一种青光眼外科手术用复合生物基质及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种防止滤过通道瘢痕化的复合生 物基质及其制备方法。该复合生物基质可应用于青光眼外科手术。
【背景技术】
[0002] 青光眼是我国继白内障之后第二位的不可逆致盲性眼病，滤过手术仍旧是我国进 行青光眼治疗的首选方法。但是，由于人体固有的创伤愈合机制，往往超过20%的患者经滤 过术后会因为滤过通道瘢痕化而造成手术失败。
[0003] 为了解决术后瘢痕化的问题，人们尝试在手术中采用添加抑制瘢痕形成的药物如 5_氟尿嘧啶、丝裂霉素C等来提高术后治疗效果。使用抑制瘢痕形成的药物短期效果十分 明显，但是由于药物的毒性引起的并发症如角膜溃疡、前房不形成等也较为常见，并且长期 控眼压效果与不使用药物差别不明显。
[0004] 有部分研宄者将目光转向利用自体或同种异体材料植入的方式来抑制滤过通道 瘢痕形成。常用的自体或同种异体材料多为羊膜、自体或同种异体巩膜材料。利用这些材 料在手术部位形成结膜或巩膜与滤过通道间的物理屏障，从而降低滤过道因瘢痕化而发生 堵塞的风险。但需要说明的是，羊膜、自体或异体巩膜来源有限，并且有疾病传染的风险，而 且植入后降解过快，抑制瘢痕化效果有限。
[0005] 公告号为1970094A的中国专利公布了一种用于防止滤过通道瘢痕化的透明质 酸-几丁糖生物膜的制备方法。该方法是以透明质酸、羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇为原料，以 丁二醇双缩水甘油醚为交联剂，通过交联、流延成膜。该专利的技术缺陷在于交联剂丁二醇 双缩水甘油醚具有毒性，残留在生物膜中的交联剂会引起毒性风险。
[0006] 综上所述，需要开发一种理想的防止滤过通道瘢痕化的生物材料，提高青光眼外 科手术的治疗效果。
【发明内容】
[0007] 本发明针对滤过手术术后瘢痕化的问题，提供了一种青光眼外科手术用复合生物 基质及其制备方法。该复合生物基质是一种防止滤过通道瘢痕化的生物材料，利于提高青 光眼外科手术的治疗效果。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案： 一种青光眼外科手术用复合生物基质，是由致密层基材和涂覆在致密层基材上的疏松 层经陈化、冷冻干燥处理形成的双层复合结构，所述致密层基材为交联的脱细胞羊膜或动 物组织膜，所述疏松层是由生物大分子材料制备而成的多孔性膜。
[0009] 所述复合生物基质是一种具有双层功能结构的抗瘢痕化生物医用材料。致密层 基材以羊膜或动物组织膜为原料制备而成，主要起到物理隔离和支撑作用，防止成纤维细 胞通过。疏松层以致密层基材为支撑，可以看做复合生物基质的"蓄水海绵"，主要通过吸 附-挤出功能起到动态调节房水流出量的作用。
[0010] 优选地，动物组织膜可以选用心包膜、腹膜、小肠粘膜、眼结膜、巩膜等中的一种， 来源于猪、牛、羊膜、马、犬、驴和鸵鸟等动物。
[0011] 优选地，生物大分子材料主要是胶原、羧甲基壳聚糖、细菌纤维素和透明质酸钠等 中的一种。
[0012] 另一方面，本发明还给出了所述的青光眼外科手术用复合生物基质的制备方法， 包括致密层基材的制备、疏松层的制备、干燥和灭菌步骤。具体如下： 步骤一，致密层基材的制备 将预处理后的脱细胞羊膜或动物组织膜浸泡于浓度为0.l-10g/100ml的交联剂溶液 中，2-30°C条件下处理2-24h，重复交联2-5遍，交联剂溶液用量与脱细胞羊膜或动物组织 膜的重量比为l〇-l〇〇ml/g。
[0013] 羊膜或动物组织膜的预处理是指采用常规方法去除附属组织、脱脂、病毒灭活等 操作。
[0014] 羊膜或动物组织膜的脱细胞处理方法参考专利号为ZL201210251134. 1、 ZL201310117569. 1，专利申请号为 201410780482. 7、201310003274.U201310109216. 7 的 中国专利公开的方法。这些方法主要是采用渗透压法(高渗-低渗循环处理)、酸碱法、EDTA 等处理方法来破裂羊膜或动物组织膜中的细胞，并将细胞碎片水解、溶解和洗脱而出，达到 彻底脱细胞目的。
