CN103272270B - 一种管状外科补片及其制备方法 - Google Patents
一种管状外科补片及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种管状外科补片及其制备方法。本发明提供的制备管状外科补片的方法，包括如下步骤：（1）使用表面活性剂溶液浸泡处理离体的动物管状膜组织；（2）使用碱溶液浸泡处理步骤（1）的产物；（3）使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤（2）的产物；（4）使用碱溶液浸泡处理步骤（3）的产物；（5）使用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤（4）的产物；（6）使用H2O2溶液处理浸泡处理步骤（5）的产物；（7）使用pH5.8-7.8的辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤（6）的产物；（8）将步骤（7）的产物依次进行冷冻干燥和辐照灭菌，得到管状外科补片。本发明的优点：无免疫排异反应，生物相容性好，能满足被修补组织的力学要求。
Description
技术领域
本发明属于植入医疗器械领域，具体涉及一种在外科手术中用于对组织器官进行修补的管状外科补片及其制备方法。
背景技术
现代外科手术中常常需对一些缺损的组织和器官进行修补，如硬脑/脊膜缺损的修补等。为满足这些修补的需要，目前国内已有多种“外科补片”供应临床需要。
现有的管状材料大部分是化工合成材料制成的，现有的用于制造“外科补片”的材料有：聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、涤纶树脂、聚四氟乙烯、硅橡胶、碳纤维等，对生物机体来说它们均属异物，如果较长时间存在于被修补的组织内，将引发物理刺激引起的无菌炎症及慢性排异引起的后遗症，并需要二次手术取出。用于制作“外科补片”的新型材料包括聚羟基乙酸、聚乳酸以及其共聚物等，但很难控制其降解速度与组织的修复速度同步，因降解过快造成的术后再狭窄是此类修复材料的一大弊端，同时降解产物造成局部强酸性，抑制被修补组织的正常生长。
发明内容
本发明的目的是提供一种管状外科补片及其制备方法。
本发明提供的制备管状外科补片的方法，包括如下步骤：
（1）使用表面活性剂溶液浸泡处理离体的动物管状膜组织；
（2）使用碱溶液浸泡处理步骤（1）的产物；
（3）使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤（2）的产物；
（4）使用碱溶液浸泡处理步骤（3）的产物；
（5）使用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤（4）的产物；
（6）使用H2O2溶液处理浸泡处理步骤（5）的产物；
（7）使用pH5.8-7.8的辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤（6）的产物；
（8）将步骤（7）的产物依次进行冷冻干燥和辐照灭菌，得到管状外科补片。
所述管状膜组织为食管组织、气管组织或血管组织。
动物管状膜组织可为去除肌肉的动物管状膜组织。
所述步骤（1）中：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，要求残留可控、无细胞毒性或低细胞毒性、不会污染环境。所述步骤（1）中：所述表面活性剂为TritonX-100、Tween-80或Tween-40。所述表面活性剂溶液中，表面活性剂的浓度为0.5-3g/100ml（如0.5-1g/100ml、1g-3g/100ml、0.5g/100ml、1g/100ml或3g/100ml）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-10℃、6-25℃、2±2℃、8±2℃或23±2℃）、1-168小时（如1-15小时、15-168小时、1小时、15小时或168小时）。所述表面活性剂溶液具体可为表面活性剂水溶液。
所述步骤（2）中：所述碱溶液为碱性化合物溶液。所述碱性化合物为NaOH或KOH。所述碱性化合物溶液中，所述碱性化合物的浓度为0.5-3M（如0.5-1M、1-3M、0.5M、1M或3M）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-8℃、4-25℃、2±2℃、6±2℃或23±2℃）、30-180分钟（如30-60分钟、60-180分钟、30分钟、60分钟或180分钟）。所述碱溶液具体可为碱性化合物的水溶液。
所述步骤（3）中：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，要求残留可控、无细胞毒性或低细胞毒性、不会污染环境。所述步骤（3）中：所述表面活性剂为TritonX-100、Tween-80或Tween-40。所述表面活性剂溶液中，表面活性剂的浓度为0.5-3g/100ml（如0.5-1g/100ml、1g-3g/100ml、0.5g/100ml、1g/100ml或3g/100ml）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-10℃、6-25℃、2±2℃、8±2℃或23±2℃）、1-168小时（如1-15小时、15-168小时、1小时、15小时或168小时）。所述表面活性剂溶液具体可为表面活性剂水溶液。
