专利名称：：一种可降解人工泪小管的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种可降解人工泪小管的制备方法，尤其涉及一种通过形成凝胶柱的途径快速制成的可降解型人工泪小管方法，临床上用其治疗泪道阻塞及泪囊炎，属于眼科人工泪小管
技术领域：
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背景技术：
：在跟科治疗中，由各种不同病因引起的泪道阻塞、急/慢性泪囊炎等病例越来越多，约占眼科门诊病例的3%，因泪道阻塞而引发的多泪或溢泪给患者的生活与工作带来极大不便。目前，常用的治疗泪道阻塞的方法是机械或激光探通，然后厢药水反复冲洗。但是，难以解决的困难是第一次探通后，原阻塞部位易发生组织再粘连，导致泪道再次堵塞或狭窄，往往需要进行多次探通手术，这给眼科医生增添了不少麻烦，也给患者带来了极大，不便和经济负担。此外，在多次反复的探通过程中，硬质手术器械的摩擦严重损伤了正常泪道内壁，对患者的泪道功能恢复极为不利。近年来，随着人工泪小管的应用，在提高疗效的同时大大减轻了多次手术所带来的麻烦与治疗费用，因此，越来越多的眼科医生采用插入人工泪管的方法治疗泪遒阻塞和泪囊炎。但是，目前普遍使用的是不可降解的硅胶管或其他医用橡胶管③虽然过去进行了大量的技术改进，甚至结合不同的辅助设备治疗，可当伤口治愈后仍然需要进行二次手术取出小管，这一过程会使新愈合部位再次因摩擦而受损伤，不仅给患者增加了极大的痛苦，甚至有"复发"的可能，严重影响治疗效果。如植入的材料长期不降解，还容易在泪道内引起炎症反应。目前，已有文献报道将胶原蛋白、壳聚糖和聚乙烯醇按照一定比例混合后，,IJ成多L或者致密的复合膜，具有良好的力学性能和生物相容性。也有相关的专利mit:将胶原蛋白、壳聚糖和聚乙烯醇按照一定比例混合后制成可降解的泪点栓塞，用于治疗干眼症。但未见将胶原蛋白、壳聚糖和聚乙烯醇制备成人工泪小管的相关报道。本发明的目的是提供一种生物相容性良好的可降解型人工泪小管，干态时其硬度和韧性适中，溶胀后柔软光滑，可用于泪道阻塞部位被探通后支撑泪道内壁防止发生再粘连或狭窄，治愈后材料最终可生物降解，产物随泪液流出。本发明要解决的技术难题为(1)材料的生物相容性，生物可降解性；(2)泪小管力学支撑性能，手术的可操作性；(3)有止血、抑菌、促进伤口愈合的效果；(4)有效支撑阻塞部位，防止滑移；(5)阻止再粘连或"复发"；(6)伤口愈合后材料可降解，无需二次手术取出，避免泪道再次受损。为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种可降解人工泪小管的制备方法，其特征在于，通过循环冷冻/解冻的过程，其方法为第一步.在90℃的水浴中，将医用聚乙烯醇PVA—124颗粒溶解在注射用水中，配制成透明的510％(w/w)聚乙烯醇溶液；第二步.在室温条件下，将脱乙酰度》90%的壳聚糖溶解于12%的乙酸溶液中，搅拌16小时一24小时，直至完全溶解，配制成24%(w/w)壳聚糖溶液，2。C8。C冷藏；第三步.胃蛋白酶消化、醋酸溶液抽提洗净的牛跟腱，从中提取I型胶原蛋白溶液，浓度》0.5%(w/w)，2。C8。C冷藏;第四步.按照一定比例将上述三种溶液在冰浴中搅拌混匀胶原壳聚糖溶液的重量比为5/59/1，聚乙烯醇溶液占总溶液的重量比为7%50%，搅拌约l小时一2小时；第五步.在搅拌的同时缓慢滴加2M的NaOH溶液，调节混合液的pH值接近中性，稳定后继续搅拌半小时；第六歩.将步骤5中溶液置于冷藏柜冷藏16小时一24小时脱泡；第七步.