CN101007185A

CN101007185A - 用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料及制备方法

Info

Publication number: CN101007185A
Application number: CN 200710019474
Authority: CN
Inventors: 顾忠泽; 冯章启; 王婷; 何农跃
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: CN100475277C

Abstract

用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料及制备方法是一种组织修复材料及制备技术。该材料的结构为三维多孔、多层，微孔直径在10～400μm、孔隙率50％～90％，材料由海藻酸钠、聚氧化乙烯组成，其中所含海藻酸钠与聚氧化乙烯的质量比在4∶6～9∶1的范围内；该材料采用可完全生物降解的海藻酸钠、聚氧化乙烯为基材，利用相分离方法、冷冻干燥技术将海藻酸钠－聚氧化乙烯水凝胶制备成三维多孔、多层的生物可降解材料，制备方法简单易行且成本低。该材料具有优良的生物相容性及透水透气性能，特别适合作为大面积皮肤移植手术中的组织垫片。其能避免引起急性排异反应，促进新生皮肤组织生成“肉芽”。

Description

用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料及制备方法，属于组织修复材料制备技术。

背景技术

在修复由于炎症、溃疡、烧创伤、医源性等原因造成的皮肤缺损和整容手术中需进行大面积的皮肤移植。但在手术过程中极易出现组织抗原、淤血、化脓等现象，归其原因主要是病损部位血液、体液的排泄不畅以及非同源组织直接接触引起的急性排异反应。在临床上主要采用嵌入组织垫片的方式解决上述现象的发生，组织垫片的多孔结构利于血液、体液的流通、排泄，促进病损组织的肉芽产生，并且可以防止急性排异反应的发生，使移植体和损伤部位很好的结合，已达到术后无疤痕的目的。现在临床上应用的组织垫片主要是Teflon产品，该产品由于质地较硬、保水能力差且在生物体内降解速度慢等原因，易造成手术的失败并给病人带来极大的痛苦。所以临床上急需一种降解速度可控、质地柔软、三维多孔的组织垫片来替代现有产品，为病人带来福音。

海藻酸盐/聚氧化乙烯共聚物具有良好的生物相容性，在生物体内可完全降解且降解速率可调控。其中海藻酸盐是古洛糖醛酸与甘露糖醛酸组成的嵌段聚合物，其结构类似于人体组织支架材料糖胺聚糖，T.Hashimoto证明海藻酸盐对皮肤组织的再生具有促进作用(T.Hashimoto，Y.Suzuki，M.Tanihara，Y.Kakimaru，K.Suzuki，Biomaterials2004，25，1407)。聚氧化乙烯作为生物可降解材料已广泛应用于食品、医药、化工等领域。

目前没有关于利用海藻酸钠、聚氧化乙烯为原材料通过冷冻干燥技术制备三维多孔、多层的生物可降解组织移植垫片的报道或专利申请。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料及制备方法，该材料由海藻酸钠和聚氧化乙烯组成，具有三维多孔、多层，微孔直径在100～400μm、孔隙率50％～90％、质地柔韧、较好的透水透气性能、优良的组织相容性、可控生物降解性、无抗原性。该制备方法操作简单易行、成本极低、可大量生产。

技术方案：为达到上述目的，本发明通过以下方法加以实施。

用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料的结构为三维多孔、多层，微孔直径在100～400μm、孔隙率50％～90％，材料由海藻酸钠、聚氧化乙烯组成，其中所含海藻酸钠与聚氧化乙烯的质量比在4∶6～9∶1的范围内。

用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料的制备方法具体为：

a)将海藻酸钠溶于去离子水中配制成浓度为W_海藻酸钠/V_去离子水＞2％的水溶液；

b)将聚氧化乙烯溶于去离子水中配制成粘度＞2500cps的水溶液；

c)将海藻酸钠溶液和聚氧化乙烯溶液按体积比为4∶6～9∶1的比率搅拌混合均匀，并在强烈搅拌(搅拌速率＞2000rpm)作用下将制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按V_海藻酸钠∶V_{聚氧化乙烯}＝4∶6～9∶1的比率混合均匀，同时按V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠和聚氧化乙烯混合溶液}＝1∶1000～1∶100的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌20～60min；

d)将混合溶液在表面皿中摊铺成膜，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaC12/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液浸润20s～80s，此时迅速将此膜材料从溶液中取出并放入温度-40℃的低温冰箱中保存60min以上使膜冻结，然后在温度为-40℃～0℃的环境中真空干燥至质量不再改变，将所得材料浸泡在浓度为2％(W_CaC12/V_H2O)的CaCl₂水溶液中浸泡2h以上，后真空干燥至质量不再改变，即制得三维多孔、分层的生物可降解材料。

