一种两面具有不同生物相容性的医用补片及其制备方法

文档序号:1133310阅读:314来源:国知局
专利名称:一种两面具有不同生物相容性的医用补片及其制备方法
技术领域
本发明属于表面物理和生物技术领域,具体涉及一种利用天然生物大分子修饰医用材 料的方法。
背景技术
蚕丝是人类广泛使用的天然生物大分子,是一种由丝素蛋白(70-80%)和丝胶组成的 蛋白质纤维,广泛地应用于纺织行业。由于以丝素蛋白为主的蚕丝纤维同时具有良好的生 物相容性、无抗原性、合适的生物降解性能等特点,蚕丝纤维也作为手术缝合线广泛地应 用于临床医学中。随着蛋白质化学、组织工程学、生物化学等的发展,丝素蛋白也作为组 织工程材料、药物控释载体、智能水凝胶、医用敷料、生物修饰传感器等广泛地应用于医 药、食品、精细化工、组织工程等领域。本发明人曾用再生丝素蛋白溶液制备高灵敏度的 酶电极、药物控释纳米微球、组织工程多孔支架材料。
无张力疝修补术是治疗疝的先进技术,目前使用的补片有聚丙烯补片(PPmesh)、膨化 聚四氟乙烯补片(e-PTFEmesh)和聚酯补片(PETmesh)等,其中以无张力的聚丙烯补片的使 用最为广泛。使用无张力的聚丙烯补片可以有效治疗成人的斜疝、直疝等,治疗后复发率 低、减轻病人的痛苦,术后早期可下床活动。但聚丙烯补片的使用可造成腹膜的粘连。动 物试验中从组织学上看,沿聚丙烯补片有异物反应并伴有多核异物巨细胞形成,补片两面 均已腹膜化。经透明质酸钠盐、羟甲基纤维素进行表面修饰后可降低粘连的发生,但其效 果存在争议。
等离子体是部分电离的气体,由电子、离子、自由基、中性粒子及辐射光子等组成。 低温等离子体辉光放电是均匀放电,其中粒子能量密度合适,在低温下不会对纤维造成机 械损伤,适用于纤维的表面改性。聚丙烯、聚酯纤维等使用低温等离子溅射辉光放电处理 后表面的亲水性、润湿性明显改善。
丝素蛋白是由甘氨酸、丙氨酸等十八种氨基酸组成,具有良好的生物相容性和可调整 的生物降解性能,用于涂覆钛网修补气管损伤可诱导成纤维细胞和黏膜细胞在丝素蛋白膜 表面生长良好、无肉芽组织增生,加速愈合、减少并发症的发生。
目前,采用表面修饰的手段以改进材料的特性在组织工程材料领域中的应用十分广 泛。如钛合金材料利用离子溅射在其表面沉积羟基磷灰石层,可大大改善其生物相容性, 有利于成骨细胞在其表面分化、增殖,并可诱导骨组织增生。利用胶原蛋白修饰聚合物材料也可以显著提高其生物相容性。利用透明质酸盐或羟甲基纤维素表面修饰聚丙烯补片可 能降低组织粘连等并发症的发生,但是由于胶原蛋白、透明质酸等分离纯化困难、来源有 限、价格高,使用受到严格限制。
基于以上情况,本发明利用再生丝素蛋白生物相容性好、来源广泛、价格低廉等特点, 通过现代物理方法将再生丝素蛋白应用于医用补片的修饰,改善了医用补片的生物相容 性,提高了疝修补手术的治疗效果,解决疝修补手术中组织粘连等并发症的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种借助等离子体处理,并用再生丝素蛋白单面修饰的医用补 片及其制备方法。
本发明提出的用再生丝素蛋白修饰医用补片的方法,用低温等离子溅射医用补片,以 改进其湿润性,使医用补片两面的亲疏水性产生明显差别;再用再生丝素蛋白溶液浸润涂 覆;最后用乙醇水溶液处理,即得到单面再生丝素蛋白修饰的医用补片。
在上述方法中,使用的医用补片为聚丙烯补片或聚酯补片。
在上述方法中,所用的再生丝蛋白溶液为蚕茧丝经脱胶,中性盐溶解后透析制备获得, 浓度为1-5%。
在上述方法中,等离子体溅射的条件控制为电压为30-50V、电流为l-2A,处理时 间为2-20分钟。
