自粘性可吸收生物补片及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及医用生物材料技术领域，具体涉及一种包括基底层和粘附性涂层的自粘性可吸收生物补片，及其制备方法和医疗应用。


背景技术：

2.组织密封材料是一种当机体的组织受损、出血、低压液体渗漏时，用于及时密封和封堵受损部位的材料。
3.目前市场主流的组织密封材料包括液态(如braun公司的histoacryl产品，主要成分为丁基-2-氰丙烯酸酯)，半固体形态(如ethicon公司的surgiflo产品，主要成分为猪源明胶)和粉体形态(如baxter的coseal产品，主要成分为两种改性的聚乙二醇聚合物)。
4.histoacryl的α-氰基丙烯酸酯类产品，其产生组织粘结作用的机理在于单体阴离子聚合形成聚氰基丙烯酸酯，后者以化学键的形式与组织发生粘结，单体聚合会放热，且单体具有一定生物毒性，可能会灼伤组织、危害机体安全，从而在临床应用上受到一定限制；并且，当组织创面处于湿态时，依据其聚合原理，α-氰基丙烯酸酯类产品是无法聚合以实现组织粘结的。
5.surgiflo的流体明胶类产品中添加一定剂量的丙三醇作为增稠剂，这种半固态材料在使用前先使用生理盐水稀释成浆料形式再注射至组织，一方面以氢键作用等形式产生组织粘结效果，另一方面其明胶成分可触发募集血小板和机体凝血级联反应机制，发挥止血的作用；coseal的两种改性聚乙二醇类组织粘结材料使用前先用生理盐水或磷酸盐缓冲液将两种粉体分别溶解，然后用其特定的注射装置注射到组织上，在组织原位形成实体粘附性水凝胶，作为一种机械封堵的手段，形成组织密封的效果。由于这些产品在使用前通常需要提前准备，再以溶解后的材料局部注射或填充至受损部位，无法将产品直接用于伤口止血等场景，这一过程无疑增加了术前的准备时间、延长了手术的治疗时间。此外，通常需配合特定的医疗器械才能配制和正确使用这些产品，给临床紧急手术的操作带来一定的困难和障碍。
6.另一方面，作为组织密封材料除了需要有足够的组织粘结性，还需要考虑其力学强度与应用组织的力学强度之间的匹配性、组织顺应性等问题。
7.因此，仍需开发具有优良组织粘结性和顺应性的组织密封材料，并且更理想的是即用型的组织密封材料，为手术操作和治疗提供更大的便利。


技术实现要素：

8.本技术针对目前组织密封材料低组织粘结性或低组织顺应性的缺点，提供了一种具有优良组织粘结性和顺应性的组织密封材料，基于特异的组织粘结机理，可牢固地粘结在组织表面，且具有适当的力学强度，组织顺应性高。另一方面，本发明针对目前组织密封材料可操作性不高、便利和便携性不足的问题，还进一步提供了不需要额外准备工作，可直接用于粘结组织的生物补片形式。此外，所述生物补片生物相容性良好，具有生物可降解
性，可用于组织粘结、伤口止血、体液低压渗漏等常见临床场景。
9.在本发明中，“生物可降解”、“可生物降解”与“生物可吸收”、“可吸收”的含义是相同的，均具有本领域已知和通用的含义，即，本发明的补片材料在体内一段时间可以充分发挥功能，一段时间后开始降解并失去原有功能，其降解产物经新陈代谢后被吸收或排出体外，在体内不存在残留。
10.本发明的第一个方面提供一种自粘性可吸收生物补片。
11.根据本发明，所述自粘性可吸收生物补片，包括两层结构，基底层和位于基底层上的粘附性涂层。
12.根据本发明，所述基底层是生物材料，是生物可降解的，优选为主要含有胶原蛋白的生物材料，所述胶原蛋白可以是天然来源的、人工合成的、经过改性或交联处理的，包括但不限于粘膜下层、真皮层、心包层、胶原、明胶等。在本发明的一些实施方式中，所述基底层是小肠粘膜下层，优选为脱细胞的小肠粘膜下层。在本发明的一些实施方式中，所述基底层是真皮层，优选为脱细胞的真皮层。在本发明的一些实施方式中，所述基底层是心包层，优选为脱细胞的心包层。所述粘膜下层(例如小肠粘膜下层)、真皮层和心包层等优选来源于哺乳动物，例如猪，牛，羊，狗，猫等。在本发明的一个实施方式中，所述基底层是脱细胞的猪小肠粘膜下层。
13.所述基底层的厚度为0.01mm～1mm，通常为0.05～0.5mm，优选为0.08～0.3mm，例如为0.08mm，0.09mm，0.1mm，0.11mm，0.12mm，0.14mm，0.16mm，0.18mm，0.2mm，0.24mm，0.26mm等。
14.所述基底层可以是一层均质的，也可以是由两个或更多个可分离的层形成的叠层形式。当基底层为叠层形式时，其中的每一个可分离层的组成可以是相同或不同的。在本发明的一个实施方式中，所述基底层由2～9层脱细胞的小肠粘膜下层组成，例如由2层、3层、4层、5层、6层、7层、8层或9层脱细胞的小肠粘膜下层组成。
15.根据本发明，所述粘附性涂层包含接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物，其中还任选含有其他的生物可降解聚合物。
16.所述聚丙烯酸类的交联共聚物，由丙烯酸和/或丙烯酰胺，与丙烯酸化生物可降解聚合物和丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，聚合和交联而形成，在含水的环境中能够吸收水分而成凝胶状。