有益效果：该制备工艺简单、成本极低并可实现大量生产。所制得的海藻酸钠-聚氧化乙烯垫片具有优良的生物相容性和力学性能，在生物体内可完全降解且其降解产物不引起任何不良反应。传统产品植入人体后很长时间不能降解，僵硬的材料易撑开病人本已愈合的伤口，导致手术的失败或二次手术，给患者带来很多不便和痛苦。本发明解决了这一问题，材料柔韧的质地不妨碍患者做任何动作，并且其在生物体内的降解速率可以通过改变组分海藻酸钠和聚氧化乙烯之间的质量比进行调控，制备成不同降解速率的材料以适应不同的患者。

具体实施方式

将海藻酸钠溶液和聚氧化乙烯溶液按一定比率(海藻酸钠/聚氧化乙烯＝4∶6～9∶1，v/v)混合均匀，在强烈搅拌作用下加入曲拉通X-100并持续搅拌。将所得溶液在表面皿中摊铺成膜(厚度可自由控制)，用CaCl₂无水乙醇溶液浸润，后迅速放入低温冰箱中保持一段时间，然后低温真空干燥至质量不再改变。将所得材料进行后处理，在真空干燥至质量不再改变。即制得三维多孔、多层的生物可降解垫片。该方法其特征在于包括以下过程：

1.将一定质量的海藻酸钠溶于去离子水中配制成浓度＞2％(W_海藻酸钠/V_去离子水)的溶液，将一定质量的聚氧化乙烯溶于去离子水中配制成粘度＞2500cps的溶液，

2.在强烈搅拌作用下(搅拌速率＞2000rpm)，将步骤1中制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按体积比V_海藻酸钠∶V_{聚氧化乙烯}＝4∶6～9∶1的比率混合均匀，同时按体积比V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠合聚氧化乙烯混合溶液}＝1∶1000～1∶100的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌20～60min。

3.将步骤2中所得乳白色溶液在表面皿中摊铺成膜(膜厚度自由控制，可根据需要将膜制备成各种形状)，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaCl2/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液，浸润上述膜20s～80s。然后迅速将此膜材料从溶液中取出并放入-40℃的低温冰箱中保存，保存时间＞60min使膜冻结，然后在低温环境(-40℃～0℃)中真空干燥至膜的质量不再改变。将所得膜材料浸泡在浓度为2％(W_CaCl2/V_H2O)的CaCl₂水溶液中，浸泡时间＞2h，后真空干燥此膜材料至质量不再改变。即制得三维多孔、分层的生物可降解海藻酸钠-聚氧化乙烯材料。

实施例1：

1.将一定质量的海藻酸钠溶于去离子水中配制成浓度3％(W_海藻酸钠/V_去离子水)的溶液，将一定质量的聚氧化乙烯溶于去离子水中配制成粘度2800cps的溶液，

2.在强烈搅拌作用下(搅拌速率＝2500rpm)，将步骤1中制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按体积比V_海藻酸钠∶V_聚氧化烯＝6∶4的比率混合均匀，同时按体积比V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠和聚氧化乙烯合溶液}＝1∶200的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌30min。

3.将步骤2中所得乳白色溶液在表面皿中摊铺成膜(膜厚度自由控制，可根据需要将膜制备成各种形状)，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaC/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液，浸润上述膜60s。然后迅速将此膜材料从溶液中取出并放入-40℃的低温冰箱中保存，保存60min使膜冻结，然后在低温环境(0℃)中真空干燥至膜的质量不再改变。将所得膜材料浸泡在浓度为2％(W_CaC12/V_H2O)的CaCl₂水溶液中，浸泡时间5h，后真空干燥此膜材料至质量不再改变。即制得三维多孔、分层的生物可降解海藻酸钠-聚氧化乙烯材料。

