医用套管及其制备方法与流程

本发明涉及生物医用材料
技术领域：
，尤其涉及医用套管及其制备方法。
背景技术：
：肌腱或神经损伤是外科最常见疾病之一，常常由外伤、手术、肌腱或神经炎症等引起。传统肌腱或神经修补手术术后，肌腱或神经的缝合部位常常与周围组织发生粘连，影响术后功能恢复。因此，开发应用于肌腱或神经损伤的医用套管以促进肌腱、神经愈合并改善患者的术后功能成为近年来关注的热点。目前大部分用于肌腱或神经修复的补片的主要组成成分为聚乳酸材料或单纯的胶原蛋白材料，也有少量采用生物羊膜。高分子材料虽然具有一定的生物相容性，但作为惰性材料，因缺乏生物活性，不可避免地会使人体产生排异、侵蚀或瘢痕化等不良反应。提纯后的胶原蛋白海绵材料，主要成分只有胶原蛋白，无生物活性。生物羊膜虽然生物活性较好，但材料本身过薄，临床包裹肌腱或神经时操作不便，且不易将羊膜缝合固定于肌腱或神经的周围。公开号为cn107789669a的中国专利申请以静电纺丝的方法，采用明胶蛋白作为纤维的壳层结构，聚己内酯及聚混旋乙丙交酯共聚物为核内结构，先纺成单张纤维膜；然后，以聚乙烯单丝为轴，将纤维膜卷曲成套管形状，即可作为神经套管使用。然而静电纺丝常用到多种化学试剂，包括氯仿、乙醇等，残留较难去除，存在一定毒性风险；明胶蛋白、聚乙烯、聚己内酯等材料制备而成的套管，也仅有物理屏障防止术后粘连的作用，无明显生物活性，不能有效促进受损神经或肌腱愈合。因此，有必要开发一种新型的医用套管以解决现有技术中存在的上述问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种应用于肌腱或神经修复的医用套管及其制备方法，以具有良好的生物活性，从而有利于肌腱或神经组织的愈合效果。为实现上述目的，本发明的所述医用套管是由脐带组织组成的管状物，所述脐带组织形成于通过机械方式去除血管细胞的脐带，所述医用套管的内表面包含华通氏胶。本发明的所述医用套管的有益效果在于：所述医用套管是由脐带组织组成的管状物，所述脐带组织形成于通过机械方式去除所述血管细胞的脐带，有效降低了免疫原性，无须使用化学试剂进行处理以去除免疫成分，就能够使所述医用套管具有良好的使用安全性并最大限度保留生物活性，结合所述医用套管的内表面为包含华通氏胶的表面，有利于组织的愈合效果。优选的，所述医用套管的含水率不高于10％。其有益效果在于：有利于延长贮存时间并最大限度保留生物活性。进一步优选的，所述医用套管的缝合强度不小于1牛顿，拉伸强度不小于0.1兆帕，撕裂强度不小于1牛顿，同一体外降解条件和同一降解时间下所述医用套管的组织残留率与新鲜原始脐带的组织残留率之间的差值为-5％-+5％。优选的，所述医用套管的内表面具有若干凸起结构，所述凸起结构的高度不超过0.2毫米，相邻的两个所述凸起结构之间的距离为0.5-5毫米。优选的，所述医用套管的厚度为0.01-0.6毫米，外径为4-20毫米，长度为1-7厘米。优选的，所述脐带组织来源于人体。其有益效果在于：避免患者产生排异反应。本发明的所述医用套管的制备方法包括：提供管状原始脐带，使所述管状原始脐带的内表面为包含华通氏胶的表面，并对所述管状原始脐带顺次进行低温预处理、低温干燥和灭菌处理，以得到所述医用套管；所述低温预处理包括：通过机械方式去除所述管状原始脐带中的血管以得到管状脐带组织，以及清洗所述管状原始脐带或所述管状脐带组织中的任意一种或多种以形成去除血污的管状脐带组织。本发明的所述制备方法的有益效果在于：通过机械方式去除所述管状原始脐带中的血管，有效降低了免疫原性，无须使用化学试剂进行处理以去除免疫成分就能使所述医用套管具有良好的使用安全性，结合使所述管状原始脐带的内表面为包含华通氏胶的表面，以及所述低温预处理和所述低温干燥，有利于使所述医用套管保持良好的生物活性最大限度保留生物活性，以有利于组织的愈合效果。