17.根据本发明，所述接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物中，丙烯酸和/或丙烯酰胺，丙烯酸化生物可降解聚合物，丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯三类单体的重量比为(50～300):(2～50):(1～50)，优选为(200～300):(2～30):(1～20)，更优选为(200～300):(2～10):(1～10)。
18.根据本发明，所述粘附性涂层中，接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物的量为4～120mg/cm2，优选为10～80mg/cm2，更优选为20～40mg/cm2；生物可降解聚合物的量为0～30mg/cm2，优选为1～20mg/cm2，更优选为5～10mg/cm2。
19.根据本发明，所述粘附性涂层中，接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物和生物可降解聚合物的重量比为(1～8):(0～3)，优选为(2～8):(1～3)，更优选为(2.7～4.3):(1～1.5)。
20.根据本发明，所述粘附性涂层中可装载其他活性物质，包括但不限于蛋白类药物、
多肽、生长因子、酶等，或者，抗菌或抗炎类药物，阳离子表面活性剂、多酚型药物等，或者，金属及其化合物如氧化镁、碳酸钙等，所述活性物质赋予自粘性可吸收生物补片各种生物学功能及用途。所述活性物质可以物理混合的形式存在于粘附性涂层中，也可以化学共价键合的方式存在于粘附性涂层中。
21.根据本发明，所述粘附性涂层在使用前为干燥状态，优选其含水量基于粘附性涂层的总重量而言小于等于10.0wt.％，进一步优选小于等于5.0wt.％，更优选为小于等于1.0wt.％。
22.所述丙烯酸化生物可降解聚合物，例如丙烯酸化明胶、丙烯酸化透明质酸、丙烯酸化壳聚糖、丙烯酸化海藻酸、聚乙二醇二丙烯酸酯等的一种或任意两种以上的混合物，优选其丙烯酰基的取代度为10-80％。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化明胶。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化透明质酸。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化壳聚糖。
23.可以使用本领域已知的交联剂以形成所述的交联共聚物，包括但不限于α-酮戊二酸、过硫酸铵、过氧化氢、aibn等。在本发明的一个实施方式中，交联剂为α-酮戊二酸。
24.所述其他的生物可降解聚合物包括但不限于明胶、壳聚糖、胶原、透明质酸、海藻酸或其盐、聚乙二醇、聚乙烯醇等。在本发明的一些实施方式中，所述生物可降解聚合物选自明胶、壳聚糖、胶原、透明质酸和海藻酸盐组成的组。在本发明的一个实施方式中，所述生物可降解聚合物是明胶。
25.本发明还提供所述自粘性可吸收生物补片的制备方法。
26.根据本发明，所述方法包括制备粘附性涂层，将涂层覆于基底层上。
27.根据本发明，所述粘附性涂层的制备包括混合各组分制备得到粘附性涂层的前体溶液混合物，所述前体溶液混合物中包含基于混合物总质量的5.0-30.0wt.％的丙烯酸和/或丙烯酰胺，0.2-5.0wt.％的丙烯酸化生物可降解聚合物，0.1-5.0wt.％的丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，0-15.0wt.％的其他的生物可降解聚合物，交联量的交联剂。所述前体溶液混合物的溶剂体系为水性溶液。
28.根据本发明，在前体溶液混合物中，丙烯酸和/或丙烯酰胺的质量百分比在5.0-30.0wt.％之间，可以使形成的自粘性可吸收生物补片同时具有良好的组织粘结性和顺应性。优选在前体溶液混合物中，丙烯酸和/或丙烯酰胺的质量百分比为10.0-30.0wt.％，更优选为20.0-30.0wt.％。
29.根据本发明，在前体溶液混合物中，丙烯酸化生物可降解聚合物的质量百分比在0.2-5wt.％之间，可以使形成的自粘性可吸收生物补片同时具有良好的组织粘结性、力学强度和顺应性。优选在前体溶液混合物中，丙烯酸化生物可降解聚合物的质量百分比为0.5-4.0wt.％，更优选为1.0-3.0wt.％。
30.根据本发明，在前体溶液混合物中，丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯的质量百分比在0.1-5.0wt.％之间，可以使形成的自粘性可吸收生物补片具有良好的组织粘结性。优选在前体溶液混合物中，丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯的质量百分比为0.5-3.0wt.％，更优选为0.8-1.2wt.％。