实施例2：

1.将一定质量的海藻酸钠溶于去离子水中配制成浓度4％(W_海藻酸钠/V_去离子水)的溶液，将一定质量的聚氧化乙烯溶于去离子水中配制成粘度3200cps的溶液，

2.在强烈搅拌作用下(搅拌速率＝2500rpm)，将步骤1中制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按V_海藻酸钠∶V_{聚氧化乙烯}＝8∶2的比率混合均匀，同时按V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠和聚氧化乙烯混合溶液}＝1∶200的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌30min。

3.将步骤2中所得乳白色溶液在表面皿中摊铺成膜(膜厚度自由控制，可根据需要将膜制备成各种形状)，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaC12/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液，浸润上述膜60s。然后迅速将此膜材料从溶液中取出并放入-40℃的低温冰箱中保存，保存60min使膜冻结，然后在低温环境(0℃)中真空干燥至膜的质量不再改变。将所得膜材料浸泡在浓度为2％(W_CaCl2/V_H2O)的CaCl₂水溶液中，浸泡时间5h，后真空干燥此膜材料至质量不再改变。即制得三维多孔、分层的生物可降解海藻酸钠-聚氧化乙烯材料。

实施例3：

1.将一定质量的海藻酸钠溶于去离子水中配制成浓度5％(W_海藻酸钠/V_去离子水)的溶液，将一定质量的聚氧化乙烯溶于去离子水中配制成粘度2800cps的溶液，

2.在强烈搅拌作用下(搅拌速率＝3200rpm)，将步骤1中制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按V_海藻酸钠a∶V_{聚氧化乙烯}＝8∶2的比率混合均匀，同时按V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠和聚氧化乙烯混合溶液}＝1∶200的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌30min。

3.将步骤2中所得乳白色溶液在表面皿中摊铺成膜(膜厚度自由控制，可根据需要将膜制备成各种形状)，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaCl2/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液，浸润上述膜60s。然后迅速将此膜材料从溶液中取出并放入-40℃的低温冰箱中保存，保存60min使膜冻结，然后在低温环境(0℃)中真空干燥至膜的质量不再改变。将所得膜材料浸泡在浓度为2％(W_CaCl2/V_H2O)的CaCl₂水溶液中，浸泡时间5h，后真空干燥此膜材料至质量不再改变。即制得三维多孔、分层的生物可降解海藻酸钠-聚氧化乙烯材料。

Claims

1.一种用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料，其特征在于该材料的结构为三维多孔、多层，微孔直径在100～400μm、孔隙率50％～90％，材料由海藻酸钠、聚氧化乙烯组成，其中所含海藻酸钠与聚氧化乙烯的质量比在4∶6～9∶1的范围内。

2.根据权利要求1所述的用于皮肤移植手术中的生物可降解垫片材料的制备方法，其特征在于制备的方法具体为：

c)将海藻酸钠溶液和聚氧化乙烯溶液按体积比为4∶6～9∶1的比率搅拌混合均匀，并在强烈搅拌作用下将制备的海藻酸钠和聚氧化乙烯水溶液按V_海藻酸钠∶V_{聚氧化乙烯}＝4∶6～9∶1的比率混合均匀，同时按V_{曲拉通-100}∶V_{海藻酸钠和聚氧化乙烯混合溶液}＝1∶1000～1∶100的比率加入曲拉通X-100并持续搅拌20～60min；

d)将混合溶液在表面皿中摊铺成膜，向表面皿中加入浓度为1％(W_CaCl2/V_ethanol)的CaCl₂无水乙醇溶液浸润20s～80s，此时迅速将此膜材料从溶液中取出并放入温度-40℃的低温冰箱中保存60min以上使膜冻结，然后在温度为-40℃～0℃的环境中真空干燥至质量不再改变，将所得材料浸泡在浓度为2％(W_CaCl2/V_H2O)的CaCl₂水溶液中浸泡2h以上，后真空干燥至质量不再改变，即制得三维多孔、分层的生物可降解材料。