将步骤6中溶液吸入20ml的注射器中，套上12#针头，往一端封闭的管状塑料模具中注入混合溶液；第八步.将模具置于-20。C的冰柜中冷冻10小时一14小时，然后取出，置于室温解冻约10小时一14小时，再冷冻10小时一14小时，如此循环57次；第九步.用直径0.50.7mm医用穿刺针从弹性凝胶柱中心穿过，竖立；第十步.将步骤9中穿针的凝胶柱放入注射用水中浸泡半小时；第十一步.将步骤10中的凝胶柱竖立，于室温中自然干燥；第十二步.将干燥的凝胶从穿刺针上缓慢推出第十三步.用手术刀垂直切掉小管的两端，可得内径0.50.7mra,外径为0.91.5ram，长度》20min的韧性泪小管。第十四步.将步骤13中修剪好的泪小管装入聚乙烯自封袋中，封口备用。为了延长人工泪小管在泪道中的降解时间，需在制备过程中对已成型的凝胶柱进行化学交联，因此，增加了交联过程，即将步骤9中穿针的凝胶柱浸泡于《0.25%的戊二醛溶液中0.5小时，取出后于注射用水中反复冲洗，然后按照步骤1014操作即可。所述的步骤9造孔的方法也可在弹性良好的复合凝胶柱中间插入硬质圆杆造孔，并以其作为支撑杆进行固定、脱水。本发明选用可生物降解的I型胶原蛋白和壳聚糖与医用聚乙烯醇均匀混合后皿反复冷冻/解冻形成凝胶柱的途径制成可生物降解的新型人工泪小管。胶原蛋白(Collagen)简称胶原，是哺乳动物体内结缔组织的主要成份，在人体蛋白质中约占30%。不同类型的胶原蛋白在体内参与不同组织细胞外基质的组成，其中I型胶原蛋白除了参与皮肤和肌腱的组成外，还参与骨的构建。胶原蛋白是一种来源广泛、生物相容性好、无毒性、无免疫原性、可在体内迅速降解代谢的生物材料。此外，胶原蛋白还参与组织愈合过程，具有快速止血和促进伤口愈合的效果，上海其胜生物制剂有限公司生产的从牛跟腱中提取的I型胶原蛋白海绵已作为止血海绵广泛应用于临床。胶原在组织工程中也有广泛的应用，例如人工皮肤、神经导管、人工血管等。也有将胶原蛋白作为药物载体材料进行大量的研究。胶原蛋白还可与壳聚糖、透明质酸、硫酸软骨素、聚乳酸、羟基磷灰石等形成良好的可生物降解与吸收的复合材料，用作人工敷料及组织替代材料。壳聚糖又名几丁聚糖(Chitosan)，是由生物合成的天然多糖，是甲壳素脱乙酰化的产物。壳聚糖是少见的带有正电荷的聚合物，具有无毒性、无刺激性、可降解性及优良的生物相容性，同时由于它含有某些有助于细胞粘附和保持细胞分化功能的信息，无免疫原性，并可与其他生物医学材料复合。大量的研究结果表明该壳聚糖具有止血、抑菌、促进上皮细胞生长、防止组织粘连、促进伤口愈合等作用，由壳聚糖制成的水凝胶制剂已广泛应用于妇科手术中防止肠粘连、注射关节腔中促进软骨的形成和防止肌腱粘连以及眼科等方面。目前，敏感性壳聚糖水凝胶、纳米级壳聚糖颗粒、壳聚糖空心微球等的研究已成为人们的研究热点，也有组织工程材料、生物医用复合材料中添加壳聚糖以有效改善材料的性能，在市场上也有越来越多的不同形式壳聚糖产品出现，由此可知，壳聚糖正在被越来越多的生物医学研究者所关注。聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)是一种分子链侧基上含有大量羟基的水溶性高分子，它一般是由聚醋酸乙烯酯经水解、醇解或胺解得到的产物。常见的医用聚乙烯醇有PVA05-88、PVA17-88和PVA-124。本发明中所用的聚乙烯醇即为进口分装的医用级PVA-124，其具有良好的生物相容性、成膜性、力学性能等。聚乙烯醇在生物医学工程领域,如人工软骨、药物释放系统、微囊包覆技术、眼科、抗凝血和智能型生物材料等方面被广泛研究和应用。