31.根据本发明，生物可降解聚合物可以进一步改进水凝胶的水合能力和力学强度，从而改善其组织顺应性；此外，所述生物可降解聚合物还能调节粘附性涂层的生物降解速度，其在前体溶液混合物中的质量百分比在0-15.0wt.％之间。优选在前体溶液混合物中，生物可降解聚合物的质量百分比为5-15wt.％，例如更优选的可以为8-12.0wt.％。
32.根据本发明，在前体溶液混合物中，交联剂的质量百分比优选为0.1-0.3wt.％。
33.在本发明的优选实施方式中，所述前体溶液混合物中包含20.0-30.0wt.％的丙烯酸和/或丙烯酰胺，1.0-3.0wt.％的丙烯酸化生物可降解聚合物，0.8-1.2wt.％的丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，5-15％的生物可降解聚合物，0.1-0.3wt.％的交联剂。
34.根据本发明，当直接将前体溶液混合物涂覆在基底层上以形成粘附性涂层时，所述涂覆可以采用本领域已知的涂覆方法，可用人工涂覆或机器涂覆。根据本发明，优选所述粘附性涂层的前体溶液混合物涂覆量为10-300μl/cm2。
35.根据本发明，所述制备方法还包括对粘附性涂层进行交联处理(例如光、热处理等)的步骤，以充分聚合、交联粘附性涂层。优选使用紫外光(10～400nm，例如354nm、360nm，365nm等)交联，光照交联时间根据粘附性涂层的量而定，通常可以为5分钟-48小时，例如可以为20分钟至12小时，比较优选3-5小时。
36.根据本发明，所述方法还包括对粘附性涂层进行透析处理，以除去丙烯酸等水溶性单体，提高最终制备的自粘性可吸收生物补片的生物相容性。优选使用水进行透析，温度可以为15-35℃。为提高透析效率，可以同时进行搅拌或震荡。所述透析处理在交联处理之后进行。
37.根据本发明，将粘附性涂层覆于基底层上的步骤，对粘附性涂层进行交联和透析处理的步骤，可以调换顺序，可以先涂覆前体溶液混合物于基底层上再交联和透析，也可以先交联和透析后再将涂层覆于基底层上，或者，先交联再将涂层覆于基底层上然后进行透析。
38.在本发明的一个实施方式中，将粘附性涂层的前体溶液混合物涂覆到基底层上，然后进行紫外光交联处理，交联完毕后进行透析处理。
39.根据本发明，所述制备方法还包括对所述自粘性可吸收生物补片进行脱水处理，以利于贮存和运输。所述脱水处理可以是本领域已知的脱水方法，包括但不限于冷冻干燥、真空干燥、加热干燥等，在本发明的一个实施方式中，使用冷冻干燥。
40.在本发明的一些实施方式中，将粘附性涂层的前体溶液混合物涂覆于基底层上，涂覆量为10-300μl/cm2。待前体溶液混合物浸润基底层后，用紫外光光照3-5小时，形成自粘性可吸收生物补片。经去离子水透析浸泡3-7天后，冷冻干燥3-7天，得到干态凝胶的自粘性可吸收生物补片。
41.本发明还提供一种试剂盒，其包括分别被独立包装的基底层和粘附性涂层。
42.根据本发明，所述基底层和粘附性涂层分别如前文所述。优选，在独立包装中的基底层和粘附性涂层均为干燥状态。
43.使用时，将基底层和粘附性涂层从各自的包装中取出，在基底层接触粘附性涂层的一面上用水性溶液润湿，将粘附性涂层覆于基底层上，之后将粘附性涂层游离面接触要被密封的组织表面。
44.由于粘附性涂层在干态下(即干凝胶状态)时可作为自粘性可吸收的平面膜。因
此，本发明第二方面提供一种用于粘结组织表面的干性粘合材料。
45.根据本发明，所述干性粘合材料是具有顶表面和底表面的膜、片或带状物的形式。当其裁剪成合适尺寸时，就可以作为本发明前述的粘附性涂层，用于和基底层的材料一起形成本发明的自粘性可吸收生物补片。
46.所述干性粘合材料与前述粘附性涂层的组成相同，包括接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物，其中还任选含有生物可降解聚合物。
47.所述聚丙烯酸类的交联共聚物，优选分子量为10kda～1000kda。所述交联共聚物在含水的环境中能够吸收水分而成凝胶状，由丙烯酸和/或丙烯酰胺，与丙烯酸化生物可降解聚合物和丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，聚合和交联而形成。
48.根据本发明，所述接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物中，丙烯酸和/或丙烯酰胺，丙烯酸化生物可降解聚合物，丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯三类单体的重量比为(50～300):(2～50):(1～50)，优选为(200～300):(2～30):(1～20)，更优选为(200～300):(2～10):(1～10)。
49.根据本发明，所述干性粘合材料中，接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物的量为4～120mg/cm2，优选为10～80mg/cm2，更优选为20～40mg/cm2；生物可降解聚合物的量为0～30mg/cm2，优选为1～20mg/cm2，更优选为5～10mg/cm2。