优选的，所述低温预处理过程中，控制通过机械方式去除所述管状原始脐带中的血管所用的时长不超过10分钟，以利于最大限度保留生物活性。进一步优选的，所述机械方式包括使用环形钻头去除所述血管，所述环形钻头的内径为1.5-8.0毫米，厚度不超过0.5毫米。优选的，所述低温预处理完成后，将所述去除血污的管状脐带组织套设于管状模具，以使所述去除血污的管状脐带组织保持管状形态且内外表面舒展无褶皱，然后进行所述低温干燥。优选的，所述低温预处理和所述灭菌处理在0-10摄氏度的环境温度下进行，所述低温干燥为冷冻干燥，以利于最大限度保留生物活性。进一步优选的，所述低温预处理过程中，进行所述清洗所使用的清洗液的温度高于所述清洗液的冰点，且不超过10摄氏度。进一步优选的，所述冷冻干燥包括常压预冷冻和真空干燥，所述常压预冷冻的时间不少于16小时，所述常压预冷冻的温度不低于-70摄氏度且不高于-22摄氏度，所述真空干燥的时间不少于24小时，所述真空干燥的温度不低于-70摄氏度。进一步优选的，所述常压预冷冻为分步常压冷冻，包括第一阶段常压预冷冻和第二阶段常压预冷冻，所述第一阶段常压预冷冻的冷冻温度为-10摄氏度至-22摄氏度，冷冻时间不少于4小时，所述第二阶段常压预冷冻的冷冻温度不低于-70摄氏度，冷冻时间不少于12小时，以避免温度下降过快而破坏组织结构。附图说明图1为本发明实施例的医用套管的照片；图2为本发明实施例的原始脐带的组织学染色照片；图3为本发明实施例的完成低温预处理后得到的脐带组织的组织学染色照片；图4a为本发明实施例的医用套管通过体外降解性能测试得到的组织残留率随降解时间的变化趋势图；图4b为本发明实施例的新鲜原始脐带通过体外降解性能测试得到的组织残留率随降解时间的变化趋势图；图5为本发明实施例的不同医用套管、空白对照、阴性对照以及阳性对照通过体外细胞毒性测试得到的小鼠成纤维细胞的增殖率对比图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。本发明实施例的环形钻头来源于苏州六六视觉科技股份有限公司。针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种医用套管，所述医用套管是由脐带组织组成的管状物，所述脐带组织形成于通过机械方式去除血管细胞的脐带。具体的，所述血管细胞包括动脉血管细胞和静脉血管细胞。本发明还提供了所述医用套管的制备方法，包括：提供管状原始脐带，使所述管状原始脐带的内表面为包含华通氏胶的表面，并对所述管状原始脐带顺次进行低温预处理、低温干燥和灭菌处理。本发明一些实施例中，所述脐带组织来源于人体，以有利于避免患者产生排异反应。本发明一些实施例中，所述低温预处理包括：通过机械方式去除所述管状原始脐带中的血管以得到管状脐带组织。通过去除所述血管，有效降低了所述脐带组织的免疫原性，使得后续无需通过其他方式，例如使用化学试剂来去除免疫成分就能够保证制备的所述医用套管的使用安全性。本发明一些实施例中，将来源于人体的原始脐带切分为长度2-8厘米的管状原始脐带后，再通过所述机械方式去除所述管状原始脐带中的血管以得到所述管状脐带组织。本发明一些实施例中，所述机械方式包括使用环形钻头去除所述血管，以控制去除所述动脉血管和所述静脉血管所用的时长不超过10分钟，即通过缩短所述预处理的时间来最大限度保留所述原始脐带的生物活性。具体的，根据所述血管的直径选择不同内径的环形钻头以使所述血管剖离，即所述环形钻头为一系列具有不同内径的环形钻头，以适配所述血管的不同部位的直径。