在眼科中，由聚乙烯醇制成的眼角膜具有很好的生物稳定性和透光性，由聚乙烯醇配制成的人工泪液在干眼症治疗中体现出很好的保湿效果。而聚乙烯醇水凝胶是一种含有丰富微孔可包含大量水分的弹性水凝胶，其具有润滑、韧性好等特点，交联的聚乙烯醇凝胶常用于研制人工韧带、人工软骨等，表现出良好的力学性能和生物相容性。由于聚乙烯醇突出的力学性能，通常在制备复合材料时添加一定量的聚乙烯醇，复合材料的力学性能可得到极大改善。在本发明中，独特的通过循环冷冻/解冻的过程，使含有一定比例聚乙烯醇与胶原和壳聚糖的均匀混合溶液形成表面光滑的均匀弹性复合凝胶柱，一步成型，避免了其他杂质的引入。干燥后的人工泪小管各成份分布均匀，内外表面光滑，呈半透明状，强度和韧性适合手术操作，不易断裂或变形，且在脱水过程中，能保持管孔不变，凝胶同步收縮，干燥后的泪小管易脱模，管壁较均匀，保持了不同高分子的分子链之间相互贯穿的网络结构，该人工泪小管插入泪道后快速吸水、溶胀，变成柔软的弹性中空凝胶管，患者无明显异物感。在本发明中，改变胶原和壳聚糖的比例，按照同样的方法，可以快速制备出一系列不同成份的可降解人工泪小管，其降解时间也可作一定范围的调整，可见此发明是一种操作简单、实用可行的制备可降解型人工泪小管的新方法。本发明的优点是a)制备方法简单、高效；b)成份分布均匀，力学性能好，便于操作；c)材料无毒、无刺激反应，生物相容性良好；d)具有快速止血、抑菌、防粘连、促进探通部位伤口愈合；e)该小管遇泪液后快速吸水形成弹性的光滑凝胶管，操作时不损伤泪道内壁；f)吸水溶胀后形成柔软弹性凝胶，可机械定位且无异物感；g)材料最终可生物降解，降解产物能随泪液流出；h)治愈后无需二次手术取出。，具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明。实施例实施例1一种可降解人工泪小管的制备方法为-第一步.在90°C的水浴中，将医用聚乙烯醇PVA—124颗粒溶解在注射用水中，配制成透明的510%(w/w)聚乙烯醇溶液；第二步.在室温条件下，将脱乙酰度》90%的壳聚糖溶解于12%(w/w)的乙酸溶液中，搅拌16小时一24小时，直至完全溶解，配制成24%O/w)壳聚糖溶液，2。C8。C冷藏；第三步.胃蛋白酶消化、醋酸溶液抽提洗净的牛跟腱，从中提取I型胶原蛋白溶液，浓度>0.5%(w/w)，2。C8。C冷藏;第四步.称取90g1M胶原溶液和10g2%壳聚糖溶液，冰浴中搅拌混匀，加入50g10%聚乙烯醇溶液，搅拌约l小时混匀，至混合溶液形成均匀半透明粘稠液；第五步.在搅拌的同时缓慢滴加2M的NaOH溶液，调节溶液pH值为7.04，继续搅拌半小时；第六步.将步骤5中溶液置于冷藏柜2。C8。C冷藏18小时脱泡；第七步.将步骤6中溶液吸入20ml的注射器中，套上12#针头，往一端封闭的管状塑料模具中注入混合溶液；第八步.将模具置于-20。C的冰柜中冷冻13小时，然后取出，置于20。C室温解冻约10小时，再冷冻13小时，如此循环5次；第九步.用直径0.7mm医用穿刺针从弹性凝胶柱中心穿过，竖立；第十步.将步骤9中穿针的凝胶柱放入注射用水中浸泡半小时；第十一步.将步骤10中的凝胶柱竖立，于室温中自然干燥；第十二步.将干燥的凝胶从穿刺针上缓慢推出；第十三步.用手术刀垂直切掉小管的两端，可得内径0.50.7mm,外径为0.91.5mm，长度》20mm的韧性人工泪小管；第十四步.将步骤13中修剪好的泪小管装入聚乙烯自封袋中，封口备用。实施例2称取70g1X胶原溶液和30g2%壳聚糖溶液，冰浴中搅拌混匀。