在上述方法中,再生丝素蛋白溶液的浸润时间为12-24小时。 在上述方法中,乙醇水溶液浓度为60-90%,处理时间20-40分钟。 上述方法的操作步骤如下蚕茧去蛹,用1-5%的碳酸钠或碳酸氢钠在90-100。C下处 理30-卯分钟,用去离子水漂洗千净,按需要重复l-3次以完全去除丝胶;在65。C下千燥 24小时,得到脱胶蚕丝。将脱胶蚕丝用7-10mol/L的溴化锂溶液在30-60°C下溶解30-90 分钟。过滤去除未溶解的脱胶丝,溶液灌入截留分子量为10,000-14,000的纤维素透析袋中, 用去离子水透析2-3天,制备得到再生丝素蛋白溶液,用去离子水调节再生丝素蛋白溶液 的浓度为1-5%。
将商品医用补片用低温等离子体处理,然后浸润于1-5%的再生丝素蛋白溶液中,浸涂 12-24小时,取出后空气中干燥。经修饰的医用补片再浸入60-90%乙醇水溶液中处理20-40 分钟,即得丝素蛋白修饰的医用补片。
上述制备的再生丝素蛋白修饰的医用补片用扫描电子显微镜观察,可以看到经等离子 体溅射面聚丙烯纤维交叉处有丝素蛋白膜形成,但未经等离子溅射面聚丙烯纤维没有丝素 蛋白膜形成。动物试验表明该医用补片在腹壁缺损修复中其未用再生丝素修饰面与周围
组织生长契合良好;而经过再生丝素蛋白修饰面在腹壁缺损修复中,与网膜及腹腔内脏器 间的粘连性面积由98.3%降至5.82%;且粘连程度明显降低,仅与网膜间形成疏松的粘连。
未见与本发明类似技术。


图1是医用补片经再生丝素蛋白修饰前(a)后(b)的电镜照片。
图2是医用补片经再生丝素蛋白修饰前(a)后(b)的粘连面积和粘连情况对照图。
图3是动物试验中腹壁部位光学照片显示的医用补片经再生丝素蛋白修饰前后的粘连
情况对照图。其中(A)为未经修饰面,(B)为已经修饰面。
具体实施例方式
以下利用实施例进一步详细说明本发明,但不能认为是限制发明的范围。
实施例1:
将20克蚕茧丝浸入2 L 0.5 %碳酸钠溶液中煮沸45分钟,用离子水洗涤干净。重复 以上操作一次,将脱胶后的蚕茧丝在65。C下烘干备用。
称取IO克干燥后的脱胶蚕茧丝溶解于100ml浓度为9.5 mol/L的溴化锂溶液中,在40。C 下溶解45分钟。过滤去除未溶解蚕茧丝,溶液灌入纤维素透析袋中,用去离子水透析三 天,得浓度为4.70%的再生丝素蛋白溶液。
取商用聚丙烯补片在电压40V、电流为2.5A下在氩气氛中等离子溅射2分钟,立即浸 入4.7%的再生丝素蛋白溶液中24小时。取出在空气中晾干12小时,浸于70%乙醇水溶液 中30分钟,得再生丝素蛋白修饰的医用聚丙烯补片。
动物试验表明在腹壁缺损修复中未用再生丝素修饰面与周围组织生长契合良好;而 经过再生丝素蛋白修饰面,与网膜及腹腔内脏器间的粘连性面积由100%降至5.82%;且粘 连程度明显降低,仅与网膜间形成疏松的粘连,与腹腔内小肠等脏器间不发生粘连。
实施例2:
将20克蚕茧丝浸入2L 0.5 %碳酸钠溶液中煮沸45分钟,用离子水洗涤干净。重复以 上操作一次,将脱胶后的蚕茧丝在65。C下烘干备用。
称取10克干燥后的脱胶蚕茧丝溶解于100ml浓度为9.5mol/L的溴化锂溶液中,在40°C 下溶解45分钟。过滤去除未溶解蚕茧丝,溶液灌入纤维素透析袋中,用去离子水透析三 天,得浓度为4.70%的再生丝素蛋白溶液。
取商用聚丙烯补片在电压40V、电流为2.5A下在氩气氛中等离子溅射10分钟,立即 浸入2%的再生丝素蛋白溶液中18小时。取出在空气中晾干12小时,浸于60%乙醇水溶
液中30分钟,得再生丝素蛋白修饰的医用聚丙烯补片。
动物试验表明在腹壁缺损修复中未用再生丝素修饰面与周围组织生长契合良好;而 经过再生丝素蛋白修饰面,与网膜及腹腔内脏器间的粘连性面积由98.3%降至4.5%;且粘
连程度明显降低,仅与网膜间形成疏松的粘连,与腹腔内小肠等脏器间不发生粘连。
实施例3:
将20克蚕茧丝浸入2L 0.5%碳酸氢钠溶液中煮沸45分钟,用离子水洗涤干净。重复 以上操作一次,将脱胶后的蚕茧丝在65。C下烘干备用。
