CN103751837B - 可控交联仿生组织粘合剂及其用途 - Google Patents

可控交联仿生组织粘合剂及其用途 Download PDF

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本发明公开了一种可控交联仿生组织粘合剂及其用途，粘合剂的组分和质量配比为：液体聚合物75～90份、还原剂0.5～10份、载氧化剂的高分子微球9.5～15份；所述的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1摩尔比共聚即得。该种仿生组织粘合剂在体内液态环境下有较高粘附力，在初期具有良好的流变性，能由注射器精确定位，且与粘合界面充分接触并与之牢固粘附，在粘合的同时具备填充、密封功能能起到良好的止血作用；数小时后再固化为弹性固体，其强度增加，对受损组织的固定效果好，粘接牢固，能更好的促进受损组织的愈合。

Description

可控交联仿生组织粘合剂及其用途
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种仿生组织粘合剂及其用途。
背景技术
人体组织具有一定的自我修复能力，能够自修复一部分彼此靠近且位置相对固定的软、硬组织伤口。因此，为保证组织修复，首先需要固定受损伤口，保持伤口组织靠近并相对固定，传统常采用机械固定法，如用缝合线或铆钉等固定其位置并促使伤口复原。但是，采用传统缝合和钉合等方法固定受损组织的效果并不理想，因为所用的缝合线、铆钉等除固定作用外，并不具备更多的功能（如对受伤部位的紧密密封、消炎和镇痛等）。另外在手术中，伤口缝合可能引起出血或损害周围组织而导致留疤，不降解的固定材料还需要去除。因此，采用粘合取代传统的缝合或钉合是解决这些问题的有效途径。
近年来研究发现，生活在海洋和淡水中的软体动物贻贝能够依靠一种被称为“足盘”的器官，在海水和淡水中将身体固定于各种性质材料的表面。由于贻贝足盘优异的粘附性能，研究人员开始尝试在组织修复中利用贻贝粘附蛋白的粘性开发出仿生组织粘合剂。这类仿生组织粘合剂具有切口操作方便、切口损伤小、几乎无疤痕产生并且没有切口拆线的痛苦等优点，并且其成分和降解产物中不含对人体有害的物质，其生物相容性和安全性更好。然而它仍有不足：这类仿生组织粘合剂均为粘稠的液体，其粘附力虽然高，但在使用过程中并不固化，强度不够，对受损组织的固定效果并不理想（Stewart RJ,Ransom TC,HladyV.Natural underwater adhesives.Journal of Polymer Science.2011;49(11),757-771）。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿生组织粘合剂，该种仿生组织粘合剂在体内液态环境下有较高粘附力，在初期具有良好的流变性，能由注射器精确定位，且与粘合界面充分接触并与之牢固粘附，在粘合的同时具备填充、密封功能能起到良好的止血作用；数小时后再固化为弹性固体，其强度增加，对受损组织的固定效果好，粘接牢固，能更好的促进受损组织的愈合。
本发明实现发明目的所采用的技术方案是，一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物75～90份、还原剂0.5～10份、载氧化剂的高分子微球9.5～15份；
所述的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1摩尔比共聚即得。
本发明的另一目的是提供一种上述的可控交联仿生组织粘合剂的用途。
本发明实现其另一目的所采用的技术方案是，一种上述的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。
本发明的仿生组织粘合剂的作用机理是：
三种组分混匀后的初期，粘合剂中粘性的液态聚合物的儿茶酚支链在还原剂的保护下，保持还原态，有良好的流变性，能够能由注射器精确送达并定位于受损组织处，在受损组织的粘合表面顺利铺展，且与粘合界面充分接触并与之牢固粘附，使其在粘合的同时具备良好的填充、密封功能而起到很好的止血作用。数小时后载氧化剂的高分子微球在体液的作用下，部分降解产生孔隙，释放出氧化剂，使粘性的液态聚合物的儿茶酚支链被氧化后发生交联反应，固化为弹性固体，其强度增加，对受损组织的固定效果好，粘接牢固，能更好的促进受损组织的愈合。数周后，随着组织的逐渐愈合，粘合剂及高分子载药微球也逐渐被降解，从而无需移除且几乎不留下瘢痕。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
一、粘合剂初期有良好的流变性，能够能由注射器精确送达并定位于受损组织处，且与粘合界面充分接触并与之牢固粘附，使其在粘合的同时具备良好的填充、密封功能而起到很好的止血作用。
二、粘合数小时后，粘合剂中粘性的液态聚合物被氧化发生交联反应，固化为弹性固体，其强度增加，对受损组织的固定效果好，粘接牢固，能更好的促进受损组织的愈合。组织愈合后，粘合剂及高分子载药微球也降解，无需移除且几乎不留下瘢痕。
三、可通过对还原剂、氧化剂及载氧化剂高分子材料的种类及其比例的调整，实现对粘合剂固化时间及强度的控制，以适应不同部位、不同情况的受损组织的修复，其适用性广，针对性强，具有重要的临床意义和广阔的应用空间。
