孙雪燕展示“术益纱”的粘性效果。
蟹腿壳→粉碎后蟹腿壳→甲壳素→壳聚糖。
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从遥远的阿拉斯加雪蟹壳,到守护生命的止血纱布,这背后藏着科研的坚守与创新的力量。历时近40年、上千次实验,能够实现1分钟快速止血的“术益纱”问世。经过不断优化,其性能已达到国际领先水平。
万里挑一的“天选之蟹”
青岛博益特生物材料股份有限公司产品研发中心的孙雪燕,是公司首席科学家刘万顺教授主导的壳聚糖技术开发团队的一员。孙雪燕告诉记者,团队以功能性海洋生物多糖壳聚糖的化学修饰改性、功能性材料构建为技术核心,重点发展可吸收手术止血材料、军民创伤救治材料、组织修复材料和组织支架材料。团队的重点成果是壳聚糖基可吸收止血非织布“术益纱”,是国内外唯一纯改性壳聚糖成分的可吸收手术止血产品。
全球蟹类约有4500多种,广泛分布于海洋、淡水及陆地环境中。为何团队独独选中阿拉斯加雪蟹?正是因为它在众多蟹类中具备独特优势。作为一种大型蟹类,阿拉斯加雪蟹体型庞大,蟹壳中甲壳素含量远高于普通蟹种。其生长环境位于北太平洋200-850米的冷水海域,水质洁净,所产甲壳素品质优异。此外,阿拉斯加雪蟹的捕捞受到严格管控,可持续的渔业管理确保了原料的稳定供应。将蟹壳加工为壳聚糖后,其价值可提升2000%以上,极具开发潜力。
20余道关“炼”良材
这场科研攻关,凝聚了一代科研人的心血。以刘万顺教授为首的团队,用近40年时间深耕该领域,从最初几个人的核心小组,逐渐发展为如今百余人的产学研团队,前后参与研发的科研人员与技术工人累计超200人。
研发过程中,团队经历了上千次实验,仅核心工序就多达20余道:从蟹壳清洗、脱钙脱蛋白,到提取甲壳素、去除乙酰基制备壳聚糖,再通过纺丝成型、结构改性、无菌处理等步骤,每一步都经过反复优化。这些原本被丢弃的废料,在实验室中被赋予了新的生命。
优化之路充满挑战。团队曾面临多项技术难题:如何高效地从坚硬的蟹壳中提取甲壳素?如何将壳聚糖转化为具有优良止血性能的羧甲基壳聚糖?如何确保纱布在人体内具有良好的生物相容性与降解性?最初,甲壳素通过脱乙酰化反应转化为壳聚糖,但其生物活性仍不足以满足临床需求。为此,团队进一步进行化学改性。这个过程中的难点包括提纯与改性工艺的控制,以及降解周期的精准调控,必须确保产品在14天内完全降解。该产品为可降解吸收的功能多糖制品,最终在体内转化为对人体有益的氨基葡萄糖单体,可被人体吸收利用或经代谢排出。与蛋白质类止血材料相比,它有效避免了免疫原性及病毒携带风险,具备更可靠的生物安全性。
实现1分钟快速止血
2006年企业成立后,产学研合作加速了成果转化。团队根据临床反馈持续改进产品。2012年,首款“术益纱”实现了1分钟快速止血,超越进口产品2-8分钟的止血速度。后续研发中,团队还解决了创面粘连、瘢痕增生等问题,使产品兼具止血、抑菌、促愈合等多重功效,性能达国际领先水平。
孙雪燕表示:“‘术益纱’是国家‘十一五’863重点课题的研发成果。产品以阿拉斯加深海雪蟹壳中提取的壳聚糖为原料,通过纯化去病毒工艺、化学修饰改性、纺丝制造工艺等关键技术集成研制而成。适用于临床各科室手术中的快速止血,能有效控制术中出血、保持术野清晰,降低术后引流量、缩短引流管置留时间,减少手术并发症。同时具有良好的防术后粘连及促进组织器官修复功能,可显著提高手术效率,减轻患者痛苦,促进康复,临床意义显著,功效优于国外同类产品。”她补充道,“产品累计临床使用量已达225万片,零不良事件,不受抗凝药物影响,糖尿病及心脑血管疾病患者同样适用。”
从餐桌上的废弃蟹壳,到手术室中的救命纱布,这飘洋过海的变废为宝,不仅实现了资源的循环利用,也体现了科研工作者锲而不舍的探索精神。壳聚糖基可吸收手术止血材料是海洋生物医用材料领域的重要标志性成果,对我国蓝色产业的高端发展、高端止血材料产业进步、海洋生物资源的高技术开发以及产业竞争力提升,均具有重要意义。如今,这款小小的纱布正守护着人们的生命健康。未来,这项技术还将延伸至血管支架、人工皮肤等更多领域,让越来越多的海洋“宝藏”在科研攻关中绽放光芒。
青岛晚报/观海新闻/掌上青岛首席记者 张译心 摄影报道