理/高分子科技

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