CN101297977B - 一种生物粘合剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种生物粘合剂，其特征是它由溶质和溶剂两部分组成；所述的溶质是叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物；所述溶剂是水、注射用水、生理盐水、林格氏液冲洗液、甘露醇冲洗液、葡萄糖冲洗液、洗必泰冲洗液、庆大霉素生理盐水冲洗液、甘氨酸冲洗液、甲硝唑冲洗液或生理平衡液；所述的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物在生物粘合剂中的重量百分浓度为0.1～20％。本生物粘合剂在使用过程中需要使用紫外线照射进行固化。本发明的生物粘合剂可用于活性生理组织间的粘合、生理性管道的填塞补漏、损伤创面的封闭止血、活性生理材料与非生理材料间的粘合、非生理材料间的粘合等，凝固时间短。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗和生物工程用品，特别是涉及一种生物粘合剂及其应用。
背景技术
医用粘合剂在医疗领域和生物工程领域具有许多用途，包括人体和动物体活性生理组织创面的封闭修复、手术创面的封闭止血、活性生理组织间的粘合、活性生理组织与非生理材料间的粘合，以及组织工程中组织与细胞的粘合等。医用粘合剂按其材料性质可分为化学粘合剂和生物粘合剂。化学粘合剂如α-氰基丙烯酸酯类在临床上应用多年，但其降解产物所产生的组织毒性是难以避免的。生物粘合剂如纤维蛋白胶，是一种医用创面封闭剂，是从人或动物血浆中提取的蛋白生物制品，主要应用于手术创面止血、促进伤口愈合、封闭缺损组织等，已在中国、欧美、日本等世界许多国家的外科领域得到广泛应用，其疗效已经得到了肯定。但来源于异体的人或动物血清制成的纤维蛋白胶可能激发免疫副反应，并存在使病人感染血液病毒的危险，因此其临床使用的安全性受到广泛关注。同时纤维蛋白胶不是以化学键与组织结合，粘接强度较低。因此急需开发生物相容性好、粘接强度高、可生物降解的医用粘合剂，特别是急需开发以天然生物来源的无免疫原性生物大分子为材料的医用生物粘合剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物粘合剂及其应用，以满足现有技术的上述需求。
一种生物粘合剂，其特征是它由溶质和溶剂两部分组成；所述的溶质是叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物；所述溶剂是水、注射用水、生理盐水、林格氏液冲洗液、甘露醇冲洗液、葡萄糖冲洗液、洗必泰冲洗液、庆大霉素生理盐水冲洗液、甘氨酸冲洗液、甲硝唑冲洗液或生理平衡液；所述的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物在生物粘合剂中的重量百分浓度为0.1～20％。
上述生物粘合剂在制备用于活性生理组织间的粘合、生理性管道的填塞补漏、损伤创面的封闭止血的药物或医疗器械中的应用。
上述生物粘合剂在制备用于活性生理材料与非生理材料间的粘合、非生理材料间的粘合、材料表面的修饰的医用粘合剂或普通粘合剂中的应用。
上述生物粘合剂在制备细胞载体或药物载体中的应用。
本发明的生物粘合剂具有特征性的紫外吸收峰，该生物粘合剂在吸收紫外线时，活泼的叠氮基团光解为碳烯，该碳烯可以与C、S、O等元素发生交联反应。利用这一特性，该生物粘合剂可以在有紫外光源照射的条件下，出现活性生理组织间的粘合交联、生理性管道的填塞补漏或损伤创面的封闭止血的作用；出现活性生理组织与非生理材料间的粘合交联、非生理材料间的粘合交联或材料表面的交联修饰的作用；也可以制成细胞载体或药物载体。
具体实施方式
本发明的生物粘合剂是叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物的水溶液。更具体而言，本发明的生物粘合剂由溶质部分和溶剂部分组成，溶质部分是叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物，这些生物大分子化合物中的叠氮苯甲酰基的结构为：
所述的叠氮苯甲酰基化是指叠氮苯甲酰基与具有伯氨基的生物大分子化合物以酰胺键共价结合，形成叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物。这些具有伯氨基的生物大分子化合物可以是蛋白质、聚赖氨酸、聚精氨酸、脱乙酰基透明质酸、脱乙酰基硫酸软骨素、脱乙酰基硫酸皮肤素、脱乙酰基硫酸角质素、脱硫磺酸肝素、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖或羟乙基壳聚糖。