蚕丝微纤维‑明胶‑聚乙二醇医用导管及其制备方法与流程

本发明属于医用材料
技术领域：
，具体涉及一种蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管及其制备方法。
背景技术：
：医用导管早已是医疗行为的必需品，通常需要植入人体进行创伤性诊疗，例如在血管内留置导管、中心静脉置管、于泌尿道治疗中使用导尿管、气管插管，都是在一般医疗作业必要且频繁进行的医疗行为。临床上由于外伤导致的周围神经缺损较为常见，其中长距离的神经缺损不能依靠端对端的缝合来弥补神经缺失时，则需要依靠导管来桥接修复。除上述传统医用导管外，随着医疗技术快速发展，多管腔及复合管路形式的导管也陆续产生，且置留于体内的时间相对增长，亦已成为现今进行血流监测、输液、血液透析、给药以及静脉营养支持等医疗行为的重要工具，显示了医用导管的运用和需求剧烈增加。蚕丝微纤维对人体无毒害作用，安全可靠，具有良好的生物相容性，适于开发成功能性材料，它可应用于医药、卫生、食品、化工等众多领域。明胶是非常重要的天然生物高分子材料之一，是胶原的部分水解产物，价廉易得，具有良好的生物相容性和可降解性，已被广泛应用于食品、医药及化工产业。聚乙二醇是医用用途极为广泛的聚醚高分子化合物，可应用于医药、卫生、食品、化工等众多领域，具有亲水性、无毒性和免疫学惰性，被fda批准成为体内注射用高分子。利用含聚乙二醇的两亲性共聚物在医用高分子材料表面吸附、截留和接枝，可改善与血液接触的医用高分子材料的生物相容性。虽然蚕丝微纤维、明胶和聚乙二醇具备上述各优点，但目前将蚕丝微纤维、明胶和聚乙二醇的混合物或聚合物用于制备医用导管鲜见报道。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管及其制备方法，材料价格低廉，制备方法简单易于操作，避免使用交联剂产生的细胞毒副作用，生物相容性好。适用于血管、外周神经导管应用，体内易于代谢。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管，每100ml的医用导管制备溶液中含有如下组分：蚕丝微纤维1~10g、水溶液10~100ml、10%明胶溶液2~30ml、聚乙二醇20001~10g。其中，每100ml的医用导管制备溶液中含有如下组分：蚕丝微纤维3~7g、水溶液20~80ml、10%明胶溶液10~25ml、聚乙二醇20003~8g。优选地，每100ml的医用导管制备溶液中含有如下组分：蚕丝微纤维6g、水溶液60ml、10%明胶溶液20ml、聚乙二醇20005g。其中，所述蚕丝微纤维的制备方法包括如下三阶段：a、从茧制备脱胶丝纤维；b、将脱胶丝纤维水解成微米级丝纤维；c、丝纤维洗涤、中和和冻干成丝纤维粉末。进一步，阶段b、将脱胶丝纤维水解成微米级丝纤维的具体步骤为：将氢氧化钠加入到蒸馏水中，当30%~40%的naoh放热反应溶解时，加入干燥的脱胶丝纤维并用刮刀搅拌，进行水解，所述氢氧化钠、蒸馏水和脱胶丝纤维的重量比为1：2.5~3.5：0.15~0.25；阶段c、丝纤维洗涤、中和和冻干成丝纤维粉末的具体步骤为：c-1、将8~10倍于蒸馏水体积的水加入到阶段b的反应混合物中，并以离心力2500~3000xg离心5~8分钟；c-2、弃上清液，将丝纤维再悬浮于8~10倍于蒸馏水体积的水中，搅拌并离心；c-3、重复5~8次步骤c-2，除去过量碱；c-4、测量ph值，并使用盐酸调节ph至7.0；c-5、将中和的丝纤维溶液再次以3000~4000rpm离心5~20min并重悬于水中，重复3~5次，最后将纤维悬浮在pbs中并冻干，得到丝纤维粉末。优选地，阶段b、将脱胶丝纤维水解成微米级丝纤维的具体步骤为：将1.75g的氢氧化钠加入到5ml蒸馏水中，当大约35%的naoh放热反应溶解时，加入0.35g的干燥的脱胶丝纤维并用刮刀搅拌，进行水解。为获得400~500μm和中等150~200μm超细纤维，水解反应的时间分别进行30s和180s。为了获得10~20μm的丝纤维，将反应混合物置于沸水浴中60s以帮助快速水解；阶段c、丝纤维洗涤、中和和冻干成丝纤维粉末的具体步骤为：c-1、将45ml水加入到阶段b的反应混合物中，并以离心力2800xg离心5分钟；c-2、弃上清液，将丝纤维再悬浮于50ml水中，搅拌并离心；c-3、重复5~8次步骤c-2，除去过量碱；c-4、测量ph值，并使用盐酸调节ph至7.0；c-5、将中和的丝纤维溶液再次以3500rpm离心5min并重悬于水中，重复3~5次，最后将纤维悬浮在pbs中并冻干，得到丝纤维粉末。其中，所述10%明胶溶液由明胶和纯水配制而成，所述明胶和纯水的质量百分比为1:9。