加50g10%聚乙烯醇溶液，继续搅拌混匀，至混合溶液形成均匀半透明粘稠液，边搅拌边缓慢滴加少许2M的NaOH溶液，调节溶液pH值为7.08，继续搅拌半小时，低温下静置一晚。用注射器汲取均匀混合液，套上针头，将溶液注入塑模中，然后于-20°(720°(:反复冷冻/解冻5次，取出成柱状的弹性复合凝胶，在复合凝胶柱中间插入硬质圆杆造孔，再放入注射用水中清洗30分钟，竖立，室温自然风干，脱模，修剪两头，封装，其余与实施例l相同。实施例3称取30g1%胶原溶液和20g2%壳聚糖溶液，冰浴中搅拌混匀，加入25g10%聚乙烯醇溶液，继续搅拌混匀，至混合溶液形成均匀半透明粘稠液。边搅拌边缓慢滴加少许2M的NaOH溶液，调节溶液pH值为6.89，继续搅拌半小时，低温下静置一晚。用注射器汲取混合液，套上针头，将溶液注入塑模中，然后于-20。C/20。C反复冷冻/解冻5次，取出成柱状的复合凝胶，将7弁穿刺针穿过凝胶柱中心轴，将穿针的凝胶柱浸泡于《0.25%的戊二醛溶液中0.5小时，取出后于注射用水中反复冲洗，竖立，室温自然风干，脱模，剪切两头，封装，其余与实施例l相同。实施例4称取33.3g1X胶原溶液和16.7g2%壳聚糖溶液，冰浴中搅拌混匀，加入H)glOW聚乙烯醇溶液，继续搅拌混匀，至混合溶液形成均匀粘稠液。边搅拌边缓慢滴加2M的NaOH溶液，滴加至有少许白色絮状物出现时停止，搅拌后溶解，继续搅拌约3小时，然后逐渐降低搅拌速度，溶液中的气泡缓慢排出，用注射器汲取混合液，套上针头，将溶液注入塑模中，然后于-20。C/20。C反复冷冻/解冻7次。取出弹性复合凝胶，用穿刺针通过凝胶中心，放入注射用水中清洗30分钟，竖立，室温风干，脱模，修剪小管两端，封装，其余与实施例l相同。实施例5称取27glX胶原溶液和27g2X壳聚糖溶液，冰浴中搅拌混匀，加入27gl0%聚乙烯醇溶液，继续搅拌混匀，至混合溶液形成均匀粘稠液，边搅拌边缓慢滴加2M的NaOH溶液，调节溶液pH值为7.02，，续搅拌半小时，低温下静置一晚，用注射器汲取混合液，套上针头，将溶液注入塑模中，然后于-20°C/20°C反复冷冻/解冻5次。取出成柱状的弹性复合凝胶，将7#穿刺针通过凝胶柱中心轴，再放入0.25%戊二醛溶液中浸泡30分钟，取出后放入注射用水中反复清洗，竖立，室温风干，脱模，切除两头，封装，其余与实施例l相同。本发明制备出内径为0.50.7mm,外径为0.9ram1.5mm，长度》20mm的中空韧性小管，以适用于不同临床手术的需要。治疗泪道阻塞时，先探通阻塞部位，插入泪小管的方法有(1〉如果需要插入离泪点较近的位置，可直接缓慢地从泪点推入；(2)如果是插入到离泪点较远的位置，可将泪小管套在一根细小的牵引线上，在线的中部打节，借助注射器，先将牵引线从泪点引入鼻腔，带动牵引线把泪小管缓慢拉至探通后的部位，停留一会后反向取出牵引线；(3)可将泪小管套在细针头上，缓慢推入到阻塞部位，停留1030分钟后反向取出针头。该泪小管中所含胶原蛋白对泪道探通部位具有快速止血、促进伤口愈合的作用，壳聚糖具有抑菌、防粘连、抗瘢痕效果，生物相容性和力学性能良好的医用聚乙烯醇在治疗期间可起到有效的支撑作用，泪道受损部位愈合后，该人工泪小管可生物降解，降解产物随泪液流出，无需二次手术取出，避免了泪道内壁再次摩擦受损。该泪小管在PBS溶液中的降解行为测试剪取10mm长的人工泪小管，放入5ml的pH二7.4的PBS溶液中，密封，存放入70°C的烘箱中。结果两天后，原本弹性良好的泪小管变成白色糊状。表明该泪小管可降解，降解后的形态为流质体，可随泪液自行流出，无需二次手术取出，避免了正常泪道内壁被擦伤。