因此本发明的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物可以是叠氮苯甲酰基化蛋白质、叠氮苯甲酰基化聚赖氨酸、叠氮苯甲酰基化聚精氨酸、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基透明质酸、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸软骨素、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸皮肤素、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸角质素、叠氮苯甲酰基化脱硫磺酸肝素、叠氮苯甲酰基化壳聚糖、叠氮苯甲酰基化羧甲基壳聚糖、叠氮苯甲酰基化羟丙基壳聚糖或叠氮苯甲酰基化羟乙基壳聚糖。本发明的生物粘合剂的溶质部分是上述叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物，其中叠氮苯甲酰基化的结构单元在这些生物大分子化合物中的摩尔百分数可以在0.1％～100％。这些叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物具有特征性的紫外线吸收峰，用紫外分光光度计进行全波段扫描，最大吸收峰在270nm左右，由于这些生物大分子化合物中的其它部分的结构不同，实际紫外吸收峰可以在250nm～290nm。本发明的生物粘合剂的溶剂部分是水或添加少量有生理功能成分的水溶液。更具体而言，本发明的生物粘合剂的溶剂部分可以是水、注射用水、生理盐水、林格氏液冲洗液、甘露醇冲洗液、葡萄糖冲洗液、洗必泰冲洗液、庆大霉素生理盐水冲洗液、甘氨酸冲洗液、甲硝唑冲洗液或生理平衡液；所述的生理平衡液由磷酸盐缓冲液、NaHCO3、葡萄糖酸钠和甘露醇所组成，后三者在所述的生理平衡液中的浓度范围分别为0.3～1.4g/L、10～25g/L和10～25g/L；所述的磷酸盐缓冲液由磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和水，或磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和水，或磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水，或磷酸氢二钾、磷酸二氢钠和水所组成，磷酸盐缓冲液中溶质的摩尔总浓度为0.005M～0.2M，磷酸盐缓冲液的pH为7.0～7.5。
本发明的生物粘合剂中的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物在生物粘合剂中的重量百分浓度为0.1～20％。
本发明的生物粘合剂具有特征性的紫外吸收峰，最大吸收峰在270nm左右，实际紫外吸收峰可以在250nm～290nm。该生物粘合剂在吸收紫外线时，活泼的叠氮苯甲酰基团光解为碳烯，碳烯可以与C、S、O等元素发生交联反应。利用这一特性，本生物粘合剂应在有紫外光源照射的条件下，应用于多个方面。
实施例1
本生物粘合剂的制备
称取叠氮苯甲酰基化结构单元摩尔百分数为25％的叠氮苯甲酰基化聚赖氨酸粉0.5g，置于小烧杯中，再加入19.5g蒸馏水，搅拌溶解，得叠氮苯甲酰基聚赖氨酸重量百分浓度为2.5％的生物粘合剂，用10ml注射针管将配制好的生物粘合剂吸入针管中，备用。
实施例2
活性生理组织间的粘合
以新西兰大白兔为实验动物，新西兰大白兔3只，均为雄性，体重2000g±150g。将实验分为实验组和对照组，以新西兰大白兔背部脊柱为界线，左侧为对照组，右侧为实验组，对照组采用空白对照，实验组用本发明的生物粘合剂。大白兔分别按30mg/Kg体重的剂量静脉注射重量百分浓度为2％的戊巴比妥钠水溶液麻醉，将大白兔背部朝上固定在手术架上，用剃须刀片将背部毛发剃去，并用新洁尔灭棉球进行皮肤消毒。以背部脊椎中央皮肤为分界，用消毒的手术刀片在背部两侧去毛部位分别取3cm长、2cm宽、1mm深的皮肤片各一片，皮肤片的一端与动物体相连，另一端游离，取皮部位有血液渗出。对照组将皮肤片原位合龙并施压，再以棉纱布包扎。实验组在皮肤缺损创面推注本生物粘合剂至覆盖创面，再将皮肤片原位合拢，用紫外灯照射1.5分钟，使生物粘合剂固化，用手术镊子轻轻触及皮肤片，皮肤片粘合牢固，实验部位用棉纱布包扎。术后新西兰兔正常饲养，实验第6天观察皮肤愈合情况，结果使用本生物粘合剂的皮肤片已原位愈合，皮肤颜色正常，而对照组皮肤片愈合不完全，皮肤片边缘浅红有炎症。试验结果表明，本发明的生物粘合剂能够将分离的活性生理组织粘合在一起，具有组织粘合剂的作用，并有利于促进组织愈合。
本发明的生物粘合剂还能用于以下方面：(1)活性生理组织与非生理材料间的粘合，如利用本发明的生物粘合剂将培养的细胞粘合在球状细胞载体上，经紫外线照射0.5min后，固定在细胞载体表面，进行固定化培养；(2)非生理材料间的粘合，如将本发明的生物粘合剂涂抹在壳聚糖膜片上，将该膜片置于细胞培养板上，经紫外线照射1min后，可将膜片固定在该细胞培养板上；(3)材料表面的修饰，如将本发明的生物粘合剂涂抹在材料表面，经紫外线照射2min后，固定在材料表面上，从而进行材料表面的修饰；(4)制备药物载体，如将本发明的生物粘合剂与药物混合在一起，经紫外线照射后固化，形成药物载体，进行药物缓释。本发明的生物粘合剂在上述方面的应用，均收到较好的效果。本生物粘合剂在使用过程中均需要同时使用紫外线照射进行固化。