本发明实施例还提供一种上述的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管，包括如下步骤：（1）制备蚕丝微纤维溶液：取配方量的蚕丝微纤维溶解于10~100ml水溶液中，加热搅拌使其完全溶解；（2）称取配方量的10%明胶溶液，将10%明胶溶液缓慢倒入步骤（1）制备的蚕丝微纤维溶液中，玻璃棒充分搅拌溶解；（3）称取配方量的聚乙二醇2000，加入步骤（2）所得混合液中，55~65°c超声搅拌，使其充分溶解；（4）利用10ml注射器吸取步骤（3）的医用导管制备溶液，注射到导管模具中，固定好含医用导管制备液的前期导管模具，平放在玻璃大皿中，置于冰箱冷冻；（5）取出步骤（4）冰箱内的前期导管模具，退去前期导管模具的外层，形成包裹内芯的后期导管模具，将后期导管模具用镊子夹入冻干瓶中，盖好瓶塞，水平放入冰箱，冷冻；（6）取出步骤（5）中冷冻后的冻干瓶，利用冷冻干燥机将冻干瓶完全冻干后，自冷冻干燥机上取下冻干瓶，并取出后期导管模具，小心退去后期导管模具的内芯，得到蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管；（7）将制备好的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管放入到密封袋中，标记好名称和制备时间，于阴凉、干燥处长期保存，使用前取出医用导管用co60照射、消毒，备用。优选地，上述的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管的制备方法包括如下步骤：(1)′制备蚕丝微纤维溶液：取6g蚕丝微纤维溶解于60ml水溶液中，加热搅拌使其完全溶解；(2)′称量20ml的10%明胶溶液，将10%明胶溶液缓慢倒入步骤（1）制备的蚕丝微纤维溶液中，玻璃棒充分搅拌溶解；(3)′称量5g聚乙二醇2000，加入步骤（2）所得混合液中，65°c超声搅拌2.5h，使其充分溶解；(4)′利用10ml注射器吸取8ml步骤(3)′的医用导管制备溶液，注射到医用导管模具中，固定好含医用导管制备液的前期导管模具，平放在玻璃大皿中，置于冰箱内，-20℃冷冻过夜；(5)′取出步骤(4)′冰箱内的前期导管模具，退去前期导管模具的外层，形成包裹内芯的后期导管模具，将后期导管模具用镊子把后期导管模具夹入冻干瓶中，盖好瓶塞，水平放入冰箱，-20℃冷冻2h；(6)′打开冷冻干燥机，接通冷冻干燥机与真空泵，待冷冻干燥机内温度降至-40℃以下、真空降至0.02pa时，将步骤(5)′中冻干瓶移到冷冻干燥机内，冻干12h，待冻干瓶完全冻干后，取下冻干瓶并取出后期导管模具，小心退去后期导管模具的内芯，得到蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管；(7)′将制备好的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管放入到密封袋中，标记好名称和制备时间，于阴凉、干燥处长期保存，使用前取出医用导管用co60照射、消毒，备用。其中，所述医用导管模具包括外管、内芯、下封堵和上压头，所述下封堵为倒t形结构，其内设有上端敞口、下端封闭的下封堵中心孔，所述内芯的下端插于下封堵中心孔内，所述内芯的上端自外管的下端穿入并伸出至外管上端上方，所述下封堵的上部插于外管管腔内，下部限位于外管的下方；所述上压头为t形结构，其内设有上下端均敞口的上压头中心孔，所述上压头套装于外管和内芯之间，且其下部插于外管管腔内、上部限位于外管上方，所述上压头和下封堵之间的间隙为医用导管制备溶液填充区。本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明采用物理混合方法制备蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇导管支架材料，材料价格低廉，制备方法简单易于操作，避免使用交联剂产生的细胞毒副作用，生物相容性好。适用于血管、外周神经导管应用，体内易于代谢。附图说明图1为本发明制备的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管的纵切面扫描电镜图；图2为本发明制备的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管的结构示意图；图3为本发明使用的医用导管模具的结构分解图。附图标记说明：1、外管；2、内芯；3、下封堵；4、上压头。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明提供一种扫描电镜图如图1、图2所示的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管，其中图1（a）为蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管纵切面扫描电镜图，图1（b）为图1（a）中方框处的局部放大图。每100ml的医用导管制备溶液中含有如下组分：蚕丝微纤维1~10g、水溶液10~100ml、10%明胶溶液2~30ml、聚乙二醇20001~10g。