生物材料的抗钙化处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物医疗技术，尤其涉及一种生物材料的抗钙化处理方法。
【背景技术】
[0002] 生物材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料， 即用于取代、修复人体活组织的天然或人造材料，其作用药物不可替代。但是也存在植入人 体后的生物材料钙化，而直接影响到其使用性能和预期寿命，导致存在二次手术植入的风 险，因此生物材料的钙化问题一直是困扰生物医疗界的难题，如何有效的进行生物材料抗 钙化一直是众多科学研究者研究的方向。
[0003]目前，临床上主要应用的抗钙化处理方法是采用表面活性剂对生物材料进行处 理，利用该抗钙化处理方法处理的生物材料的抗钙化性能具有明显的进步。然而，上述抗钙 化处理方法存在局部抗钙化性能不佳、易造成生物材料破坏乃至分层等问题，从而影响生 物材料的耐疲劳性能和使用寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种生物材料的抗钙化处理方法，其抗钙化性能良好且均一，并且不 影响生物材料的结构和机械力学性能，处理后生物材料的耐疲劳性能和使用寿命均有所提 尚。
[0005] 本发明提供一种生物材料的抗钙化处理方法，采用微乳液对生物材料进行处理。
[0006] 本发明所述的微乳液指的是一种分散液滴直径较小，一般分布在5nm~100nm之 间的液体体系，通常由表面活性剂、助表面活性剂、油相以及水相混合乳化而成。本发明人 经研究发现，当使用微乳液对生物材料进行处理时，能够克服传统抗钙化处理方法（即采 用表面活性剂对生物材料进行处理）所存在局部抗钙化性能不佳、易造成生物材料破坏乃 至分层等问题，从而获得良好的抗钙化效果。本发明对所采用的微乳液不作严格限制，其 可以为本领域常规的微乳液，比如含硅油微乳液，含植物油微乳液，含鱼油等动物油微乳液 等。同时，本发明所采用的微乳液还具有生物相容性。这里指的生物相容性是指当微乳液 残留在生物材料中时，其残留成分不会对日后生物材料的使用造成任何安全性隐患，例如 毒性、致敏性等，从而人体使用时不会产生毒副作用，安全性良好。
[0007] 进一步地，为了达到较好得抗钙化效果，所述微乳液含有脂肪酸及其衍生物。
[0008] 进一步地，所述微乳液含有脂肪酸及其疏水性衍生物。
[0009] 进一步地，所述微乳液含有不饱和脂肪酸及其疏水性衍生物。
[0010] 在一实施方式中，所述不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸和鱼油的 一种或多种。当不饱和脂肪酸为多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限 制。在应用过程中，饱和脂肪酸作为也可以对生物材料进行抗钙化的处理，但是优选为不饱 和脂肪酸。这里需要说明的是，本发明中涉及到的脂肪酸类物质及其疏水性衍生物可以在 作为油相成分出现在微乳液中，也可以做为疏水性表面活性剂成分出现在微乳液中，也可 以同时作为油相以及表面活性剂成分出现在微乳液中，本发明对涉及到的脂肪酸类物质及 其衍生物不作具体成分上的归属。
[0011] 在一实施方式中，所述微乳液还包括醇类化合物，如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁 醇、异丁醇、正戊醇和异戊醇中的一种或多种。即，微乳液中的助表面活性剂可以具体为这 些成分，当助表面活性剂为多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
[0012] 在一实施方式中，所述微乳液还包括表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、油酸钾、油 酸钠、硬脂酸钾、聚乙二醇辛基苯基醚、聚氧乙烯基失水山梨醇酯和失水山梨醇酯中的一种 或多种。即，微乳液中的表面活性剂可以具体为这些成分。其中，当选用聚氧乙烯基失水 山梨醇酯和失水山梨醇酯时，可以选用聚氧乙烯基失水山梨醇酯和失水山梨醇酯的各种型 号，例如吐温20-80,司盘20-80。在具体使用时，本发明对表面活性剂的种类不做限制，可 以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂，或者两种表面活性的混合物，当表面活性剂为 多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。表面活性剂还可以包括反应 性表面活性剂。
[0013] 同时，本发明的微乳液中的水相可以是普通水，也可以是含有电解质的水溶液，例 如生理盐水（0. 9%氯化钠水溶液）或者常见的模拟体液的缓冲溶液，例如磷酸盐缓冲溶 液，本发明的水相可以优选为含有电解质的水溶液。
[0014] 在使用本发明的方法处理生物材料时，可以采用下述的具体微乳液对生物材料进 行处理，该微乳液液包括如下重量份的成分：表面活性剂0. 01~30份，助表面活性剂1~ 85份，油相0. 01-5份和水相10~90份。进一步地，表面活性剂可优选为0. 03~20份； 助表面活性剂可优选为5~60份，更优选为10~40份；油相可优选为0. 02~2份；水相 可优选为20~90份，更优选为40~90份。上述微乳液中的各成分不仅可以为本发明之 前提供的具体成分，也可以为本领域的常规成分。