称取10克干燥后的脱胶蚕茧丝溶解于100ml浓度为9.5mol/L的溴化锂溶液中,在40°C 下溶解45分钟。过滤去除未溶解蚕茧丝,溶液灌入纤维素透析袋中,用去离子水透析三 天,得浓度为4.70%的再生丝素蛋白溶液,去离子水调节得浓度为2%的丝素蛋白溶液。
取商用聚酯补片在电压50V、电流为1.5A下在氩气氛中等离子溅射IO分钟,立即浸 入4.7%的再生丝素蛋白溶液中24小时。取出在空气中晾干12小时,浸于80%乙醇水溶液 中40分钟,得再生丝素蛋白修饰的医用聚酯补片。
动物试验表明在腹壁缺损修复中未用再生丝素修饰面与周围组织生长契合良好;而 经过再生丝素蛋白修饰面,与网膜及腹腔内脏器间的粘连性面积由96.6 %降至5.1%;且粘 连程度明显降低,仅与网膜间形成较疏松的粘连,与腹腔内小肠等脏器间不发生任何粘连。
实施例4:
将20克蚕茧丝浸入2L 0.5%碳酸氢钠溶液中煮沸45分钟,用离子水洗涤干净。重复 以上操作一次,将脱胶后的蚕茧丝在65。C下烘干备用。
称取IO克干燥后的脱胶蚕茧丝溶解于100ml浓度为9.5mol/L的溴化锂溶液中,在40。C 下溶解45分钟。过滤去除未溶解蚕茧丝,溶液灌入纤维素透析袋中,用去离子水透析三 天,得浓度为4.70 %的再生丝素蛋白溶液,用去离子水调节得浓度为2%的再生丝素蛋白 溶液。
取商用聚酯补片在电压50V、电流为1.5A下在氩气氛中等离子溅射20分钟,立即浸 入2%的再生丝素蛋白溶液中12小时。取出在空气中晾干12小时,浸于80%乙醇水溶液 中20分钟,得再生丝素蛋白修饰的医用聚酯补片。
动物试验表明在腹壁缺损修复中未用再生丝素修饰面与周围组织生长契合良好;而 经过再生丝素蛋白修饰面,与网膜及腹腔内脏器间的粘连性面积由97.6%降至4.6%;且粘 连程度明显降低,仅与网膜间形成疏松的粘连,与腹腔内小肠等脏器间不发生粘连。
权利要求
1、一种两面具有不同生物相容性的医用补片的制备方法,其特征在于具体步骤如下用低温等离子溅射医用补片,以改进其湿润性,使医用补片两面的亲疏水性产生明显差别;再用再生丝素蛋白溶液浸润涂覆;最后用乙醇水溶液处理,即得到单面再生丝素蛋白修饰的医用补片;其中所述医用补片为聚丙烯补片或聚酯补片;所用的再生丝蛋白溶液为蚕茧丝经脱胶,中性盐溶解后透析制备获得,浓度为1-5%;所述等离子体溅射的条件为电压为30-50V、电流为1-2A,处理时间为2-20分钟;所述再生丝素蛋白溶液的浸润时间为12-24小时;所述乙醇水溶液浓度为60-90%,处理时间20-40分钟。
2、 一种由权利要求l所述方法制备的医用补片。
全文摘要
本发明属于医用材料技术领域,具体为一种两面具有不同生物相容性的医用补片及其制备方法。本发明运用等离子体处理医用补片用以改善其浸润性能,并结合再生丝素蛋白的涂覆以提高医用补片的生物相容性。整个修饰过程简单易行,不涉及任何有毒有害试剂,对医用补片的后续使用无不利影响,并可显著降低医用补片在使用过程中与机体组织间产生的粘连。本发明制备的医用补片,一方面利用聚丙烯类补片孔隙率高、周围组织很好地契入生长的特点,可以增强修补部位的抗拉伸性能;另一方面利用再生丝素蛋白的生物相容性,可以有效地降低组织粘连等并发症的发生。
文档编号A61L27/00GK101195043SQ20071017182
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月6日 优先权日2007年12月6日
发明者凯 何, 姚琪远, 荣 花, 蒋伏广, 霞 赵, 邵正中, 新 陈, 蕾 黄 申请人:复旦大学
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