本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种干燥人工生物瓣膜及其制备方法。
背景技术：
随着经济发展和人口老龄化，老年型钙化性主动脉瓣疾病(cavd)的发病率呈现上升趋势，成为仅次于冠心病和高血压的心血管疾病。我国一项回顾性非随机研究分析提示50岁以上的中老年患者主动脉瓣钙化(avc)的发病率达49.38％。随着人口的老龄化，钙化性主动脉瓣狭窄(cas)的发病率增加，即将成为我国瓣膜病的首要病因。
使用人工瓣膜进行主动脉瓣植换(avr)是处理各种类型的主动脉瓣病变的金标准。经导管主动脉生物瓣置入(tavr，或称tavi)术在世界范围内的应用趋势日益增多。这可能是因为与传统外科avr的高风险相比，该技术有减少死亡率和发病率的潜力。经导管主动脉瓣膜植入术作为一种创伤较小，风险较低的治疗方法给重度主动脉瓣狭窄患者，特别是不能开胸手术的患者，带来了新的希望。随着介入人工心脏生物瓣的广泛使用，如何提高其使用寿命，降低生物瓣膜的衰坏是我们面临的重要难题。
现有生物瓣膜基本上都是采用单独的戊二醛溶液进行交联，在一定条件下达到使用范围的力学性能和耐久性，并拥有良好的生物相容性，然后将生物瓣膜缝制于一种记忆金属支架上，随后保存在一定浓度戊二醛保存液中。在进行心脏瓣膜置换手术之前，要将瓣膜运输至医院手术室，对瓣膜进行清洗，随后通过输送器装置将瓣膜输送至病人心脏中。在上述瓣膜的制作、缝制、运输和使用过程中，瓣膜必须保存在特定的保存液中并保证瓣膜是湿的状态。
国内外现有的交联后的生物瓣膜在制作、缝制、运输和使用过程中，必须保存在特定的保存液中并保证瓣膜是湿的状态，使得瓣膜在制备过程中需要额外的条件以至于制备过程繁琐，在运输过程中必须将瓣膜与输送器分开，瓣膜需术前装载，装载时须清洗掉瓣膜上残留的保存液，导致易损失引起钙化而失活和增加感染细菌的风险，同时限制其临床应用推广，增加了生物瓣膜保存、运输以及使用的成本。而且生物瓣膜经过戊二醛交联后，瓣膜上常常会残留未配对的来自戊二醛的醛基和瓣膜蛋白质组织上的羧基，醛基和羧基易与钙离子结合，导致生物瓣中存在钙化位点，这是引起生物瓣钙化的一个重要原因。同时因湿膜装载，瓣膜压缩尺寸无法进一步减小，减小了病人适应范围，限制瓣膜置入路径，增加了血管并发症。
随着tavr临床经验的逐渐积累，其并发症逐渐减少，适应证有逐渐向更年轻的患者、中低危患者扩展的趋势。目前所有商业化的经导管主动脉瓣膜在应用过程中，潜在问题逐渐凸显，主要包括如下：
1.瓣膜耐久性不够，无法满足瓣膜病人年轻化趋势；
2.瓣膜压缩尺寸无法进一步减小，减小了病人适应范围，限制瓣膜置入路径，增加了血管并发症；
3.瓣膜需术前装载、易钙化而失活、耐久性差和制造储运条件苛刻等缺陷限制其临床应用推广；
4.现有的人工生物瓣的生物相容性仍然不足；人工生物瓣的生物相容性是影响瓣膜使用寿命的一个重要原因，消除瓣膜的免疫原性能够增强宿主内皮细胞爬覆功能，降低瓣周漏发生机率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种干燥人工生物瓣膜及其制备方法，旨在解决现有的人工生物瓣膜耐久性不够，瓣膜压缩尺寸无法进一步减小，瓣膜需术前装载，易钙化而失活，制造储运条件苛刻以及生物相容性差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种干燥人工生物瓣膜的制备方法，包括步骤：将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中，浸泡预定时间后取出在5～45℃下干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，所述含羟基的聚合物溶液为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚二元醇溶液中的一种或多种混合溶液。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，所述含羟基的聚合物溶液的浓度为10％～50％。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，所述预定时间为1～7天。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中浸泡时，浸泡温度为25～45℃。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中浸泡时，通过加入盐酸控制溶液ph值为3.0～5.5。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，采用戊二醛溶液进行人工生物瓣膜的交联固定。