50.根据本发明，所述干性粘合材料中，接枝有琥珀酰亚胺酯基团的聚丙烯酸类的交联共聚物和生物可降解聚合物的重量比为(1～8):(0～3)，优选为(2～8):(1～3)，更优选为(2.7～4.3):(1～1.5)。
51.所述干性粘结材料中可装载其他活性物质，包括但不限于蛋白类药物、多肽、生长因子、酶等，或者，抗菌或抗炎类药物，阳离子表面活性剂、多酚型药物等，或者，金属及其化合物如氧化镁、碳酸钙等，所述活性物质赋予干性粘结材料各种生物学功能及用途。所述活性物质可以物理混合的形式存在于干性粘结材料中，也可以化学共价键合的方式存在于干性粘结材料中。
52.根据本发明，基于所述干性粘合材料总重量而言，所述干性粘合材料的含水量小于等于10.0wt.％，进一步优选小于等于5.0wt.％，更优选为小于等于1.0wt.％。
53.所述丙烯酸化生物可降解聚合物，例如丙烯酸化明胶、丙烯酸化透明质酸、丙烯酸化壳聚糖、丙烯酸化海藻酸、聚乙二醇二丙烯酸酯等的一种或任意两种以上的混合物，优选其丙烯酰基的取代度为10-80％。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化明胶。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化透明质酸。在本发明的一些实施方式中，所述丙烯酸化生物可降解聚合物是丙烯酰基取代度为10-80％的丙烯酸化壳聚糖。
54.可以使用本领域已知的交联剂以形成所述的交联共聚物，包括但不限于α-酮戊二酸、过硫酸铵、过氧化氢、aibn等。在本发明的一个实施方式中，交联剂为α-酮戊二酸。
55.所述生物可降解聚合物包括但不限于明胶、壳聚糖、胶原、透明质酸、海藻酸或其盐、聚乙二醇、聚乙烯醇等。在本发明的一些实施方式中，所述生物可降解聚合物选自明胶、壳聚糖、胶原、透明质酸和海藻酸盐组成的组。在本发明的一个实施方式中，所述生物可降解聚合物是明胶。
56.本发明还提供用于形成所述干性粘结材料或粘附性涂层的前体溶液混合物。
57.所述前体溶液混合物中包含基于混合物总质量的5.0-30.0wt.％的丙烯酸和/或丙烯酰胺，0.2-5.0wt.％的丙烯酸化生物可降解聚合物，0.1-5.0wt.％的丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，0-15.0wt.％的生物可降解聚合物，交联量的交联剂。
58.优选，所述前体溶液混合物中，丙烯酸和/或丙烯酰胺的质量百分比为10.0-30.0wt.％，更优选为20.0-30.0wt.％。
59.优选，所述前体溶液混合物中，丙烯酸化生物可降解聚合物的质量百分比为0.5-4.0wt.％，更优选为1.0-3.0wt.％。
60.优选，所述前体溶液混合物中，丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯的质量百分比为0.5-3.0wt.％，更优选为0.8-1.2wt.％。
61.优选，所述前体溶液混合物中，生物可降解聚合物的质量百分比为5-15wt.％，例如更优选的可以为8-12.0wt.％。
62.优选，所述前体溶液混合物中，交联剂的含量为0.1-0.3wt.％。
63.在本发明的一个实施方案中，所述前体溶液混合物中包含20.0-30.0wt.％的丙烯酸和/或丙烯酰胺，1.0-3.0wt.％的丙烯酸化生物可降解聚合物，0.8-1.2wt.％的丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，5.0-15.0wt.％的生物可降解聚合物，0.1-0.3wt.％的α-酮戊二酸。
64.本发明第三方面提供一种试剂盒，其包括独立包装的基底层，和独立包装的用于形成粘附性涂层的前体溶液混合物。所述前体溶液混合物如前文中所述。
65.在使用时，将基底层和前体溶液混合物从包装中取出，按照本发明前述的自粘性可吸收生物补片的制备方法，制备成可以使用的补片形式。
66.本发明第四方面提供一种用于密封组织表面并将一种或多种治疗剂释放到靶位点的治疗剂递送装置，所述装置包括：(i)自粘性可吸收生物补片，和(ii)负载有一种或多种治疗剂的贴片，所述贴片面积小于自粘性可吸收生物补片，位于自粘性可吸收生物补片的粘附性涂层的游离面。所述自粘性可吸收生物补片如本发明前文所述。
67.本发明第五方面提供所述自粘性可吸收生物补片、干性粘结材料或前体溶液混合物在制备组织密封材料中的用途。
68.本发明还提供对组织创口或创面进行密封的方法，所述方法是在需要被密封的组织创口或创面上，贴敷本发明所述的自粘性可吸收生物补片，所述生物补片的粘附性涂层的游离面黏贴需要被密封的组织创口或创面。
69.本发明还提供一种将一种或多种治疗剂释放到靶位点的方法，包括：提供本发明前文所述的治疗剂递送装置，将所述自粘性可吸收生物补片的粘附性涂层的游离面与组织表面接触放置。
70.本发明中要被密封的组织，其表面可以是干的，也可以是湿的。对于干的组织表面，可以在贴敷自粘性可吸收生物补片前，用水性溶液润湿其表面。对于湿的组织表面，可以直接将自粘性可吸收生物补片贴敷上，也可以在贴敷自粘性可吸收生物补片前，用水性溶液进一步润湿其表面。