具体的，将脐带分切为2-8cm小段，去除所述动脉血管和所述静脉血管的过程中使所述原始脐带的管状结构不被破坏；所述动脉血管和所述静脉血管去除完毕后，对得到的管状物的两端进行修整，得到两端平整的所述管状脐带组织。本发明一些具体的实施例中，所述环形钻头的内径为1.5-8.0毫米，厚度不超过0.5毫米，以在剖离所述血管的同时最大限度避免脐带组织天然管状形态的破坏及华通胶组织的损失，以便于后续临床应用中所述医用套管能够与待修复的肌腱或神经良好贴合，并可以起到有效的物理屏障、预防粘连、促进愈合的作用。本发明一些实施例中，所述低温预处理在0-10摄氏度的环境温度下进行，以利于最大限度保留所述原始脐带的生物活性。本发明一些实施例中，所述低温预处理还包括清洗所述管状原始脐带或所述管状脐带组织中的任意一种或多种以形成去除血污的管状脐带组织。具体的，所述清洗在0-10摄氏度的环境温度下进行，进行所述清洗使用的清洗液的温度高于所述清洗液的冰点，且不超过10摄氏度，以使所述清洗液具有流动性，在去除血污的同时有利于最大限度保留所述原始脐带的生物活性。具体的，所述清洗使用的清洗液为无菌生理盐水、无菌氯化钠注射液和纯化水中的任意一种或多种。本发明一些具体的实施例中，所述清洗在2-10摄氏度的环境温度下进行，所述清洗液的温度为2-10摄氏度。本发明一些实施例中，所述低温预处理完成后，将所述去除血污的管状脐带组织套设于管状模具，以使所述去除血污的管状脐带组织的保持管状形态且内外表面舒展无褶皱，然后进行所述低温干燥。具体的，将所述去除血污的管状脐带组织套设于所述管状模具并进行平铺固定，即夹持所述去除血污的管状脐带组织的靠近两端边缘的部位，使所述去除血污的管状脐带组织的内表面紧密贴合所述管状模具的外表面，且所述去除血污的管状脐带组织的内外表面舒展无褶皱。本发明一些具体的实施例中，所述管状模具的温度为0-10摄氏度。更具体的，所述模具为无菌的不锈钢模具。所述管状模具的外径尺寸根据后续应用的需求进行调整。本发明一些实施例中，所述管状模具的表面为非光滑表面，以在所述去除血污的管状脐带组织的内表面，即包含华通氏胶的表面形成压痕，经所述低温干燥后，所述压痕形成为若干凸起结构。由于待修复部位表面通常情况下平整度是不佳的，所述凸起结构的存在能够有效增加与待修复的部位的贴合程度以及接触表面积，有利于细胞长入材料，加速材料整合，从而促进组织愈合。本发明一些具体的实施例中，所述凸起结构的高度不超过0.2毫米，相邻的两个所述凸起结构之间的距离为0.5-5毫米。相邻两个所述凸起结构之间的距离定义为一个所述凸起结构的顶端距离相邻的所述凸起结构顶部的最小垂直距离。本发明一些实施例中，所述低温干燥为冷冻干燥。所述冷冻干燥包括常压预冷冻和真空干燥。本发明一些实施例中，所述常压预冷冻的时间不少于16小时，所述常压预冷冻的温度不低于-70摄氏度且不高于-22摄氏度。本发明一些具体的实施例中，所述常压预冷冻为分步常压冷冻，包括第一阶段常压预冷冻和第二阶段常压预冷冻。更具体的，所述第一阶段常压预冷冻的冷冻温度为-10摄氏度至-22摄氏度，冷冻时间不少于4小时。所述第二阶段常压预冷冻的冷冻温度不低于-70摄氏度，冷冻时间不少于12小时。本发明一些实施例中，所述真空干燥的时间不少于24小时，所述真空干燥的温度不低于-70摄氏度。本发明一些实施例中，经所述低温干燥后得到的医用套管的含水率不超过10％，以有利于延长贮存时间并最大限度保留生物活性。所述含水率通过烘干法测定，具体为将所述医用套管放置于105-110摄氏度的干燥箱中常压干燥至恒重，计算重量的减少量占干燥前的医用套管的质量百分比为含水率。本发明一些实施例中，所述医用套管的厚度为0.01～0.6mm，外径为4-20毫米，长度为1-7厘米。本发明一些实施例中，所述医用套管的厚度为0.01～0.3mm。