上述的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管的制备方法包括如下步骤：（1）制备蚕丝微纤维溶液：取配方量的蚕丝微纤维溶解于10~100ml水溶液中，加热搅拌使其完全溶解；（2）称取配方量的10%明胶溶液，将10%明胶溶液缓慢倒入步骤（1）制备的蚕丝微纤维溶液中，玻璃棒充分搅拌溶解；（3）称取配方量的聚乙二醇2000，加入步骤（2）所得混合液中，55~65°c超声搅拌，使其充分溶解；（4）利用10ml注射器吸取步骤（3）的医用导管制备溶液，注射到导管模具中，固定好含医用导管制备液的前期导管模具，平放在玻璃大皿中，置于冰箱冷冻；（5）取出步骤（4）冰箱内的前期导管模具，退去前期导管模具的外层，形成包裹内芯的后期导管模具，将后期导管模具用镊子夹入冻干瓶中，盖好瓶塞，水平放入冰箱，冷冻；（6）取出步骤（5）中冷冻后的冻干瓶，利用冷冻干燥机将冻干瓶完全冻干后，自冷冻干燥机上取下冻干瓶，并取出后期导管模具，小心退去后期导管模具的内芯，得到蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管；（7）将制备好的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管放入到密封袋中，标记好名称和制备时间，于阴凉、干燥处长期保存，使用前取出医用导管用co60照射、消毒，备用。制备蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管所使用的医用导管模具结构如图3所示，包括外管1、内芯2、下封堵3和上压头4，所述下封堵3为倒t形结构，其内设有上端敞口、下端封闭的下封堵中心孔，所述内芯2的下端插于下封堵中心孔内，所述内芯2的上端自外管1的下端穿入并伸出至外管1上端上方，所述下封堵3的上部插于外管1管腔内，下部限位于外管1的下方。所述上压头4为t形结构，其内设有上下端均敞口的上压头中心孔，所述上压头4套装于外管1和内芯2之间，且其下部插于外管1管腔内、上部限位于外管1上方，所述上压头4和下封堵3之间的间隙为医用导管制备溶液填充区。利用上述的医用导管模具制备蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管时，先将内芯的下端插装到下封堵中心孔中，然后将内芯的上端自外管的下端穿入并伸出至外管上端上方，至下封堵的上部插于外管管腔内，下部限位于外管的下方。自外管的上端口向外管管腔内注入医用导管制备溶液，然后将上压头穿到内芯上并向下压医用导管制备溶液，至下压头的下部插于外管管腔内、上部限位于外管上方，至此，上压头和下封堵之间的间隙成型蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管。按照上述的制备方法具体制备下述3份样品，并对3份样品的孔隙率和力学强度进行比较，3份样品的组分值和各实验参数是目前实验条件下的较优组合，但不是限定本发明保护范围的唯一组合。样品g1的制备：(1)′制备蚕丝微纤维溶液：取6g蚕丝微纤维溶解于60ml水溶液中，加热搅拌使其完全溶解；(2)′称量20ml的10%明胶溶液，将10%明胶溶液缓慢倒入步骤（1）制备的蚕丝微纤维溶液中，玻璃棒充分搅拌溶解；(3)′称量5g聚乙二醇2000，加入步骤（2）所得混合液中，65°c超声搅拌2.5h，使其充分溶解；(4)′利用10ml注射器吸取8ml步骤(3)′的医用导管制备溶液，注射到医用导管模具中，固定好含医用导管制备液的前期导管模具，平放在玻璃大皿中，置于冰箱内，-20℃冷冻过夜；(5)′取出步骤(4)′冰箱内的前期导管模具，退去前期导管模具的外层，形成包裹内芯的后期导管模具，将后期导管模具用镊子把后期导管模具夹入冻干瓶中，盖好瓶塞，水平放入冰箱，-20℃冷冻2h；(6)′打开冷冻干燥机，接通冷冻干燥机与真空泵，待冷冻干燥机内温度降至-40℃以下、真空降至0.02pa时，将步骤(5)′中冻干瓶移到冷冻干燥机内，冻干12h，待冻干瓶完全冻干后，取下冻干瓶并取出后期导管模具，小心退去后期导管模具的内芯，得到蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管；(7)′将制备好的蚕丝微纤维-明胶-聚乙二醇医用导管放入到密封袋中，标记好名称和制备时间，于阴凉、干燥处长期保存，使用前取出医用导管用co60照射、消毒，备用。样品g2和g3除部分组分含量不同外，其余实施过程同样品g1，样品g2和g3的组方含量如下表一。表一：配方g2g3蚕丝微纤维2g4g水溶液80ml40ml10%明胶溶液20ml8ml聚乙二醇20001g3g分别对样品g1、g2、g3进行孔隙率和拉力荷重检测，结果如表二。表二：样品孔隙率最大荷重g1>45%4.102ng2成型不好1.892ng3<40%3.981n由表二可知，样品g1组方制备的医用导管具有很好的孔隙率和力学强度，较好的满足细胞培养和细胞产物研究领域的要求，是研究组织工程的良好医用导管。本发明的上述技术方案的有益效果如下：（1）本发明所述的配方原料来源广泛，价格低廉，具有医用高分子材料表面吸附、截留和接枝功能。（2）本发明所述的配方所制备的医用导管无毒性和免疫学惰性，改善与血液接触的医用高分子材料的生物相容性。（3）本发明所述配方通过模具制备的医用导管具有丰富的三维结构，能够为神经细胞生长过程所需的营养物质的输送提供了必须的途径，为神经细胞的生长提供了必要的诱导作用和必须的生长空间。（4）本发明所述制备方法获得的医用导管具有很好的力学强度，最大荷重为4.102n。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12