一种双层防黏连复合膜及其制备方法与流程

本发明涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种可生物降解的术后防黏连复合膜及其制备方法。
背景技术：
：女性妇科手术后，易发生宫腔黏连并发症——子宫腔、子宫峡部等因宫腔手术操作或放射、感染等原因造成的腔壁互相黏连。临床可表现为肠梗阻、慢性骨盆疼痛、不孕及习惯性流产等。术后黏连成为外科医生面临的最常见、最棘手的问题，目前临床通常采用生物相容性和生物可吸收的防黏连膜来防止术后黏连的发生。理想的防黏连覆盖材料应具备：①良好的生物相容性；②优异的细胞粘附性，能完全覆盖伤口表面；③能抵抗生物酶降解留存体内；④具备一定机械强度，便于操作；⑤促进伤口愈合等特性。目前临床常用的主要有聚乳酸防黏连凝胶、聚乳酸防黏连膜、透明质酸钠凝胶、医用壳聚糖膜四种。但这四种材料都或多或少存在弊端，如体内放置易滑动，降解物有毒性等，因此使用新材料制备生物高分子材料膜是一条势在必行的新路径。蚕丝是人类最早利用的天然蛋白质纤维之一，作为天然高分子材料，蚕丝中的丝素蛋白与其他天然高分子材料相比具有明显的优越性：对机体无毒、无致敏作用、无特殊刺激，良好的生物相容性和细胞粘附性，以及合适的降解速度，被认为是一种优良的防黏连材料，可减少黏连的形成及形成范围。中国专利(CN102847198A)“一种难溶于水的丝素蛋白膜及其制备与应用”中，以丝素蛋白溶液为原料，采用流延法铺膜，再依次用乙醇水溶液、纯化水充分浸洗，获得难溶于水的丝素蛋白膜，并对其性能进行了表征，得到膜及其降解产物生物相容性好、环保无毒，湿润环境下，致密而柔软，能阻止细胞、微生物及生物大分子穿过，有利于膜的固定、创面止血和引导组织再生。中国专利(CN103819707A)“一种基于酶促接枝的抗氧化丝素膜制备方法”中以丝素蛋白溶液为原料，借助酪氨酸酶，将具有抗氧化性的黄酮类化合物催化氧化后接枝到丝素蛋白表面；同时酶促丝素中酪氨酸与黄酮类化合物交联，增进丝素膜的抗氧化性能，所得产物不仅抗氧化和抗菌性能得到改善，膜材料力学性能也得到提高。中国专利(CN104530454A)“一种丝素蛋白-聚环氧乙烷复合膜的制备方法”中将丝素蛋白与聚环氧乙烷复合，制备出较高浓度的丝素蛋白与聚环氧乙烷混合溶液，再倒入聚乙烯平皿内缓慢干燥成膜。然而上述文献制得的防黏连膜都是成分均匀的单层膜，构成膜的各组分均匀复合在一起，该方式不利于充分发挥各组分自身的性能优势，而且所得到的膜中，丝素蛋白通常具有较高的结晶度和强韧性，在体内使用时，需要较长的时间才能降解。透明质酸是由天然原料制备的一种无硫酸基的多聚糖自然软骨基质，具有生物相容性和细胞粘附性优良，可降解吸收等特点，其立体结构孔隙率高，表面积和空间也很大，有利于细胞的黏附和生长，是一种良好的材料-细胞作用界面。如中国专利(CN104857575A)“丝素蛋白防黏连膜及其制备方法”以丝素蛋白为主要原材料，添加少量透明质酸盐和小分子糖类物质，搅拌混合均匀，再用流延法铺膜，得到丝素蛋白防黏连膜。然而现有的透明质酸防黏连膜存在在体内附着力较差，受体位影响容易移位以及降解速度太快等缺点，技术实现要素：为解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的是尝试提供一种应对内膜黏连安全有效的新型防黏连膜材料。为实现上述目的，本发明的提供了一种双层防黏连复合膜，所述复合膜包括防黏连层和强度支撑层，所述防黏连层由包括透明质酸构成，所述强度支撑层由包括丝素蛋白和乙二醇构成。优选地，所述防黏连层厚度为40～100μm，所述强度支撑层厚度为15～180μm。本发明可以通过调节防黏连膜层和强度支撑膜层的厚度比，有效地控制复合膜的降解速率，从而根据临床应用的不同可以有针对性选择不同降解速率的复合膜，提高了其适用性，且复合膜降解产物为小分子氨基酸、二氧化碳和水，对人体无毒副作用，可通过代谢排出体外。优选地，所述强度支撑层中丝素蛋白和乙二醇的质量比为5:1～1:1。优选地，所述丝素蛋白和乙二醇的质量之和与所述透明质酸的质量之比为0.2-3.6:1。在制备过程中，透明质酸的添加比例越高，复合双层膜的降解速率越快。可以通过调节两者的比例来调节复合双层膜的降解速率和强度，以此在满足产品质量的情况下达到符合实际需求的最佳性能。