所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法，其中，采用浓度为0.1％～5％的戊二醛溶液在常温下进行2～5天的人工生物瓣膜交联固定。
一种干燥人工生物瓣膜，其采用以上任一项所述的制备方法制得。
有益效果：采用本发明所述制备方法制备的干燥人工生物瓣膜，具有良好的理化性能和生物相容性；本发明制备方法提高了瓣膜的使用寿命，使瓣膜在干燥的状态下仍然能保持柔韧性质，从而降低了瓣膜的生产、运输成本，简化了瓣膜的使用流程。
附图说明
图1为本发明瓣膜中醛基和羧基与聚合物中羟基的反应方程式示意图。
具体实施方式
本发明提供一种干燥人工生物瓣膜及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明创造性的将经交联固定后的人工生物瓣膜(简称瓣膜)，通过含羟基的聚合物溶液处理，溶液中所含化学官能团与瓣膜中基团发生化学反应，同时聚合物对瓣膜起到柔顺化改性作用，然后再经低温干燥处理，从而使瓣膜具有良好的理化性能和生物相容性，提高瓣膜的使用寿命。
本发明较佳实施例的干燥人工生物瓣膜的制备方法，包括步骤：将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中，浸泡预定时间后取出在5～45℃下干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
在本实施例中，瓣膜的干燥为5～45℃的低温干燥。本发明将经过含羟基的聚合物混合溶液处理后的人工生物瓣膜取出，在低温状态下进行干燥，使完全干燥后的人工生物瓣膜，仍然能够保证良好的柔韧性和力学性能。
需要说明的是，本发明所述人工生物瓣膜包括但不限于猪心包瓣膜、牛心包瓣膜等动物心包瓣膜。
在浸入含羟基的聚合物溶液中之前，需要先将人工生物瓣膜进行交联，以得到交联固定后的人工生物瓣膜。在本实施例中，采用戊二醛溶液进行人工生物瓣膜的交联固定。
优选的，采用浓度为0.1％～5％的戊二醛溶液在常温下进行2～5天的人工生物瓣膜交联固定。首先对生物瓣膜进行戊二醛交联固定，能够消除生物瓣膜的生物活性，使其力学性能和耐久性能达到要求。
具体实施时，可以将人工生物瓣膜浸入0.1％～5％的戊二醛溶液中，在常温下保持2～5天，并同时保证瓣膜平整展开。
整体来说，本发明所述制备方法包括：1.生物瓣膜的交联；2.生物瓣膜化学处理和柔顺化处理；3.低温干燥。其中，生物瓣膜化学处理和柔顺化处理为本发明的关键步骤，其主要是将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中进行浸泡，使含羟基的聚合物与人工生物瓣膜发生化学反应。
本发明采用瓣膜交联后，经含羟基聚合物化学处理，再经低温干燥脱水，制得干燥人工生物瓣膜。含羟基的聚合物溶液通过化学共价键与瓣膜表面结合，使瓣膜也具备了很好的柔韧性，并且能够在干燥条件下仍然保持优良的柔韧性，实现瓣膜的干燥保存。同时聚合物溶液的化学官能团与生物瓣膜中残留的醛基或羧基进行化学反应，不仅封闭这些游离化学基团，减小生物瓣与钙离子的结合力，而且显著降低瓣膜材料厚度并具备褶皱自平复功能，组织去活化，降低了材料的免疫原性，增强了宿主内皮细胞爬覆能力，减少远期的瓣周漏的发生率，增加了生物瓣膜的使用寿命。
进一步的，在本实施例中，所述含羟基的聚合物溶液为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚二元醇溶液中的一种或多种混合溶液。所述含羟基的聚合物溶液是一种对人体无毒无害液体，并且是一种优良的增韧剂。
如图1所示，本发明所述含羟基的聚合物通过末端羟基与瓣膜中残留的醛基和羧基进行化学反应，使瓣膜表面覆盖一层聚合物。聚合物的分子量较大，则单个聚合物分子在瓣膜表面覆盖的范围也较大，因此所述含羟基的聚合物很容易将自身的化学物理性能赋予人工生物瓣膜。
本发明采用具有增韧效果的含羟基的聚合物，能够通过化学共价键与瓣膜表面结合，使瓣膜也具备很好的柔韧性，使瓣膜能够在干燥条件下仍然保持优良的柔韧性，从而实现瓣膜的干燥保存。
进一步的，在本实施例中，所述含羟基的聚合物溶液的浓度为10％～50％。也即是，本发明将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入浓度为10％～50％含羟基的聚合物溶液中进行浸泡。
进一步的，在本实施例中，将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中浸泡1～7天后再取出干燥，即所述预定时间为1～7天。
进一步的，在本实施例中，将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中浸泡时，浸泡温度为25～45℃。