所述步骤（4）中：所述碱溶液为碱性化合物溶液。所述碱性化合物为NaOH或KOH。所述碱性化合物溶液中，所述碱性化合物的浓度为0.5-3M（如0.5-1M、1-3M、0.5M、1M或3M）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-8℃、4-25℃、2±2℃、6±2℃或23±2℃）、30-180分钟（如30-60分钟、60-180分钟、30分钟、60分钟或180分钟）。所述碱溶液具体可为碱性化合物的水溶液。
所述步骤（5）中：所述聚乙二醇为聚乙二醇400。所述聚乙二醇溶液中，所述聚乙二醇的浓度为1-3g/100mL（如1-2g/100mL、2-3g/100mL、1g/100mL、2g/100mL或3g/100mL）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-8℃、4-25℃、2±2℃、6±2℃或23±2℃）、60-240分钟（如60-120分钟、120-240分钟、60分钟、120分钟或240分钟）。所述聚乙二醇溶液具体可为聚乙二醇水溶液。
所述步骤（6）中：所述H2O2溶液中，所述H2O2的浓度为1g/100mL。所述浸泡处理的条件为：0-8℃（如2±2℃或6±2℃）、60-240分钟（如60分钟或240分钟）。所述H2O2溶液具体可为H2O2水溶液。
所述步骤（7）中：所述辐照保护试剂为甘氨酸。所述辐照保护试剂溶液中，所述辐照保护试剂的浓度为0.1-3.5g/100ml（如0.1-1g/100ml、1g-3.5g/100ml、0.1g/100ml、1g/100ml或3.5g/100ml）。所述浸泡处理的条件为：0-25℃（如0-8℃、4-25℃、2±2℃、6±2℃或23±2℃）、60-180分钟（如60-120分钟、120-180分钟、60分钟、120分钟或180分钟）。所述辐照保护试剂溶液具体可为辐照保护试剂水溶液。为了在实现产品无菌保证的前提下，最大化减少产品本身受到破坏，后续步骤采用了辐照灭菌，所以本步骤采取辐照保护剂处理，进一步减少辐照对产品的破坏。
所述灭菌为钴-60辐射灭菌。所述钴-60辐射灭菌的辐照剂量具体可为15-30KGy（如15-18KGy、18-30KGy、15KGy、18KGy或30KGy）。
所述动物具体可为猪或牛。
以上任一所述方法制备得到的管状外科补片均属于本发明的保护范围。
本发明提供的管状外科补片无免疫排异反应、生物相容性好、使用安全。
本发明的优点：原料是动物管状膜组织，主要成分是胶原蛋白，保留了与机体相似的空间结构，可被动降解，降解速度与再生组织的生长速度同步，降解产物是二十种氨基酸或多肽，可被机体吸收利用，有利于缺损组织的再生性修复，本发明无免疫排异反应，生物相容性好，能满足被修补组织的力学要求。
附图说明
图1为冷冻干燥后得到的产物的照片。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
甘氨酸：国药集团化学试剂有限公司，产品编号为62011516，CAS编号为56-40-6。
实施例1、管状外科补片的制备
1、从规范化管理的屠宰厂中收集刚完成屠宰的成年猪的食管，尽量避免接触污染物，收集后立即冷冻储存。
2、将步骤1得到的食管解冻后并充分清洗，剥离肌肉组织，取中段长约15-20cm，管径均一的部分。
3、脱细胞处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤2的产物。
本步骤的目的为：破坏细胞膜结构，使细胞破碎溶出。
具体步骤：使用0.5g/100ml TritonX-100水溶液8±2℃浸泡处理15小时，然后用清水洗涤。
4、第一次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤3的产物。
本步骤的目的为：使膜组织中的非胶原类蛋白变性水解、溶出。
具体步骤：使用1M NaOH水溶液，23±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
5、脱脂处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤4的产物。
本步骤的目的为：去除膜组织中的脂肪及脂溶性杂质。
具体步骤：使用0.5g/100ml TritonX-100水溶液8±2℃浸泡处理15小时，然后用清水洗涤。
6、第二次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤5的产物。
本步骤的目的为：病毒灭活、去内毒素。
具体步骤：使用1M NaOH水溶液，23±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
7、增韧改性
用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤6的产物。