[0015] 在具体使用微乳液处理生物材料时，优选的，可以采用平均粒径为5~60nm，粒径 分布为0. 2以下的微乳液。当控制微乳液的参数在上述范围内时，所获得生物材料的抗钙 化性能良好且均一，生物材料的结构和机械力学性能不受影响，生物材料的耐疲劳性能和 使用寿命均有所提尚。
[0016] 在本发明中，可以采用本领域常规方法制备上述微乳液，制备时为了加速组分间 的乳化互溶过程，可对温度进行控制，例如在20~40°C条件下进行组分的添加搅拌。
[0017] 在本发明中，可以采用本领域常规方法进行所述处理。
[0018] 在一实施方式中，所述处理为将所述生物材料与所述微乳液进行接触，例如通过 浸渍来使材料与微乳液充分接触，并且控制所述浸渍的时间大于5min。在具体操作中，例如 可以通过浸渍来使生物材料与微乳液进行充分接触，并且一般控制接触时间为为5min~ 72h，接触时间越长，生物材料的抗钙化效果越好，优选将接触时间控制在30min~48h。
[0019] 进一步地，在振荡、搅拌或超声波的条件下进行所述处理。在处理过程中，还可以 采用振荡、搅拌或超声波等适当的物理方式进行辅助，这些辅助有利于微乳液与生物材料 接触充分，以达到抗钙化效果的良好和均一。具体的，当采用振荡方式时，可以将盛有样品 的容器置于振荡床上，控制振荡频率为30~70rmp/min，震荡时间可以与接触时间相同，也 可以短于接触时间，例如先振荡后静置；当采用搅拌方式处理时，可以根据需要设定搅拌频 次和时间；当采用超声波方式时，可以将盛有样品的容器置于超声清洗器中，控制超声频率 为25~80HZ，优选为30~60HZ，超声时间为5~90min。除了上述3种方式外，还可以在 微乳液与材料接触时对生物材料施加外力挤压以助于微乳液的渗入。为了加强微乳液处理 效果，在处理过程中可以按照一定的顺序依次采用这几种方式对生物材料进行处理。
[0020] 进一步地，在进行所述处理时，对处理体系进行光照、辐照或加热，或者向处理体 系中通入臭氧。除了机械外力的辅助作用，还可以在处理时，对处理体系进行光照、辐照或 加热，或者向处理体系中通入臭氧，从而提高抗钙化效果，当进行加热处理时，可以将温度 控制在20~60°C，优选为25~50°C。通入臭氧时，可以控制臭氧浓度为10~80mg/L，流 量为5~20L/h，一般臭氧注入时间为2~90min。
[0021] 本发明提供的使用微乳液处理生物材料的方法，在具体实施过程中，并不只限定 于上述处理方式。例如，在处理过程中不限于只使用一种微乳液对生物材料进行处理，还可 以采用成分不同或者比例不同的多种微乳液对生物材料进行分步处理。而且，本发明的处 理方法不仅可以作为抗钙化方法单独使用，还可以与其他已知的抗钙化技术联用，包括组 织脱细胞技术、Linx?AC抗妈化处理技术、ThermaFix?抗妈化技术、AOA?抗妈化技术、羟基 铬抗钙化处理技术、醇处理技术、还原法抗钙化技术等，其他抗钙化技术还包括但不限于以 其他交联剂取代常规的醛来固定胶原组织的抗钙化方法和其他能减轻组织植入后钙化的 方法，以达到最佳抗钙化效果。在具体实施方法中，本发明的微乳液抗钙化技术可以在其他 方法之前使用，也可以在其他抗钙化方法之后使用。
[0022] 由于微乳液的生物相容性良好，因此经过微乳液处理的生物材料从微乳液中取出 后可以直接保存在常规的戊二醛保存液中，也可以经过磷酸盐缓冲溶液或者其它模拟体液 的液体漂洗后进行保存，例如干法保存等。
[0023] 进一步地，所述生物材料为包括心包、瓣膜、脑硬膜、肠粘膜、真皮、韧带、肌腱、巩 膜、血管或者带瓣管道的材料。更广范围的，生物材料可以是以胶原组织为主要组成的材 料，或者一切具有抗钙化需要的待植入人体的材料，这些生物材料一般来自于动物源，以及 同种异体或者自体。本发明对生物材料没有限定要求，可以使经过脱细胞预处理后的生物 材料，例如脱细胞胶原组织，也可以是未经过脱细胞预处理的生物材料。临床上使用的生物 瓣膜、带瓣管道、生物补片以及人工血管等医疗器械产品均有不同程度的抗钙化要求，本发 明对提高这些产品的抗钙化性能具有重要意义。经过微乳液处理的生物材料，由于其抗钙 化效果好，使用寿命长，因此被用作生物瓣膜等人体器官组织植入人体后，降低了二次换瓣 手术的风险。
[0024] 本发明提供的生物材料的抗钙化处理方法，至少具有以下优势：
[0025] 1、本处理方法能最小程度的避免对生物材料的组织损伤，有效增强生物材料的 抗钙化效果，尤其在抗钙化性的均一性上，相较于常规的表面活性剂抗钙化处理方法有显 著的提高，能够有效延长生物材料的使用寿命，避免生物材料二次更换的风险，减轻病患痛 苦。
[0026] 2、本处理方法简单可行，对生物材料无需进行过多预处理，可实施度高，可实施范 围广。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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做出创造 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。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例的微乳液1，按照重量份包括如下组分：乙醇25份，正戊醇10份， Tween-80 3份，脂肪醇聚氧乙烯醚（AE0-9) 5. 5份，油酸1. 0份，氨基硅油0. 5份，水55份。
[0030] 在25°C下，将上述组分按照微乳液的常规制备方法制得微乳液1。采用Malvern NanoZS90粒径分析仪对制备得到微乳液进行粒径分析，本实施例的制备的微乳液的平均 粒径为95. 4nm，