专利名称：一种生物组织材料的化学处理方法
技术领域：
本发明涉及生物组织材料的化学处理方法，具体涉及人工生物瓣膜的瓣叶处理。
背景技术：
目前，人工瓣膜可以分为生物瓣和机械瓣两种。与机械瓣相比，生物瓣有其公认的 优越性(1)比较符合生理的中央流道，有效瓣膜口径较大，跨瓣压差小，良好的血流动力 学性能；(2)血栓栓塞及溶血并发症低，一般不需长期抗凝治疗；(3)在两类瓣膜置换术后 生存率相似的前提下，生物瓣置换者的生活质量更好。生物瓣膜一般从猪主动脉瓣、猪心包、牛心包等动物膜组织取材，经过交联处理， 然后缝制在一定结构的金属支架或高分子支架上。这些动物组织主要组成成分是胶原质和 弹性蛋白，可以提供植入物所需的弹性和力学性能。生物组织材料化学处理的原理是将组织中的胶原交联，而胶原交联的实质是胶原 中的官能团发生了交联反应。胶原中的官能团基本上来自氨基酸的残基，主要包含氨基，羧 基和羟基三种基团。以生物心脏瓣膜为例，目前化学处理的方法基本上以戊二醛为基础。戊 二醛的交联机理是通过醛中的醛基和氨基反应生成西弗(Schiff)碱，如果再加上一些防 钙化处理，交联的效果有所提高。例如，专利公开号为CN1084768A的发明专利公开了一种 环氧氯丙烷处理的防钙化人工心脏瓣膜的处理方法，通过环氧氯丙烷处理，环氧氯丙烷主 要和氨基反应，可以去除掉多余的氨基，但是无法增加交联度；专利公开号为CN1415383A 的发明专利公布了一种植入用组织材料的改性方法和改性材料，通过羟基铬处理瓣膜，羟 基铬可以交联羧基，可以进一步提高交联度，但是此处理方法引入了重金属离子，而且使组 织变的不够柔软。
发明内容
基于上述缺点，本发明提供一种生物组织材料化学处理的方法。该方法对氨基和 羧基进行双重的交联，选择合适的交联试剂，避免了因零距离交联而引起的组织变硬问题， 提高了组织的交联度同时保持组织的柔韧性。本发明提供一种生物组织材料的化学处理方法，该方法包括先用醛类溶液处理生 物组织材料，然后用1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基丁二酰 亚胺(NHS)和二胺混合溶液再进行处理，使材料的氨基与羧基都得到交联。所述的生物组织材料为以胶原蛋白为基础的组织材料，优选的是猪主动脉瓣、猪 心包、牛心包或牛颈静脉瓣。所述化学处理方法包括先利用0. 2 的单醛或二醛对组织进行交联或封闭， 优选的单醛为正丙醛，优选的二醛为戊二醛。然后再用EDC/NHS进行二次处理，活化材料里 的羧基，使羧基与氨基进行交联。同时，加入一种二胺作为交联剂，增加羧基与氨基的交联 度。优选的二胺可以是乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、聚醚胺、羟基二胺。如果采 用戊二醛做第一步处理，因为交联的发生，增加了后处理试剂渗透到组织深处的难度，因此应选择分子量较小的二胺，如己二胺或1，3-二胺基-2-丙醇；如果采用正丙醛进行氨基的 封闭，则可以选择聚醚胺等分子较大的二胺。所述EDC/NHS是指含有EDC和NHS的生物缓冲溶液。所述EDC的浓度为10 500mM，优选为20 IOOmM,最优选为30 80mM ；所述NHS 的浓度为2 IOOmM,优选为4 20mM，最优选为6 IOmM ；所述生物缓冲溶液的缓冲剂为 2-(N-吗啉)乙磺酸(MES)或者N-(2-羟乙基)哌嗪-N' -2-乙烷磺酸(HEPES)，浓度为 10 IOOmM,优选为20 50mM。本发明提供的生物组织材料的化学处理方法，按如下步骤进行(A)除去多余脂肪的生物组织材料在生理盐水中漂洗干净；(B)将(A)中处理好的生物组织材料置于0. 2 的醛类溶液中，室温 60°C下 浸泡2小时 2个月，优选浸泡时间为24小时 48小时；(C)将(B)处理过的生物组织材料清洗干净，移至一定浓度的含有EDC/NHS和二胺 的缓冲溶液中，4°C 室温下浸泡2小时 2个月，优选浸泡时间为24小时 48小时；(D)最后，将处理好的生物组织材料用0. 2% 0. 6%的戊二醛溶液进行储存。本发明提供一种生物组织材料的化学处理方法，该处理方法操作简单方便，而且 通过该方法制备的组织材料，羟基和氨基均参与了交联，湿热稳定性、力学性能和抗钙化性 能均有所提高，大大提高了组织的耐久力。