具体步骤：使用2g/100mL的聚乙二醇400水溶液，6±2℃浸泡处理120分钟，然后用清水洗涤。
8、去除抗原
用H2O2溶液处理浸泡处理步骤7的产物。
本步骤的目的为：封闭膜组织蛋白质中的特异活性基团。
具体步骤：使用1g/100mL H2O2水溶液，6±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
9、辐照保护剂处理
用辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤8的产物。
具体步骤：使用1g/100mL甘氨酸水溶液，6±2℃浸泡处理120分钟，然后用清水洗涤。
10、取步骤9的产物，使用冻干机进行冷冻干燥后封装，并用钴-60辐射灭菌（辐照剂量为18KGy）。照片见图1。
实施例2、管状外科补片的制备
1、从规范化管理的屠宰厂中收集刚完成屠宰的成年牛的食管，尽量避免接触污染物，收集后立即冷冻储存。
2、将步骤1得到的食管解冻后并充分清洗，剥离肌肉组织，取中段长约15-20cm，管径均一的部分。
3、脱细胞处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤2的产物。
本步骤的目的为：破坏细胞膜结构，使细胞破碎溶出。
具体步骤：使用1g/100ml Tween-80水溶液23±2℃浸泡处理1小时，然后用清水洗涤。
4、第一次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤3的产物。
本步骤的目的为：使膜组织中的非胶原类蛋白变性水解、溶出。
具体步骤：使用0.5M KOH水溶液，2±2℃浸泡处理180分钟，然后用清水洗涤。
5、脱脂处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤4的产物。
本步骤的目的为：去除膜组织中的脂肪及脂溶性杂质。
具体步骤：使用1g/100ml Tween-80水溶液23±2℃浸泡处理1小时，然后用清水洗涤。
6、第二次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤5的产物。
本步骤的目的为：病毒灭活、去内毒素。
具体步骤：使用0.5M KOH水溶液，2±2℃浸泡处理180分钟。
7、增韧改性
用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤6的产物。
具体步骤：使用3g/100mL的聚乙二醇800水溶液，2±2℃浸泡处理240分钟，然后用清水洗涤。
8、去除抗原
用H2O2溶液处理浸泡处理步骤7的产物。
本步骤的目的为：封闭膜组织蛋白质中的特异活性基团。
具体步骤：使用1g/100mL H2O2水溶液，2±2℃浸泡处理240分钟，然后用清水洗涤。
9、辐照保护剂处理
用辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤8的产物。
具体步骤：使用0.1g/100mL甘氨酸水溶液，23±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
10、取步骤9的产物，使用冻干机进行冷冻干燥后封装，并用钴-60辐射灭菌（辐照剂量为15KGy）。
实施例3、管状外科补片的制备
1、从规范化管理的屠宰厂中收集刚完成屠宰的成年猪的食管，尽量避免接触污染物，收集后立即冷冻储存。
2、将步骤1得到的食管解冻后并充分清洗，剥离肌肉组织，取中段长约15-20cm，管径均一的部分。
3、脱细胞处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤2的产物。
本步骤的目的为：破坏细胞膜结构，使细胞破碎溶出。
具体步骤：使用3g/100ml Tween-40水溶液2±2℃浸泡处理168小时，然后用清水洗涤。
4、第一次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤3的产物。
本步骤的目的为：使膜组织中的非胶原类蛋白变性水解、溶出。
具体步骤：使用3M NaOH水溶液，6±2℃浸泡处理30分钟，然后用清水洗涤。
5、脱脂处理
使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤4的产物。
本步骤的目的为：去除膜组织中的脂肪及脂溶性杂质。
具体步骤：使用3g/100ml Tween-40水溶液2±2℃浸泡处理168小时，然后用清水洗涤。
6、第二次碱处理
使用碱溶液浸泡处理步骤5的产物。
本步骤的目的为：病毒灭活、去内毒素。
具体步骤：使用3M NaOH水溶液，6±2℃浸泡处理30分钟，然后用清水洗涤。
7、增韧改性
用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤6的产物。
具体步骤：使用1g/100mL的聚乙二醇400水溶液，23±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
8、去除抗原
用H2O2溶液处理浸泡处理步骤7的产物。
本步骤的目的为：封闭膜组织蛋白质中的特异活性基团。
