CN102068324A - 一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，选择生物相容性的纳米PU微球作为载体，以磷酸缓冲溶液进行表面改性，获得抗凝血效果；通过共沉淀法将表面磷酸化改性的纳米PU微球嵌入补片基材表面，从而实现对基材表面抗凝血改性的目的。本发明的心脏或血管补片的制备方法，对人造血管用编织材料进行抗凝血改性，在保持其优异的机械性能、柔软性能和折弯性能的同时获得抗凝血效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用材料心脏或血管补片的制备方法，尤其是涉及一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法。
背景技术
心、血管补片是先天性心脏病等手术中经常用到的医用材料。人体自身材料虽然是该类手术最理想的心、血管补片材料，但来源非常有限，基本无法满足医疗手术的需要。
目前医疗手术中使用的心、血管补片材料大多为编织的PA（聚酰胺， 俗称尼龙）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PTFE（聚四氟乙烯）等人造血管材料。这些材料虽然具有良好的机械性能和柔软性，但材料本身不具有抗凝血性能，因此材料在内皮细胞形成以前，必须对手术病人使用肝素等抗凝血药物，而这些药物的使用会造成病人身体受创流血后，凝血困难从而危及生命。
而目前对聚合物材料的抗凝血改性大多采用对基体材料进行表面物理、化学接枝改性材料，或者是将抗凝血的药物共混到聚合物中获得的。这些改性方法比较适用于片状或块状材料，却无法用于心、血管补片所常用的编织材料进行改性；而如以上述方法对编织材料所使用的纤维材料进行改性，则会造成聚合物纤维材料机械性能的大幅度下降，而无法满足心脏或血管补片对材料机械性能的需要。而片状或块状材料由于其柔软性能和折弯性能上的缺陷，也无法被加工成为心脏或血管补片。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，克服现有的聚合物材料的抗凝血改性方法会造成聚合物纤维机械性能大幅度下降的缺陷，解决了接枝法和共混法难以对编织材料进行抗凝血改性的技术问题，本发明方法对人造血管用编织材料进行抗凝血改性，在保持其优异的机械性能、柔软性能和折弯性能的同时获得抗凝血效果。
实现本发明目的的技术方案如下：一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于将纳米聚氨酯（PU）微球以磷酸缓冲溶液浸泡进行表面磷酸化改性；以PU溶液作为粘结剂，用共沉淀法将经过表面磷酸化改性的纳米PU微球修饰到补片基材的表面。
本发明方法选择生物相容性的纳米PU微球作为载体，以磷酸缓冲溶液进行表面改性，获得抗凝血效果；通过共沉淀法将表面磷酸化改性的纳米PU微球嵌入补片基材表面，从而实现对基材表面抗凝血改性的目的，在保持其优异的机械性能、柔软性能和折弯性能的同时获得抗凝血效果。
所述的方法具体包括以下步骤：
（1）将纳米PU微球置于磷酸缓冲溶液浸泡 12 ～ 36 h，实现其表面磷酸化；
（2）将表面磷酸化改性后的纳米PU微球置于 PU溶液中超声分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU溶液中的悬浮液；
（3）将步骤（2）得到的悬浮液倾倒于放置补片基材的容器内，离心分离5～15 min，取出补片基材，干燥后即可。
所述的纳米PU微球为直径为100-300nm的乳液法制备的医用级纳米PU微球。
所述的补片基材为人造血管用编织PA、PET或PTFE材料。
所述的磷酸缓冲溶液的离子强度为0.05～0.3M，pH值为7。
所述的PU溶液为医用级PU的醇溶液，所述的醇包括乙醇或丙二醇，优选PU乙醇溶液。
所述的经磷酸化改性的纳米PU微球，按补片基材面积计，其用量为0.3-1.0mg/cm2。
图1为表面磷酸化改性的纳米PU微球的TEM照片，从照片可以看出纳米聚氨酯（微球内部深色部分）的表面已经被磷酸缓冲溶液所改性（微球表面浅色部分）。
图2为本发明方法制得的心脏或血管补片的表面ATR-FTIR谱图，由图可以看出，在3400波数附近有较强的N-H吸收，说明纳米PU微球已经对心、血管补片进行了表面修饰。
本发明方法制得的心脏或血管补片经复钙实验结果表明，经过纳米PU微球表面改性可以使原先的补片基材的复钙时间提高105%-452%。该实验结果表明，经过纳米PU微球的表面改性可以有效提高心、血管补片的血液相容性。
采用MTT法对本发明方法制得的心、血管补片的细胞毒性进行测试，24h的测试结果表明，该心脏或血管补片材料的毒性为0级（即完全无毒），可以安全用于生物体内。
本发明的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，以纳米PU微球作为载体，通过表面磷酸化改性获得抗凝血效果，再通过共沉淀法将纳米PU微球嵌入血管补片基材表面，从而实现对基材表面抗凝血改性的目的。本发明方法克服了目前常用的接枝法和共混法难以对编织材料进行抗凝血改性的缺陷，采用本发明方法对人造血管用编织材料进行抗凝血改性，在保持其优异的机械性能、柔软性能和折弯性能的同时获得抗凝血效果。根据本发明方法制备的心脏或血管补片，实现在使用心、血管补片材料进行手术时不必同时使用肝素等抗凝血药物，从而避免病人手术后一旦受到创伤流血后，由于抗凝血药物的作用，导致血液无法凝结，危及病人生命的问题。
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
附图说明
图1为表面磷酸化改性的纳米PU微球TEM照片；
图2为本发明方法制得的心脏或血管补片的表面ATR-FTIR谱图。
具体实施方式
在以下实施例中，所用纳米PU微球为市售乳液法制备的医用级纳米PU微球， PA、PTFE、PET基材均为市售的人造血管用编织PA 、PTFE和PET材料；PU为市售的医用级PU。
实施例1