本发明还提供了一种制备上述双层复合膜的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将桑蚕生丝经脱胶、化学溶解、透析后得到丝素蛋白溶液；(2)向丝素蛋白溶液中添加乙二醇，充分混合均匀后，将混合溶液倒入模具中，30～60℃下静置10～80min，得到均匀透明的丝素蛋白/乙二醇水凝胶；(3)配制透明质酸溶液；(4)向得到的丝素蛋白/乙二醇水凝胶中加入透明质酸溶液，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动5～10min后，放置在0～4℃低温静置2～8h后，转移至40～60℃烘箱中干燥36～72h，即得到双层防黏连复合膜。透明质酸加入水凝胶中，不会与水凝胶均匀混合，而是大部分透明质酸会停留在上层，水凝胶置于下层，由于水凝胶含水量较高，透明质酸层和水凝胶层又能融合在一起而不至于干燥后变成两张膜，做成的复合膜上下面的溶胀性能明显不同，可以得到上层透明质酸下层丝素/乙二醇的双层结构。优选地，所述脱胶包括以下步骤：将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/mL)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；所述化学溶解包括以下步骤：使用9.3mol/L的溴化锂溶液溶解脱胶后的丝素蛋白纤维，其中所述丝素蛋白纤维与所述溴化锂溶液的质量体积比(g/mL)为1:5；所述透析包括以下步骤：将丝素蛋白溶解液置于截留分子量8000-14000的透析袋中，在纯水中进行透析，透析后溴化锂的残留量≤0.7μg/mg。优选地，所述丝素蛋白溶液的质量分数为0.5～3wt％。优选地，所述透明质酸溶液的质量分数为0.1～1wt％。与
背景技术：
相比，本发明具有的有益效果是：本发明结合透明质酸膜良好的亲水性、生物相容性和细胞粘附性以及丝素蛋白/乙二醇膜较好的强韧性的优点，构建双层防黏连复合膜，不仅可以起物理阻隔作用防止或减少受损子宫内膜间的黏连，而且其自身的内部结构可以作为修复模板支持和引导细胞的生长，促进内膜形态结构及功能的恢复。本发明独创性地采用丝素蛋白/乙二醇和透明质酸复合制备双层结构的防黏连膜，有利于充分发挥各组分的优点：透明质酸膜层亲水性、生物相容性和细胞粘附性好，与创面直接接触，可加快创面恢复。丝素蛋白/乙二醇层强度较高，在复合膜中主要起物理支撑作用。乙二醇的加入可以加速丝素蛋白凝胶化转变，缩短产品制备周期，同时可以改善纯丝素溶液凝胶化后得到的膜层结晶度高、硬脆、降解速度慢的缺点，使得丝素膜的力学强度和降解速度可以较好地满足防黏连膜的使用需求。附图说明图1是实施例1制备的双层防黏连复合膜的数码照片。图2是实施例1制备的双层防黏连复合膜的场发射扫描电镜照片。图3是实施例2制备防黏连膜的加速氧化降解失重曲线图。图4是实施例4和实施例5制备的防黏连膜的加速氧化降解失重曲线图。具体实施方式为了更好的理解本发明，下面将结合实例进一步阐明本发明的内容，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征和优点，本发明保护范围不局限于所述内容。实施例1(1)将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的无水碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/mL)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；然后配制9.3mol/L的LiBr溶液，将丝素纤维置于其中溶解1小时，其中丝素蛋白纤维与溴化锂溶液的质量体积比(g/ml)为1:5；将所得溶液装入截留分子量8000-14000的透析袋中，置于蒸馏水中透析3天，每12小时换一次水，透析结束后经过滤得到再生丝素蛋白溶液。利用差重法测定丝素蛋白溶液的浓度，然后用蒸馏水稀释成质量分数为3wt％的丝素蛋白溶液。(2)取丝素溶液20mL，加入乙二醇溶液0.12克，充分混合均匀后，将混合溶液倒入模具中，60℃下静置10min，得到均匀透明的丝素蛋白/乙二醇水凝胶，其中丝素蛋白和乙二醇的质量比为5:1。(3)取一定质量的透明质酸，加入适量的蒸馏水，4℃水浴下搅拌2小时，得到质量分数为0.1wt％的透明质酸溶液。(4)取200mL透明质酸溶液添加至丝素蛋白/乙二醇水凝胶中，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动10min后，放置在0℃低温静置8h后。(5)将步骤(4)中得到的复合物放至60℃烘箱中干燥72h，即得到双层防黏连复合膜a。