本发明一些实施例中，所述低温干燥结束后，对得到的医用套管进行裁切和内包，然后进行所述灭菌处理。具体的，厚度的测定方法可以采用游标卡尺，裁切方法可以采用不锈钢剪刀，在此不做赘述。本发明一些实施例中，所述灭菌处理包括采用辐照剂量为15～30kgy的伽马射线或电子束辐照灭菌，以有效灭活所述医用套管在制备过程中可能携带的各类细菌或病毒，进一步确保使用安全性。本发明实施例1-4中，所述原始脐带来源于健康产妇生产的废弃脐带，并就使用方式征得患者本人同意并签署知情同意书。本发明实施例1-4中，所述低温预处理的环境温度tpre，进行所述清洗使用的清洗液的温度tsol，所述第一阶段常压预冷冻的冷冻温度tatm1和冷冻时间tatm1，所述第二阶段常压预冷冻的冷冻温度tatm2和冷冻时间tatm2，所述真空干燥的温度tvac和时间tvac，所述灭菌处理时保温盒内温度tster，得到的医用套管的厚度h、外径d、长度l以及含水率w请详见表1。表1图1为本发明实施例1的医用套管的照片。参见图1，实施例1的医用套管的为管状结构，临床使用时可较为方便的套在肌腱或神经缝合部位，从而有效发挥预防粘连、促进愈合等生物活性作用。本发明实施例1-4的医用套管的制备过程中，均通过表面光滑的管状不锈钢模具进行平铺固定，以形成管状结构。图2为本发明实施例1的所述医用套管的制备过程中，所述原始脐带的组织学染色照片。图3为本发明实施例1的所述医用套管的制备过程中，完成所述低温预处理后得到的脐带组织的组织学染色照片。具体的染色方式为苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosinstaining)，此为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。参照图2和图3，所述原始脐带含有如图2所示的富含血管的区域21，经所述低温预处理后，血管得到去除，已不存在血管的细胞残留。以本发明实施例1-3的医用套管的制备过程为例，本发明实施例还在同一环境温度下，通过改变所述制备过程中的使用环形钻头去除所述血管的时间trem在本发明实施例1-3的每个实施例中制备了不同的去除血污的管状脐带组织，并对不同去除血污的管状脐带组织进行16天的细胞培养，以所述细胞培养完毕后脐带间充质细胞覆盖面积占培养皿底部面积的百分比考察生物活性，以说明控制所述低温预处理时间的必要性。所述细胞培养的具体过程请参见cn109497039a。本发明实施例1-3的不同医用套管在不同trem下的脐带间充质细胞覆盖面积占培养皿底部面积的百分比请参见表2。表2从表2中可以看到，控制trem不超过10分钟，脐带间充质细胞覆盖面积占培养皿底部面积的百分比均为100％，显示出了良好的生物活性，而随着trem的延长，脐带间充质细胞覆盖面积占培养皿底部面积的百分比显著下降。本发明实施例还分别统计了实施例1的医用套管以及作为原料的新鲜原始脐带中的各类因子，具体为类胰岛素一号增长因子(igf-1)、酸性成纤维细胞生长因子(afgf)、碱性成纤维细胞生长因子(bfgf)、转化生长因子β1(tgf-β1)、血小板衍生生长因子(pdfg)以及上皮生长因子(egf)含量，请参见表3。具体的统计方法为本领域技术人员的常规技术手段，在此不做赘述。含量定义为每克医用套管或新鲜原始脐带中所含有的因子的纳克数。表3因子种类新鲜原始脐带医用套管igf-1375.7±79.1357.6±68.1afgf6.93±1.36.82±0.4bfgf22.42±3.221.56±3.1tgf-β116.41±1.715.37±2.8pdfg0.96±0.230.87±0.11egf1.11±0.350.93±0.22从表3中可以看到，所述医用套管与作为原料的新鲜原始脐带中的各类因子含量相差不大，说明本发明制备所述医用套管的方法能最大限度保留所述新鲜原始脐带的生物活性。