将直径100nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球5mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PA基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PA，干燥，即可。
实施例2
将直径300nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球12mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PA基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PA，干燥，即可。
实施例3
将直径200nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球6mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PA基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PA，干燥，即可。
实施例4
将直径100nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球4mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PTFE基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PTFE，干燥，即可。
实施例5
将直径300nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球12mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PTFE基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PTFE，干燥，即可。
实施例6
将直径200nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球6mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PTFE基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PTFE，干燥，即可。
实施例7
将直径100nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球5mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PET基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PET，干燥，即可。
实施例8
将直径300nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球12mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PET基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PET，干燥，即可。
实施例9
将直径200nm的纳米PU微球1g，置于200mL的离子强度为0.1M，pH值为7的磷酸缓冲溶液浸泡24h，实现其表面磷酸化；然后将表面磷酸化改性后的纳米PU微球6mg置于50mL，0.1mg/ mL的PU乙醇溶液中超声20min分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU乙醇溶液中的悬浮液；最后将该悬浮液倾倒于底部放置了直径4cm的人造血管用编织PET基材的大离心试管内，3000rpm离心分离10min，取出编织PET，干燥，即可。
Claims (8)
1.一种具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于将纳米PU微球以磷酸缓冲溶液浸泡进行表面磷酸化改性；以PU溶液作为粘结剂，用共沉淀法将经过表面磷酸化改性的纳米PU微球修饰到补片基材的表面。
2.根据权利要求1所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：
（1）将纳米PU微球置于磷酸缓冲溶液浸泡 12 ～ 36 h，实现其表面磷酸化；
（2）将表面磷酸化改性后的纳米PU微球置于 PU溶液中超声分散，制得表面磷酸化改性纳米PU微球在PU溶液中的悬浮液；
（3）将步骤（2）得到的悬浮液倾倒于放置补片基材的容器内，离心分离5～15 min，取出补片基材，干燥后即可。
3.根据权利要求1或2所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的纳米PU微球为直径为100-300nm的乳液法制备的医用级纳米PU微球。
4.根据权利要求1或2所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的补片基材为人造血管用编织PA、PET或PTFE材料。
5.根据权利要求1或2所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的磷酸缓冲溶液的离子强度为0.05～0.3M，pH值为7。
6.根据权利要求1或2所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的PU溶液为医用级PU的醇溶液。
7.根据权利要求6所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的PU溶液为0.1mg/ mL的PU乙醇溶液。
8.根据权利要求1或2所述的具有抗凝血效果的心脏或血管补片的制备方法，其特征在于：所述的经磷酸化改性的纳米PU微球，按补片基材面积计，其用量为0.3-1.0mg/cm2。
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