71.本发明中，“水性溶液”是以水为溶剂体系的溶液，优选ph为6.9-7.5，最优选为7.0-7.4，包括但不限于水，生理盐水，生理可接受的缓冲液(例如pbs缓冲液)等。
72.本发明通过聚丙烯酸类的交联共聚物，结合琥珀酰亚胺酯和生物可降解聚合物，
在基底层上形成粘附性水凝胶，通过冷冻干燥处理形成自粘性可吸收生物补片。粘附性涂层中，聚丙烯酸的交联共聚物是粘附性水凝胶的主体结构，交联共聚物中的游离羧基与机体组织表面的游离基团形成静电作用力，产生粘着效果，该粘着为可逆性的，可以在粘于组织表面后撕下，再重新定位并粘于组织表面时，仍具有粘着效果。分布在水凝胶中的琥珀酰亚胺酯，与机体组织表面的游离氨基形成酰胺键，提高组织与补片之间的粘结强度。由于酰胺键是化学共价键，形成的粘结强度大于静电力形成的粘结强度，从而保证了补片在组织表面的高粘附强度，实现创面的稳固封闭。分布在水凝胶中的生物可降解聚合物，与水凝胶结构形成复合结构，在植入体内后，会最先分解，产生的空隙使水凝胶接触水的比表面积增大，有利于保证水凝胶在机体内的降解。并且无论是静电力还是酰胺键都不受组织液环境的影响，因此该自粘补片在组织液环境下仍旧能够保持高粘度。
73.本技术的发明人在研究中发现，粘附性涂层的前体溶液混合物中丙烯酸和/或丙烯酰胺的浓度不同，最终形成的水凝胶的组织粘附性不同，随着丙烯酸和/或丙烯酰胺浓度的提高，组织粘结性提高。但是，不同的丙烯酸和/或丙烯酰胺浓度形成的水凝胶的弹性模量也不同，也基本呈现随着丙烯酸和/或丙烯酰胺浓度的提高，水凝胶的弹性模量提高的规律。然而，过高的弹性模量与体内组织的力学强度不匹配，组织顺应性差。为了使粘附性涂层的组织粘结性足够高，又具有适当的弹性模量，发明人通过大量研究，寻找到了丙烯酸和/或丙烯酰胺，丙烯酸化生物可降解聚合物和丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯三类单体的适当用量，以及与之配合的生物可降解聚合物的适当用量。
74.通过选择粘附性涂层的化学组成使其除了具有良好的粘附性之外，还具有适宜的力学性能，所述力学性能与基底层的力学性能匹配并协同一致。以本发明中制备得到的一种自粘性可吸收生物补片为例：
[0075][0076]
由此可见，带有本发明粘附性涂层的生物补片，其力学强度主要由sis基底层提供，粘附性涂层并未对基底层的力学性能产生过大影响，从而使生物补片作为整体具有与sis类似的组织顺应性。
[0077]
本发明的自粘性可吸收生物补片具有一定柔韧性，可承受自身6％以内的拉伸应变，杨氏模量可高达93.36mpa，满足体内动态力学微环境，使得所述生物补片能够在组织表面紧密贴附，即便组织有搏动或扭动产生的形变，所述生物补片仍能保持紧密贴附。通过剪切拉伸以及剥离实验，经计算得，本发明的自粘性可吸收生物补片的粘结强度能达到高于人体正常肺部生理压力(2.7kpa)或动脉压力(10-16kpa)的程度，其剪切粘结强度和界面韧性甚至分别能达到39.4kpa和288.9j m-2
，故本发明的自粘性可吸收生物补片能够用于包括动脉止血和肺部漏气密封等在内的组织密封。
[0078]
此外，当丙烯酸和/或丙烯酰胺，与丙烯酸化生物可降解聚合物、丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯、生物可降解聚合物一同涂覆在基底层，经过处理形成粘附性涂层时，其粘附性涂层与基底层接触的一面即可首先形成化学结合，即粘附性水凝胶中化学基团如羧基、琥珀酰
亚胺酯基与基底层中化学基团氨基发生酯化、酰胺化反应，待冻干自粘补片后，与基底层接触的粘附性涂层(干凝胶状态)一侧可认为不再具有组织粘结性，而暴露的另一侧则承担了组织粘结和密封的作用。二者如此的结合方式可规避单独使用粘附性涂层的干凝胶状态粘结组织时，其暴露的一侧可能无选择性的粘结其它周围组织，造成组织粘连的发生。
[0079]
本发明的自粘性可吸收生物补片与其它商品化的组织粘结剂性能对比如下表所示：
[0080]
表1自粘性可吸收生物补片与商品化的组织粘结材料的组织粘结强度对比
[0081][0082]
表2自粘性可吸收生物补片与商品化的组织粘结材料的细胞相容性对比
[0083][0084]
表3自粘性可吸收生物补片与商品化的组织粘结材料的生物可降解性对比
[0085][0086]
本发明自粘性可吸收生物补片的治疗应用
[0087]
本发明的生物补片适用于身体的内表面和外表面，即它可以局部用于身体的外部(例如应用至皮肤)，或者局部应用到内表面，例如在手术中或创伤中暴露的内部器官表面，手术包括常规的手术和微创手术。
[0088]
本发明的生物补片特别适合于身体的内表面。
[0089]
本发明的生物补片特别适合于下列区域的手术应用：胸/心血管、耳鼻喉、泌尿系统、口腔/颌面部、整形外科、神经系统、胃肠道系统、眼、妇科/产科。示例性的用途如下：
[0090]
皮肤闭合
[0091]
可以局部应用生物补片以促进伤口闭合(作为缝合线的替代物)，这样可以减少疤痕。因此在小手术(例如在意外事故和急救)中，使用生物补片，其自粘性使其易于快速应用。