实施例2(1)将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的无水碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/mL)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；然后配制9.3mol/L的LiBr溶液，将丝素纤维置于其中溶解1小时，其中丝素蛋白纤维与溴化锂溶液的质量体积比(g/mL)为1:5；将所得溶液装入截留分子量8000-14000的透析袋中，置于蒸馏水中透析3天，每12小时换一次水，透析结束后经过滤得到再生丝素蛋白溶液。利用差重法测定丝素蛋白溶液的浓度，然后用蒸馏水稀释成质量分数为2wt％的丝素蛋白溶液。(2)取丝素溶液10mL，加入乙二醇溶液0.08克，充分混合均匀后，将混合溶液倒入模具中，50℃下静置20min，得到均匀透明的丝素蛋白/乙二醇水凝胶，其中丝素蛋白和乙二醇的质量比为2.5:1。(3)取一定质量的透明质酸，加入适量的蒸馏水，4℃水浴下搅拌2小时，得到质量分数为0.5wt％的透明质酸溶液。(4)取40mL透明质酸溶液添加丝素蛋白/乙二醇水凝胶中，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动8min后，放置在4℃低温静置6h。(5)将步骤(4)中得到的复合物放至40℃烘箱中干燥48h，即得到双层防黏连复合膜b。实施例3(1)将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的无水碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/ml)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；然后配制9.3mol/L的LiBr溶液，将丝素纤维置于其中溶解1小时，其中丝素蛋白纤维与溴化锂溶液的质量体积比(g/ml)为1:5；将所得溶液装入截留分子量8000-14000的透析袋中，置于蒸馏水中透析3天，每12小时换一次水，透析结束后经过滤得到再生丝素蛋白溶液。利用差重法测定丝素蛋白溶液的浓度，然后用蒸馏水稀释成质量分数为1wt％的丝素蛋白溶液。(2)取丝素溶液7.15mL，加入乙二醇溶液0.0285克，充分混合均匀后，将混合溶液倒入模具中，30℃下静置60min，得到均匀透明的丝素蛋白/乙二醇水凝胶，其中丝素蛋白和乙二醇的质量比为2.5:1。(3)取一定质量的透明质酸，加入适量的蒸馏水，4℃水浴下搅拌2小时，得到质量分数为0.5wt％的透明质酸溶液。(4)取30mL透明质酸溶液添加丝素蛋白/乙二醇水凝胶中，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动10min后，放置在4℃低温静置8h。.(5)将步骤(4)中得到的复合物放至50℃烘箱中干燥36h，即得到双层防黏连复合膜c。实施例4(1)将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的无水碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/mL)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；然后配制9.3mol/L的LiBr溶液，将丝素纤维置于其中溶解1小时，其中丝素蛋白纤维与溴化锂溶液的质量体积比(g/ml)为1:5；将所得溶液装入截留分子量8000-14000的透析袋中，置于蒸馏水中透析3天，每12小时换一次水，透析结束后经过滤得到再生丝素蛋白溶液。利用差重法测定丝素蛋白溶液的浓度，然后用蒸馏水稀释成质量分数为0.5wt％的丝素蛋白溶液。(2)取丝素溶液10mL，加入乙二醇溶液0.05克，充分混合均匀后，将混合溶液倒入模具中，30℃下静置80min，得到均匀透明的丝素蛋白/乙二醇水凝胶，其中丝素蛋白和乙二醇的质量比为1:1。(3)取一定质量的透明质酸，加入适量的蒸馏水，4℃水浴下搅拌2小时，得到质量分数为0.5wt％的透明质酸溶液。(4)取100mL透明质酸溶液添加丝素蛋白/乙二醇水凝胶中，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动10min后，放置在4℃低温静置8h。(5)将步骤(4)中得到的复合物放至60℃烘箱中干燥72h，即得到双层防黏连复合膜d。