具体实施例方式以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离 本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明 的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1 GA和EDC/NHS/羟基二胺体系复合处理猪心包1)溶液配比EDC 50mM, NHS 8mM,MES 40mM，1，3-二胺基-2-丙醇 50mM，pH5. 0，备用。2)将除去多余脂肪的猪心包膜在生理盐水中漂洗干净。3)用0. 3%的戊二醛(GA)浸泡猪心包，室温处理24小时。4)将GA处理过的猪心包用生理盐水清洗干净，移至1)中配好的溶液，室温浸泡 24小时。5)然后用0. 2%的戊二醛储存。实施例2正丙醛和EDC/NHS/聚醚胺体系复合处理猪心包1)溶液配比EDC 80mM, NHS IOmM, MES 65mM，聚醚胺 10mM，ρΗ5· 0，备用。2)将除去多余脂肪的猪心包膜在生理盐水中漂洗干净。3)用0. 6%的正丙醛浸泡猪心包，室温处理48小时。4)将正丙醛处理过的猪心包用生理盐水清洗干净，移至1)中配好的溶液，室温浸 泡48小时。5)然后用0. 5%的戊二醛储存。实施例3 GA和EDC/NHS/己二胺体系复合处理猪心包
1)溶液配比EDC 30mM, NHS 6mM, MES 30mM,己二胺 30mM，ρΗ5· 0，备用。2)将除去多余脂肪的猪心包膜在生理盐水中漂洗干净。3)用0. 3%的GA浸泡猪心包，室温处理24小时。4)将GA处理过的猪心包用生理盐水清洗干净，移至1)中配好的溶液，室温浸泡 24小时。5)然后用0. 2%的戊二醛储存。实施例4不同处理方式对猪心包性能的影响以现有技术戊二醛处理为对照，对这4种处理的猪心包进行热皱缩温度、组织模 量、抗拉强度的测定。并将这4种猪心包植入大鼠21天后测定钙化程度，结果如下表所示。表1猪心包经戊二醛单独处理和醛/EDC/NHS/ 二胺复合处理的效果比较
权利要求
一种生物组织材料的化学处理方法，其特征在于，先用醛类溶液处理生物组织材料，然后用1 (3 二甲氨基丙基) 3 乙基碳二亚胺盐酸盐、N 羟基丁二酰亚胺和二胺混合溶液再进行处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述生物组织材料是以胶原蛋白为 基础的组织材料。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述生物组织材料选自猪主动脉瓣、 猪心包、牛心包或牛颈静脉瓣。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述1-(3-二甲氨基丙 基)-3_乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为10 500mM，所述N-羟基丁二酰亚胺的浓度为2 IOOmM,所述二胺的浓度为ImM 500mM。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基 碳二亚胺盐酸盐的浓度为20 IOOmM,所述N-羟基丁二酰亚胺浓度为4 20mM。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基 碳二亚胺盐酸盐的浓度为30 80mM，所述N-羟基丁二酰亚胺浓度为6 10mM。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的二胺选自烃基二胺、聚醚胺或 羟基二胺。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述的烃基二胺选自乙二胺、丙二 胺、丁二胺、戊二胺或己二胺。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述的羟基二胺为1，3_二胺 基-2-丙醇。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述醛类溶液为浓度为0.2 的正丙醛或戊二醛。
11.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法具体按如下步骤进行(A)除去多余脂肪的生物组织材料在生理盐水中漂洗干净；(B)将(A)中处理好的生物组织材料置于醛类溶液中，室温 60°C下浸泡2小时 2 个月；(C)按(B)中处理过的生物组织材料清洗干净，置于pH值为4 6的含有EDC/NHS和 二胺的缓冲溶液中，4°C 室温下浸泡2小时 2个月；(D)用0.2% 0. 6%的戊二醛溶液储存。
全文摘要
本发明涉及一种生物组织材料的化学处理方法，该方法包括先用醛类溶液处理，使醛基与材料里的氨基进行交联，再用EDC/NHS和二胺溶液处理，活化材料里的羧基，而后活化的羧基与氨基进行交联。该方法简单易行，可以进一步提高组织湿热稳定性，提高组织的模量，改善其力学性能，而且可以防止组织的钙化。
文档编号A61F2/24GK101947147SQ20101021726
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者吕纬岩, 崔凯, 张正才, 杨柳, 蒲忠杰 申请人:乐普(北京)医疗器械股份有限公司