[0092]
伤口愈合
[0093]
生物补片的可降解性意味着它可以支持并促进伤口愈合。一旦生物补片开始降解，成纤维细胞就会迁移到细胞外基体内，并沉积于细胞外基体。因此生物补片可以用作内表面或外表面的敷料。此外，可以向生物补片中添加已知能促进皮肤细胞增殖的因子如生长因子和camp等，以促进愈合。也可以向生物补片中添加抗感染药等，以使其特别用于治疗烧伤。
[0094]
疝修补
[0095]
在疝修补术中，可以用生物补片提供加固。自粘性连接克服了常规外科加固网产品面临的潜在问题，例如需要配合进行缝合或订钉。用于疝修补术的生物补片可以根据组织修复所需要求，设计成具有短期或长期耐久性的。当然本发明的生物补片也可以经受订钉。
[0096]
吻合
[0097]
自粘性薄片提供了快速密封连接管状结构如血管、血管移植物、膀胱移植物、和胃肠道，并防止其泄漏的方式。
[0098]
密封大面积组织
[0099]
生物补片的良好密封性和操作性、连同其自粘性和覆盖巨大表面积的能力意味着它可以特别用于密封切除的组织表面，尤其是那些会发生弥散性出血的切除组织表面(例如肝脏、脾脏和肾脏等)。生物补片还可以为这些位置的组织修复提供理想的支撑基体。生物补片也可以用于在神经手术后限制脑脊髓液的泄漏。
[0100]
密封气漏
[0101]
生物补片的高拉伸强度和良好的固有弹性(在水合以及与组织活性官能团反应后)使它特别适用于密封肺中的气漏，尤其是在肺切除后。而且，在进行密封后，生物补片为这些位置的组织修复提供了理想的支撑基体。
[0102]
止血
[0103]
可以将生物补片应用于出血区域作为物理屏障。生物补片中的组织活性材料可固定蛋白质，从而促进止血。
[0104]
施用治疗剂
[0105]
可以将药物和其它治疗剂(包括生物学活性剂如生长因子，甚至细胞和细胞组分)添加到用于形成粘附性涂层组分的溶液中，或者在使用组分制造生物补片前，将药物和其它治疗剂共价键合到组分上。
[0106]
防止术后粘连
[0107]
术后粘连是在相邻组织间形成杂乱无序的连接组织，易产生严重的术后并发症。例如，在肠道手术中，术后粘连能引起肠缠绕，导致要再进行外科手术。向在手术中暴露的组织应用具有自粘性的本发明生物补片，可有效防止该组织和相邻组织之间的术后粘连。
[0108]
微创手术
[0109]
使用微创技术以通过活组织检查采集组织样品、插入器械、递送治疗剂和实施手术方法，已成为常规“开放性”手术的替代选择。将生物补片成形为或制造为适当的尺寸和构型，通过现有地特别设计的微创手术器械和套针系统，将生物补片引入体内，利用其自粘性显著减少与操作、闭合和修复组织相关的技术难题。
[0110]
作为基底层的生物材料，都是本领域已知的生物材料，或者可以采用本领域已知
的方法制备得到。
[0111]
例如sis、真皮层和心包层都是本领域已知的。对它们进行脱细胞处理而获得相应组织的脱细胞外基质，也是本领域已知的。脱细胞的sis，脱细胞的真皮层，脱细胞的心包层已有商业化产品，也可以通过本领域已知的方法制备获得。
[0112]
例如，在本发明的一些实施方式中，采用超声处理sis或真皮层或心包层，得到脱细胞的sis、脱细胞的真皮层或脱细胞的心包层。在本发明的一种实施方式中，所述超声处理的频率为20-80khz。在本发明的另一种实施方式中，所述超声处理是多频超声处理，先使用低频超声处理再使用高频超声处理，优选，低频频率范围为20-40khz，高频频率为60-90khz，其中低频处理5-40min，高频处理5-40min。
[0113]
在本发明的一些实施方式中，采用含有胰蛋白酶和edta或其盐的溶液处理sis或真皮层或心包层，得到脱细胞的sis、脱细胞的真皮层或脱细胞的心包层。优选，溶液中胰蛋白酶的质量百分比浓度为0.01-0.2％，优选0.02-0.05％，edta或其盐(例如edta-2na或edta-4na等)的浓度为0.1-1mmol/l，优选0.4-0.8mmol/l；溶液的ph值为7.0-8.0，优选为7.2-7.5。
[0114]
在本发明的一些实施方式中，联合采用多频超声和含有胰蛋白酶和edta或其盐的溶液处理sis或真皮层或心包层，得到脱细胞的sis、脱细胞的真皮层或脱细胞的心包层。
[0115]
在本发明的一些实施方式中，可以按照中国专利cn103272278b或cn107007886b中记载的制备方法，来制备得到脱细胞的sis，脱细胞的真皮层，脱细胞的心包层等，所述cn103272278b或cn107007886b全文引入本技术。
[0116]
用于本发明的胶原可以来自任何适合于形成凝胶的胶原，包括来自液体、浆状、纤维性的或者粉末状的胶原材料的物质，可以被处理成多孔性的或者纤维性的基质。为了提高形成凝胶能力或者溶解性，可以(部分地)水解或者修饰胶原，只要干燥时形成稳定的基底层。
[0117]
天然明胶便宜并且可以大量得到，可以从许多来源中得到。明胶是胶原的水解产物。明胶和胶原的便利的动物来源包括鸡、火鸡、牛、猪、马或者人的来源。胶原也可以是人造胶原或者重组胶原。优选地，明胶被交联以便防止完全溶解。通过胶原的不完全水解或者通过使用交联试剂诸如甲醛或者二价醛进行化学交联可以实现交联。