另因其中所含的胶原具有快速止血、促进伤口愈合作用，壳聚糖具有抑菌、抗瘢痕的效果，加之PVA的良好力学支撑效果，可有效提高治疗泪道阻塞和急/慢性泪囊炎的疗效。表一此发明制备的新型人工泪小管与目前使用的硅胶管性能对比表。<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.一种可降解人工泪小管的制备方法，其特征在于，通过循环冷冻/解冻的过程，其方法为第一步.在90℃的水浴中，将医用聚乙烯醇PVA-124颗粒溶解在注射用水中，配制成透明的5～10％(w/w)聚乙烯醇溶液；第二步.在室温条件下，将脱乙酰度≥90％的壳聚糖溶解于1～2％(w/w)的乙酸溶液中，16小时-24小时，直至完全溶解，配制成2～4％(w/w)壳聚糖溶液，2℃～8℃冷藏；第三步.胃蛋白酶消化、醋酸溶液抽提洗净的牛跟腱，从中提取I型胶原蛋白溶液，浓度≥0.5％(w/w)，2℃～8℃冷藏；第四步.按照一定比例将上述三种溶液搅拌混匀胶原壳聚糖溶液的重量比为5/5～9/1，聚乙烯醇溶液占总溶液的重量比为7％～50％，搅拌约1小时-2小时；第五步.在搅拌的同时缓慢滴加2M的NaOH溶液，调节混合液的pH值接近中性，稳定后继续搅拌半小时；第六步.将步骤5中溶液置于冷藏柜冷藏16小时-24小时脱泡；第七步.将步骤6中溶液吸入20ml的注射器中，套上12#针头，往一端封闭的管状塑料模具中注入混合溶液；第八步.将模具置于-20℃的冰柜中冷冻10小时-14小时，然后取出，置于室温解冻约10小时-14小时，再冷冻10小时-14小时，如此循环5～7次；第九步.用直径0.5～0.7mm医用穿刺针从弹性凝胶柱中心穿过，竖立；第十步.将步骤9中穿针的凝胶柱放入注射用水中浸泡半小时；第十一步.将步骤10中的凝胶柱竖立，于室温中自然干燥；第十二步.将干燥的凝胶从穿刺针上缓慢推出；第十三步.用手术刀垂直切掉小管的两端，可得内径0.5～0.7mm，外径为0.9～1.5mm，长度≥20mm的韧性泪小管；第十四步.将步骤13中修剪好的泪小管装入聚乙烯自封袋中，封口备用。2.根据权利要求1所述的一种可降解人工泪小管的制备方法，其特征在于，将步骤9中穿针的凝胶柱浸泡于《0.25%的戊二醛溶液中0.5小时，取出后于注射用水中反复冲洗，然后按照步骤1014操作即可。3.根据权利要求1所述的一种可降解人工泪小管的制备方法，其特征在于，所述的步骤9造孔即在弹性良好的复合凝胶柱中间插入硬质圆杆造孔，并以其作为支撑杆进行固定、脱水。全文摘要本发明公开了一种可降解型人工泪小管的制备方法，及其在治疗泪道阻塞或泪囊炎的临床应用。本发明的人工泪小管主要成份是可生物降解的I型胶原蛋白和壳聚糖、医用聚乙烯醇。I型胶原蛋白具有快速止血并促进伤口愈合的效果，壳聚糖可起到抑菌、防粘连、抗瘢痕的作用，聚乙烯醇增强了人工泪小管的支撑能力。本发明制成的内径为0.5～0.7mm，外径0.9～1.5mm，长度≥20mm的泪小管，其成份混合均匀，内外表面平整，具有良好的韧性和弹性，便于临床手术操作。接触水10～30分钟后，快速吸水溶胀，可起到机械定位、防止泪小管滑移的作用。伤口愈合后该小管逐渐降解，降解产物可随泪液从鼻腔流出，无需二次手术取出，提高了治疗泪道阻塞的效果，避免了二次手术造成的擦伤。还可根据降解时间的不同要求，对泪小管进行一定程度的化学交联，调节其在泪道内的降解速度。文档编号A61L29/00GK101172169SQ20071017144公开日2008年5月7日申请日期2007年11月30日优先权日2007年11月30日发明者蒋丽霞,郑贵球,顾其胜申请人:上海其胜生物制剂有限公司