[0015] 所述渗透压法可以和酸碱法或EDTA法联合使用，即采用弱酸性或弱碱性的高渗 盐溶液，或向高渗盐溶液中添加EDTA，以达到强化脱细胞的效果。所述的高渗盐溶液为浓度 为1-5M的氯化钠或氯化钾溶液。所述的酸可以选用盐酸、柠檬酸、醋酸和乳酸中的一种，酸 浓度为0.1-0. 25% (m/v)。所述的碱可以选用氢氧化纳、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的 一种，碱浓度为0. 1-0. 5% (m/v)。所述的EDTA添加量为0. 1-lmol/l。
[0016] 所述的交联剂主要采用M3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC)、戊 二醛、核糖、京尼平、多官能度环氧化合物（n=l-10)等交联剂中的一种。特别地，交联剂优 选为EDC和多官能度环氧化合物（n=l-10)。配置浓度为0.l-10g/100ml的交联剂溶液，将 脱细胞羊膜或动物组织膜浸泡于交联剂溶液中，2°C-30°C条件下处理2-24h，重复2-5遍。
[0017] 经过步骤一所述工艺处理的羊膜或动物组织膜，彻底去除了细胞、脂肪等抗原成 分，生物降解性能得到大大提高，结构更加致密。
[0018] 步骤二，疏松层的制备 配制浓度为0. 5-5g/100ml%的生物大分子材料水溶液，在搅拌条件下，向生物大分子 材料水溶液中加入交联剂，交联剂与生物大分子材料的质量比为1:10-1:50,于2-30°C反 应30-120min，形成凝胶。
[0019] 通过均质处理获得生物大分子材料浓度为0. 2-2g/100ml%的均匀凝胶，将均 质后的凝胶通过流延、涂抹等方式涂覆在步骤一制备的致密层基材上，凝胶的涂覆量为 0? 05-0. 5ml/cm2。
[0020] 于20-40°C陈化处理l-4h后，使得凝胶层与致密层基材紧密结合，再于纯化水、生 理盐水或PBS溶液中浸泡清洗几遍，以去除残留的交联剂，得到干燥前的疏松层与致密层 基材的复合物。
[0021] 步骤三，干燥和灭菌 将干燥前的疏松层与致密层基材的复合物采用冷冻干燥的方式进行干燥处理，获得干 燥的复合生物基质，然后用裁切器具裁切成固定形状和尺寸的产品，包装，辐照或环氧乙烷 灭菌获得终广品。
[0022] 冷冻干燥采用程序控温的方式进行，具体如下：从室温降低至_40°C，降温时间为 l_2h，保温2-4h;从-40°C升温至_20°C，升温时间为l_3h，保温8-16h;从-20°C升温至 25°C，升温时间为l_4h，保温4-8h。
[0023] 优选地，所述辐照的选用方式为Y射线、X射线或电子束，辐照剂量为10_25KGy。
[0024]优选地，采用环氧乙烷灭菌的条件为：温度50°C，湿度60%，灭菌时间9-16小时，真 空度-15KPa，环氧乙烷浓度0. 001~0. 003MPa。
[0025] 通过上述方法制备的复合生物基质的疏松层厚度为0. 5-3. 5mm，致密层厚度为 0. 01-1. 0mm，总厚度为;疏松层孔隙的孔径为50-1000ym，孔隙率为30-90%。复合 生物基质终产品的形状可以是长方形、正方形、梯形、条形或圆形。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果或优点是： 1、本发明提出的防止滤过通道瘢痕化的复合生物基质具有双层功能结构(见图1)。致 密层由交联的脱细胞羊膜或动物组织膜构成，能起到物理隔离和支撑作用，防止成纤维细 胞通过。疏松层是由生物大分子材料制备而成的多孔性膜，主要通过吸附-挤出功能起到 动态调节房水流出量的"蓄水海绵"作用（见图2)，也能起到一定程度的支撑作用。
[0027] 2、本发明采用多次交联改性方法制备防止滤过通道瘢痕化的复合生物基质，大大 提高了复合生物基质在体内的存留时间，完全降解时间不低于2年(见图3)，可以长期稳定 地实现防止瘢痕化的作用，能够有效提高滤过术后的长期治疗效