[0118]
术语定义：
[0119]
除非另有定义，本文所用所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。若存在矛盾，则以本技术提供的定义为准。当本文中出现商品名时，意在指代其对应的商品或其活性成分。本文引用的所有专利、已经公开的专利申请和出版物均通过引用并入到本文中。
[0120]
术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其在本文中的其它变体形式为包含性的或开放式的，且不排除其它未列举的元素或方法步骤。本领域技术人员应当理解，上述术语如“包括”涵盖“由
…
组成”的含义。
[0121]
术语“选自
…”
，“优选
…”
和“更优选
…”
是指在后面所列的组中的一个或多个元素，独立地加以选择，并且可以包括两个或更多个元素的组合，在本发明中，优选后面所列的组中的一个元素。
[0122]
术语“任选”、“任选地”或“任选存在”是指随后描述的事件或情形可以但不一定出
现，并且该描述包括其中所述事件或情形出现的情况和不出现的情况。
[0123]
本发明中，使用“可以”表示包含包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
[0124]
本发明中，使用“数值a～数值b”表示的数值范围是指包含端点数值a、b的范围。
[0125]
本发明中，“水”包含去离子水、蒸馏水、离子交换水、双蒸水、高纯水、纯净水等能够使用的任何的水。
[0126]
本发明中，粘附性涂层的游离面是指粘附性涂层接触组织的一面，是粘附性涂层与基底层接触面的对侧面。
附图说明
[0127]
图1(a)自粘性可吸收生物补片的外观：猪小肠粘膜下层(sis)脱细胞外基质作为基底层，表面涂覆接枝有琥珀酰亚胺酯的聚丙烯酸类交联共聚物凝胶涂层，冷冻干燥后外观；(b)自粘性可吸收生物补片的应力应变曲线，可承受自身6％以内的拉伸应变，杨氏模量达93.36mpa。
[0128]
图2自粘性可吸收生物补片的体外酶解统计图。将材料浸泡蛋白酶k水溶液中，随时间延长，其质量逐渐减少，说明材料具有生物可降解性。
[0129]
图3(a)以astm f2255方法进行组织粘结剪切拉伸实验；(b)自粘性可吸收生物补片的剪切力-位移曲线；(c)以astm f2256方法进行组织粘结t剥离实验；(d)自粘性可吸收生物补片的剥离力-位移曲线。
[0130]
图4自粘性可吸收生物补片浸提液与空白对照对小鼠成纤维细胞l929活死细胞染色图。
具体实施方式
[0131]
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
[0132]
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
[0133]
实施例1自粘性可吸收生物补片的制备
[0134]
将原料在37℃下溶解于去离子水中，形成含有30.0wt.％丙烯酸(分析纯，阿拉丁)、1.0wt.％丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯(分析纯，阿拉丁)、10.0wt.％明胶(猪皮来源，sigma-aldrich)、2.0wt.％丙烯酸化明胶(50％丙烯酸化取代程度，甲醛滴定法测得取代程度)、0.2wt.％α-酮戊二酸(sigma-aldrich)的均相水溶液，得到粘附性涂层的前体溶液混合物。
[0135]
取脱细胞猪小肠粘膜下层(sis)(北京博辉瑞进生物科技有限公司产品，0.17mm厚，由4层脱细胞的小肠粘膜下层组成)作为基底层，将粘附性涂层的前体溶液混合物均匀涂在基底层上，涂覆量为80μl/cm2。待前体溶液混合物浸润基底层后，用紫外光(360nm)持续光照3h，之后透析3天，冷冻干燥，形成自粘性可吸收生物补片。
[0136]
实施例2自粘性可吸收生物补片的制备
[0137]
将原料溶于生理盐水中，形成含有5.0wt.％丙烯酸，0.1wt.％丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，15.0wt.％透明质酸(华熙福瑞达生物医药有限公司)，5.0wt.％丙烯酸化透明质酸(50％丙烯酸化取代程度，甲醛滴定法测得取代程度)、0.2wt.％α-酮戊二酸的均相水溶液，得到粘附性涂层的前体溶液混合物。
[0138]
取sis(北京博辉瑞进生物科技有限公司产品，0.17mm厚，由4层脱细胞的小肠粘膜下层组成)作为基底层，将粘附性涂层的前体溶液混合物均匀涂在基底层上，涂覆量为100μl/cm2。待前体溶液混合物浸润基底层后，用紫外光(360nm)持续光照12h，之后透析5天，冷冻干燥，形成自粘性可吸收生物补片。
[0139]
实施例3自粘性可吸收生物补片的制备
[0140]