进一步的，在本实施例中，将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中浸泡时，通过加入盐酸控制溶液ph值为3.0～5.5。聚合物由于空间位阻效应，反应存在速率慢、时间长等缺点，因此本发明通过调节溶液的ph值为3.0～5.5，从而活化人工生物瓣膜中的醛基和羧基，增强含羟基的聚合物中羟基和瓣膜中醛基和羧基的反应活性。
具体实施时，可以将戊二醛交联好的生物瓣膜浸入10％～50％的含羟基的聚合物溶液中1～7天，控制温度为25～45℃，同时通过加入盐酸控制溶液ph值为3.0～5.5，并保证瓣膜平整展开。
进一步的，本发明还提供了一种干燥人工生物瓣膜，其是采用以上所述的干燥人工生物瓣膜的制备方法制得。
本发明通过独特的干膜处理技术使瓣叶更薄，更牢固，更耐久，生物相容性更好，性状更稳定。瓣叶厚度的减小使得瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，而且该干膜处理工艺实现了瓣膜可预装至输送系统内出厂，随时可用，无需术前安装，缩短了手术时间，降低了患者术中等待瓣膜植入期间造成的死亡风险。干化处理组织去活化，并且无需放置于含有戊二醛的储存液中保存的可预装系统，彻底解决了瓣膜耐久性问题，提高了瓣膜的生物相容性，降低了免疫原风险引起的心内膜炎发生概率，增强了宿主内皮细胞爬覆功能，降低了瓣周漏发生概率。
下面以具体实施例对本发明做详细说明：
实施例1
将猪心包瓣膜在浓度为5％的戊二醛溶液中浸泡2天，取出冲洗，得到交联固定后的人工生物瓣膜；然后将交联固定的人工生物瓣膜在45℃温度下，ph值为5.5、浓度为20％的聚乙二醇、聚乙烯醇混合溶液中浸泡7天后取出，最后在20℃下完全干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
经检测发现，本实施例制备的干燥人工生物瓣膜，具有优良的柔韧性，瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，且生物相容性良好，性状稳定。
实施例2
将猪心包瓣膜在浓度为4％的戊二醛溶液中浸泡3天，取出冲洗，得到交联固定后的人工生物瓣膜；然后将交联固定的人工生物瓣膜在40℃温度下，ph值为4.5、浓度为30％的聚乙二醇、聚乙烯醇混合溶液中浸泡5天后取出，最后在25℃下完全干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
经检测发现，本实施例制备的干燥人工生物瓣膜，具有优良的柔韧性，瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，且生物相容性良好，性状稳定。
实施例3
将猪心包瓣膜在浓度为3％的戊二醛溶液中浸泡4天，取出冲洗，得到交联固定后的人工生物瓣膜；然后将交联固定的人工生物瓣膜在35℃温度下，ph值为4.0、浓度为40％的聚乙二醇溶液中浸泡3天后取出，最后在30℃下完全干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
经检测发现，本实施例制备的干燥人工生物瓣膜，具有优良的柔韧性，瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，且生物相容性良好，性状稳定。
实施例4
将猪心包瓣膜在浓度为1％的戊二醛溶液中浸泡5天，取出冲洗，得到交联固定后的人工生物瓣膜；然后将交联固定的人工生物瓣膜在25℃温度下，ph值为3.0、浓度为50％的聚乙二醇溶液中浸泡1天后取出，最后在45℃下完全干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
经检测发现，本实施例制备的干燥人工生物瓣膜，具有优良的柔韧性，瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，且生物相容性良好，性状稳定。
实施例5
将猪心包瓣膜在浓度为0.1％的戊二醛溶液中浸泡5天，取出冲洗，得到交联固定后的人工生物瓣膜；然后将交联固定的人工生物瓣膜在25℃温度下，ph值为3.0、浓度为10％的聚醚二元醇溶液中浸泡7天后取出，最后在5℃下完全干燥，得到干燥人工生物瓣膜。
经检测发现，本实施例制备的干燥人工生物瓣膜，具有优良的柔韧性，瓣膜压缩后的外形尺寸降低80％，且生物相容性良好，性状稳定。
综上所述，本发明提供了一种干燥人工生物瓣膜及其制备方法，所述制备方法包括步骤：将经交联固定后的人工生物瓣膜浸入含羟基的聚合物溶液中，浸泡预定时间后取出在5～45℃下干燥，得到干燥人工生物瓣膜。采用本发明所述制备方法制备的干燥人工生物瓣膜，具有良好的理化性能和生物相容性；本发明制备方法提高了瓣膜的使用寿命，使瓣膜在干燥的状态下仍然能保持柔韧性质，从而降低了瓣膜的生产、运输成本，简化了瓣膜的使用流程。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。