实施例3
生理性管道的填塞补漏
剪取大鼠小肠一段，长8公分，排出小肠的内容物，一端结扎，另一端插入注射针头后结扎，使注射针头与注射器连通；在肠壁上用另一注射针头扎一小洞，并将有小洞的结扎小肠置于装满水的烧杯中，用注射器向结扎的小肠内推入空气，使得肠管自然充盈，发现小肠漏气。将该小肠从水中取出，在扎破部位滴一滴本生物粘合剂，用紫外灯照射2分钟，固化，然后再将该小肠置入装满水的烧杯中，用注射器往肠管里缓慢推气，没有气体从小肠中漏出。试验结果表明，本发明的生物粘合剂可以用于生理性管道小漏洞的填塞补漏，包括肠瘘、血管洞、气管洞等。
实施例4
损伤创面的封闭止血
取Wistar大鼠10只，雌雄兼半，体重250±20g，采用自体对照的方法将实验分为实验组和对照组，随机将每只大鼠的两条后腿中的一条记为实验组，另一条记为对照组，对照组采用空白对照，实验组用本发明的生物粘合剂。全部大鼠分别按30mg/Kg体重的剂量，腹腔注射重量百分浓度为2％的戊巴比妥钠水溶液，进行麻醉，将大鼠腹部朝上固定在手术架上，用剃须刀将大鼠的两后腿内侧去毛，用新洁尔灭棉球进行去毛皮肤的消毒。消毒后，用手术刀在大鼠的两后腿内侧的去毛部位分别切约30mm长、3mm深的切口，有血液流出。实验组在大鼠切口部位用注射器推注本生物粘合剂0.5ml，用紫外灯照射1分钟，固化，血流止住，用手术镊子轻轻触及形成的凝胶，粘合牢固。对照组在大鼠切口部位由医用纱布覆盖，并按压3分钟止血。试验结果表明，本发明的生物粘合剂可用于创面的止血，止血时间短，粘合剂凝固时间短。
上述实施例表明，本发明的生物粘合剂可以制备成药物或医疗器械，用于活性生理组织间的粘合、生理性管道的填塞补漏、损伤创面的封闭止血；也可以制备成医用粘合剂或普通粘合剂，用于活性生理材料与非生理材料间的粘合、非生理材料间的粘合、材料表面的修饰；本发明的生物粘合剂还可以作为细胞载体、药物载体。
Claims (6)
1.一种生物粘合剂，其特征是它由溶质和溶剂两部分组成；所述的溶质是叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物；所述溶剂是注射用水、生理盐水、林格氏液冲洗液、甘露醇冲洗液、葡萄糖冲洗液、洗必泰冲洗液、庆大霉素生理盐水冲洗液、甘氨酸冲洗液、甲硝唑冲洗液或生理平衡液；所述的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物为叠氮苯甲酰基化脱乙酰基透明质酸、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸软骨素、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸皮肤素、叠氮苯甲酰基化脱乙酰基硫酸角质素、叠氮苯甲酰基化脱硫磺酸肝素、叠氮苯甲酰基化壳聚糖、叠氮苯甲酰基化羧甲基壳聚糖、叠氮苯甲酰基化羟丙基壳聚糖或叠氮苯甲酰基化羟乙基壳聚糖；所述的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物在生物粘合剂中的重量百分浓度为0.1～20％。
2.如权利要求1所述的生物粘合剂，其特征是所述的叠氮苯甲酰基化的生物大分子化合物中的叠氮苯甲酰基的结构为：
3.如权利要求1所述的生物粘合剂，其特征是所述的生理平衡液由磷酸盐缓冲液、NaHCO3、葡萄糖酸钠和甘露醇所组成，后三者在所述的生理平衡液中的浓度范围分别为0.3～1.4g/L、10～25g/L、10～25g/L；所述的磷酸盐缓冲液由磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和水，或磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和水，或磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水，或磷酸氢二钾、磷酸二氢钠和水所组成，磷酸盐缓冲液中溶质的摩尔总浓度为0.005M～0.2M，磷酸盐缓冲液的pH为7.0～7.5。
4.权利要求1所述的生物粘合剂在制备用于活性生理组织间的粘合、生理性管道的填塞补漏、损伤创面的封闭止血的药物或医疗器械中的应用。
5.权利要求1所述的生物粘合剂在制备用于活性生理材料与非生理材料间的粘合、非生理材料间的粘合、材料表面的修饰的医用粘合剂或普通粘合剂中的应用。
6.权利要求1所述的生物粘合剂在制备细胞载体或药物载体中的应用。
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