具体步骤：使用1g/100mL H2O2水溶液，6±2℃浸泡处理60分钟，然后用清水洗涤。
9、辐照保护剂处理
用辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤8的产物。
具体步骤：使用3.5g/100mL甘氨酸水溶液，2±2℃浸泡处理180分钟。
10、取步骤9的产物，使用冻干机进行冷冻干燥后封装，并用钴-60辐射灭菌（辐照剂量为30KGy）。
实施例4、管状外科补片的性能
采用力学测量仪（微机控制电子万能试验机，深圳市新三思计量技术有限公司，型号CMT8502），以25mm/min的速度对使用缝合线缝合的产品进行拉伸，实施例1得到的管状外科补片的撕裂力大约是3-5N，实施例2得到的管状外科补片的撕裂力大约是3-6N，实施例3得到的管状外科补片的撕裂力大约是3-5N，均完全符合缝合要求。
实施例5、动物实验
健康成年家兔，体重2.2～2.8kg。在同一家兔的L3、L5两部位行全椎板切除术，一处缺损作为空白对照，另一处缺损在椎板硬膜外与椎旁肌间放置实施例1制备的管状外科补片、实施例2制备的管状外科补片或实施例3制备的管状外科补片。
分别于术后2、4、6、12、24周处死家兔，进行形态观察。
空白对照：第2周，硬脊膜背侧椎板缺损处有伴出血灶的肉芽组织，质硬脆，硬膜与椎板间松动度小；第4周；已形成较为致密的粘连，瘢痕面积超过椎板缺损区；第6周，瘢痕组织质更硬，与硬脊膜广泛粘连，硬膜与椎板间无松动度；第12周，瘢痕较前缩小，与椎板缺损缘一致；第24周，瘢痕组织更加缩小，与硬脊膜仍有一定粘连，硬脊膜与椎板间松动度介于2周与6周时之间。
采用实施例1、实施例2或实施例3制备的管状外科补片处理后，形态一致，均如下：第2周，管状外科补片完好，与背侧椎旁肌间可见少量薄膜状肉芽组织，硬脊膜与椎板间有一定松动；第4周，管状外科补片形态仍在，但质脆，呈胶冻状，与背侧椎旁肌间有一层假膜相隔，无粘连，硬脊膜外血管清晰可见；第6周，管状外科补片已降解成较大的碎片，未见明显吸收，材料与硬脊膜、椎旁肌间无明显变化，硬脊膜与椎板间仍有一定松动度；第12周，管状外科补片降解成较小的碎片，椎板缺损区较6周时明显缩小；第24周，管状外科补片仅残存部分小碎片，椎板缺损区较前更小，其中2例椎板缺损区消失，其背侧与椎旁肌间可见一层假膜相隔，无粘连。
Claims (4)
1.一种制备管状外科补片的方法，包括如下步骤：
(1)使用表面活性剂溶液浸泡处理离体的动物管状膜组织；所述步骤(1)中：所述表面活性剂为TritonX-100、Tween-80或Tween-40；所述表面活性剂溶液中，表面活性剂的浓度为0.5-3g/100ml；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、1-168小时；
(2)使用碱溶液浸泡处理步骤(1)的产物；所述步骤(2)中：所述碱溶液为碱性化合物溶液，所述碱性化合物为NaOH或KOH；所述碱性化合物溶液中，所述碱性化合物的浓度为0.5-3M；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、30-180分钟；
(3)使用表面活性剂溶液浸泡处理步骤(2)的产物；所述步骤(3)中：所述表面活性剂为TritonX-100、Tween-80或Tween-40；所述表面活性剂溶液中，表面活性剂的浓度为0.5-3g/100ml；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、1-168小时；
(4)使用碱溶液浸泡处理步骤(3)的产物；所述步骤(4)中：所述碱溶液为碱性化合物溶液，所述碱性化合物为NaOH或KOH；所述碱性化合物溶液中，所述碱性化合物的浓度为0.5-3M；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、30-180分钟；
(5)使用聚乙二醇溶液浸泡处理步骤(4)的产物；所述步骤(5)中：所述聚乙二醇为聚乙二醇400；所述聚乙二醇溶液中，所述聚乙二醇的浓度为1-3g/100mL；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、60-240分钟；
(6)使用H2O2溶液处理浸泡处理步骤(5)的产物；所述步骤(6)中：所述H2O2溶液中，所述H2O2的浓度为1g/100mL；所述浸泡处理的条件为：0-8℃、60-240分钟；
(7)使用pH5.8-7.8的辐照保护试剂溶液浸泡处理步骤(6)的产物；
(8)将步骤(7)的产物依次进行冷冻干燥和辐照灭菌，得到管状外科补片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述管状膜组织为食管组织、气管组织或血管组织。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(7)中：所述辐照保护试剂为甘氨酸；所述辐照保护试剂溶液中，所述辐照保护试剂的浓度为0.1-3.5g/100ml；所述浸泡处理的条件为：0-25℃、60-180分钟。
4.权利要求1至3中任一所述方法制备得到的管状外科补片。
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