将原料溶于生理盐水中，形成含有10.0wt.％丙烯酸，3.0wt.％丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯，5.0wt.％壳聚糖(aldrich)，1.0wt.％丙烯酸化壳聚糖(50％丙烯酸化取代程度，甲醛滴定法测得取代程度)、0.2wt.％过硫酸铵(sigma-aldrich)的均相水溶液，得到粘附性涂层的前体溶液混合物。
[0141]
取胶原蛋白膜(由胶原蛋白溶液经冻干制得，0.3mm厚)作为基底层，将粘附性涂层的前体溶液混合物均匀涂在基底层上，涂覆量为300μl/cm2。待前体溶液混合物浸润基底层后，用紫外光(360nm)持续光照3h，之后透析5天，冷冻干燥，形成自粘性可吸收生物补片。
[0142]
实施例4干性粘结材料的制备
[0143]
将原料在37℃下溶解于去离子水中，形成含有20.0wt.％丙烯酸、5.0wt.％丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯、5.0wt.％明胶、1.0wt.％丙烯酸化明胶(50％丙烯酸化取代程度)、0.2wt.％α-酮戊二酸的均相水溶液，得到粘附性涂层的前体溶液混合物。
[0144]
将粘附性涂层的前体溶液混合物均匀涂在聚四氟乙烯薄膜上，涂覆量为10μl/cm2。用紫外光(360nm)持续光照5h，之后透析3天，冷冻干燥，形成干性粘结材料。
[0145]
实施例5自粘性可吸收生物补片的制备
[0146]
将原料在37℃下溶解于去离子水中，形成含有30.0wt.％丙烯酸、1.0wt.％丙烯酸-n-琥珀酰亚胺酯、10.0wt.％明胶、1.0wt.％丙烯酸化明胶(50％丙烯酸化取代程度)、0.2wt.％α-酮戊二酸和0.1wt.％苯扎氯铵的均相水溶液，得到粘附性涂层的前体溶液混合物。
[0147]
取sis(北京博辉瑞进生物科技有限公司产品，0.17mm厚，由4层脱细胞的小肠粘膜下层组成)作为基底层，将粘附性涂层的前体溶液混合物均匀涂在基底层上，涂覆量为50μl/cm2。待前体溶液混合物浸润基底层后，用紫外光(360nm)持续光照200分钟，之后透析3天，冷冻干燥，形成自粘性可吸收生物补片。该自粘性可吸收生物补片因添加苯扎氯胺，因此具备一定抗菌、消毒特性。
[0148]
实验例1应力应变实验
[0149]
以实施例1中自粘性可吸收生物补片作为实验品，将其裁成2cm
×
5cm规格，搭载上万能拉力试验机，设置参数样品拉伸有效长度为2cm，宽为2cm，厚度为0.17mm，拉伸速度为10mm/min，室温下操作。杨氏模量为弹性形变区间应力应变曲线的斜率。结果如图1中(b)。
[0150]
实验例2酶解实验
[0151]
以实施例1中自粘性可吸收生物补片作为实验品，将2cm
×
5cm自粘性可吸收生物补片称重，初始质量记为w0，然后浸泡在30ml 1mg/20ml蛋白酶k溶液中，在37℃60rpm水浴
摇床下孵育，每隔15分钟将补片取出，用去离子水轻柔冲洗三次后冷冻干燥称重，质量记为w
t
，酶解失重(w
t
％)＝(1-w
t
/w0)
×
100％。结果如图2。
[0152]
实验例3剪切粘结强度测试
[0153]
以实施例1中自粘性可吸收生物补片作为实验品，参考astm f2255，将新鲜背部猪皮经脱脂处理后裁成5cm
×
2.5cm大小，将生物补片也裁成5cm
×
2.5cm大小，然后以相反方向迅速粘结生物补片和猪皮的一端(粘结面积为2.5cm
×
1cm)，在室温下固定60分钟，在室温下以5mm/min拉伸速度拉伸生物补片和猪皮的游离端至两者发生断裂或分离。记录力-位移数据，做图分析力-位移曲线，记录最大剪切力(f
max
)。根据公式：剪切强度(pa)＝f
max
(n)/受力面积(m2)，计算生物补片的剪切强度。结果见图3中(b)。
[0154]
实验例4剥离强度测试
[0155]
以实施例1中自粘性可吸收生物补片作为实验品，参考atsm f2256，将新鲜背部猪皮经脱脂处理后裁成5cm
×
2.5cm大小，将生物补片也裁成5cm
×
2.5cm大小，然后以相同方向迅速粘结生物补片和猪皮(粘结面积为2.5cm
×
1cm)，在室温下固定60分钟，在室温下以5mm/min拉伸速度拉伸生物补片和猪皮的游离端至两者发生断裂或分离。记录力-位移数据，做图分析力-位移曲线，记录最大剥离力(f
max
)。根据公式：界面韧性(j m-2
)＝2
×fmax
(n)/宽度(m)，计算生物补片的界面韧性。结果见图3中(d)。
[0156]
实验例5细胞相容性实验
[0157]
以实施例1中自粘性可吸收生物补片作为实验品，按6cm2/ml用细胞培养基浸泡自粘性可吸收生物补片，37℃浸泡24小时，以此条件形成的培养基，置换每孔接种10,000个小鼠成纤维细胞l929的24孔板的普通培养基，24小时后，使用活死细胞荧光染料工作液(calcein-am/pi)避光孵育细胞20分钟，置于激光共聚焦显微镜下观察细胞状态。结果如图4所示，荧光图像显示自粘性可吸收生物补片的活细胞数量和空白对照无显著性差异，说明该材料具有良好的细胞相容性，可作为一种具有组织粘性的生物医用材料。
[0158]
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。