实施例5(1)将所述桑蚕生丝在0.02mol/L的无水碳酸钠溶液中煮沸30min，其中生丝与脱胶液的质量体积比(g/mL)为1:100，重复3次，洗涤后烘干得到丝素蛋白纤维；然后配制9.3mol/L的LiBr溶液，将丝素纤维置于其中溶解1小时，其中丝素蛋白纤维与溴化锂溶液的质量体积比(g/ml)为1:5；将所得溶液装入截留分子量8000-14000的透析袋中，置于蒸馏水中透析3天，每12小时换一次水，透析结束后经过滤得到再生丝素蛋白溶液。利用差重法测定丝素蛋白溶液的浓度，然后用蒸馏水稀释成质量分数为0.5wt％的丝素蛋白溶液。(2)取丝素溶液20mL倒入模具中，30℃下静置36h，得到均匀透明的丝素蛋白水凝胶。(3)取一定质量的透明质酸，加入适量的蒸馏水，4℃水浴下搅拌2小时，得到质量分数为0.5wt％的透明质酸溶液。(4)取100mL透明质酸溶液添加到丝素蛋白水凝胶中，在摇床上以100转每分的速度轻轻摇动10min后，放置在4℃低温静置8h。(5)将步骤(4)中得到的复合物放至60℃烘箱中干燥72h，即得到未添加乙二醇的双层防黏连复合膜e。由以上1-5实施例复合膜的制备过程可以看出，添加乙二醇可促进丝素蛋白快速凝胶化，从而在较短时间内得到水凝胶，大大缩短复合膜的制备时间。测定实施例1、2、3、4、5制备得到的五种双层复合膜的厚度。表1为由实施例1、2、3、4、5所制备的五种双层复合膜厚度的表征结果。由表1中数据可知，采用本发明所述的制备方法获得的双层膜厚度分布在50～220μm之间。表1双层膜厚度统计表实施例6利用加速氧化降解试验评价了实施例2、4和5的降解性能，并制备了与实施例2质量相同的纯丝素膜和纯透明质酸膜作为对照样。将5种膜分别取样至1.5ml离心管中并标号，干燥至恒重后，浸泡于3％过氧化氢水溶液中，试样质量与浸泡液的质量比为1:100。将离心管密封好，置于70℃±1℃的恒温鼓风干燥箱。每两天更换一次新鲜的浸泡液。分别在规定时间内(第1、3、6、9、12、15天)取出样品，高速离心后吸出上层清液，下层物质留于离心管内，在70℃烘箱中干燥至恒重，称量后计算降解失重率。实施例2制得的双层复合膜b的降解实验结果如图3所示：实施例2降解1天后，有明显的降解失重，失重率约为58％。随着降解时间延长，膜的降解程度增加，至第15天时，降解失重率约为总重的81％。而纯透明质酸膜和纯丝素膜在降解一天后的降解失重率分别为84％和21％，在第15天时分别约为98％和63％。由此可知双层膜的降解速度处于纯透明质酸膜和纯丝素膜之间，具有适中的降解速度。由实施例4和实施例5方法制得的双层膜d和双层膜e的重量相同，厚度相近，成分相似，两种膜的区别仅在于实施例4中含有乙二醇，而实施例5中没有乙二醇。两种膜的降解实验结果如图4所示：虽然两种膜第一天的降解失重率相似，都约为81％，但在随后的降解中，实施例4中的双层膜d有较快的降解速度，当降解实验进行到15天时，两者的降解失重率分别为96％和97.5％。即乙二醇的添加对丝素膜的降解有一定调节作用，可加快丝素膜的降解。在实施例2与实施例4中，丝素蛋白与乙二醇的质量和与透明质酸的质量之比分别为1.4:1和1:5，而实施例2的双层膜具有较慢的降解速度。由此可知，通过调整双层膜中丝素蛋白和乙二醇、透明质酸的含量，可以改变双层膜的降解速度。实施例7使用Instron3367型万能拉伸机对实施例2、4和5制备的防黏连膜的拉伸强度和拉伸应变进行了检测。将三种膜分别制成40mm×10mm的长条状，进行力学性能测试。测试温度为室温，夹持长度为20mm，走样速度为6mm/min，设置3个平行样。结果如表2所示：与实施例4所制得的双层膜相比较，实施例2中的双层膜b具有较高的拉伸强度和较差的拉伸应变能力。这是因为在双层膜b中，丝素蛋白的含量较高，约为膜总重量的50％，因此具有较高的拉伸强度和较低的应变能力。而实施例4中的丝素膜含量为总重量的20％，因此具有较差的拉伸强度和较好的应变能力。而实施例4与实施例5相比具有较差的拉伸强度和较好的应变能力，是由于作为强度支持的丝素蛋白层中乙二醇的存在除了可以加快丝素水溶液的凝胶化转变速度外，还可以调整支撑层的强度和应变能力。表2样品拉伸强度和拉伸应变统计表样品拉伸强度(MPa)拉伸应变(％)实施例217±0.233.03±4.5实施例412±0.873.68±0.23实施例513±1.343.11±0.41以上列举的仅是本发明的具体实施例。本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。当前第1页1 2 3