本发明实施例考察了实施例1-4的医用套管的力学性能。具体的，依据医药行业标准yy0500-2004心血管植入物人工血管中8.8部分考察缝合强度；依据gb/t528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的考察拉伸强度；依据gb/t529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)部分通过制备a裤型试样考察撕裂强度，具体结果请参见表4。表4中的力学性能数值为3个平行试样的平均值。表4实施例编号缝合强度/牛顿拉伸强度/兆帕撕裂强度/牛顿13.471.123.2223.660.992.7633.230.963.6343.451.312.98本发明一些实施例中，所述医用套管的缝合强度不小于1牛顿，拉伸强度不小于0.1兆帕，撕裂强度不小于1牛顿。本发明实施例以实施例1-4的医用套管以及作为原料的新鲜原始脐带为例，分别考察了体外降解性能。所述体外降解性能的具体测试方法为：取20-30毫克待测试样品浸泡于37摄氏度的i型胶原酶溶液中降解，在不同的时间取出固态物质进行冷冻干燥并称重，计算组织残留率，所述组织残留率为获得的冻干物占经所述冷冻干燥后的待测试样品的质量百分比。图4a为本发明实施例1的医用套管通过体外降解性能测试得到的组织残留率随降解时间的变化趋势图；图4b为本发明实施例1的新鲜原始脐带通过体外降解性能测试得到的组织残留率随降解时间的变化趋势图。图4a所示的实施例1的医用套管的组织残留率随降解时间的变化趋势与图4b所示的作为原料的新鲜原始脐带的组织残留率随降解时间的变化趋势基本一致。同一降解条件和降解时间下所述医用套管的组织残留率与新鲜原始脐带的组织残留率之间的差值为-5％-+5％。本发明实施例2-4的医用套管的组织残留率随降解时间的变化趋势与图4b中的新鲜原始脐带的组织残留率随降解时间的变化趋势基本一致，同一降解条件和降解时间下所述医用套管的组织残留率与新鲜原始脐带的组织残留率之间的差值为-5％-+5％。本发明实施例还以高密度聚乙烯(highdensitypolyethylene，hdpe)为阴性对照，二甲基亚砜dmso为阳性对照，依据gb/t16886.5-2003的第5部分：体外细胞毒性试验考察了实施例1-3的医用套管的体外细胞毒性，具体结果请参见图5。其中纵坐标的百分比为小鼠成纤维细胞l929的增殖率。参照图5，实施例1-3的医用套管、空白对照和阴性对照的l929的增殖率没有显著差异，而阳性对照的l929增殖率明显低于10％，可见实施例1-3的医用套管具有良好的生物相容性。本发明实施例将实施例1-4的医用套管应用于鸡的趾屈肌腱修复。对实验鸡进行趾屈肌腱急性损伤以及修复手术，将所述医用套管裁剪为合适的大小，在肌腱端端缝合前将套管套入肌腱，再完成肌腱的缝合，然后将套管固定于缝合部位，再滴加无菌生理盐水使医用套管吸收水分，完成复水。每个实施例的医用套管分别应用于6只实验鸡，并分别在修复手术结束后的第4、12、24和52周观察实验鸡的存活情况、切口情况和趾活动情况，所有实验鸡具有相同的育龄。实验结果显示：所有实验鸡在修复手术结束后的52周内均存活，切口愈合情况良好且没有出现感染或炎症等排异症状。修复手术结束后的12周至52周内，所有实验鸡的修复趾活动基本正常，且肌腱修复部位没有发生断裂。由此可见，本发明实施例的医用套管具有良好的生物活性。虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。当前第1页12