上述的还原剂为四硼酸钠（Na2B4O7）或硼氢化钠（NaBH4）。
这些还原剂能有效保护粘合剂中的液态聚合物的儿茶酚支链不被氧化，且对人体无害，生物相容性好。
上述的载氧化剂的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠（NaIO4）或双氧水（H2O2）。
这些氧化剂能迅速氧化粘合剂中的液态聚合物的儿茶酚支链，使其快速固化，且反应后产物对人体无害，生物相容性好。
上述的载氧化剂的高分子微球是由9～14.5份质量的甲壳素、纤维素、明胶、白蛋白或聚乳酸，采用乳化法或超声法包裹0.5～5.5份质量的氧化剂制成。
这些氧化剂控释材料是目前广泛使用的载药材料，生物相容性好，且能够有效包裹氧化剂，并使其缓慢释放，并能逐步充分降解。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例1
一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物75份、还原剂10份、载氧化剂的高分子微球15份；
本例的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1的摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1的摩尔比共聚即得。
本例使用的还原剂为四硼酸钠（Na2B4O7）。
本例使用的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠（NaIO4）。
本例的载氧化剂的高分子微球是由12份质量的明胶采用乳化法包裹3份质量的氧化剂制成。
本例的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。实验证明本例粘合剂其固化时间为3小时。
实施例2
一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物85份、还原剂5份、载氧化剂的高分子微球10份；
本例的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1的摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1的摩尔比共聚即得。
本例使用的还原剂为四硼酸钠（Na2B4O7）。
本例使用的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠（NaIO4）。
本例的载氧化剂的高分子微球是由9份质量的甲壳素采用乳化法包裹1份质量的氧化剂制成。
本例的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。
实施例3
一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物90份、还原剂0.5份、载氧化剂的高分子微球9.5份；
本例的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1的摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1的摩尔比共聚即得。
本例使用的还原剂为四硼酸钠（Na2B4O7）。
本例使用的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠（NaIO4）。
本例的载氧化剂的高分子微球是由8份质量的白蛋白采用超声法包裹1.5份质量的氧化剂制成。
本例的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。试验证明本例粘合剂的固化时间为2小时。
实施例4
一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物80份、还原剂7.5份、载氧化剂的高分子微球12.5份；
本例的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1的摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1的摩尔比共聚即得。
本例使用的还原剂为硼氢化钠（NaBH4）。
本例使用的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠（NaIO4）。
本例的载氧化剂的高分子微球是由7份质量的纤维素采用乳化法包裹5.5份质量的氧化剂制成。
本例的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。试验证明本例粘合剂的固化时间为4小时。
实施例5
一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物85份、还原剂5.5份、载氧化剂的高分子微球15份；
本例的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1的摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1的摩尔比共聚即得。
本例使用的还原剂为四硼酸钠（Na2B4O7）。
本例使用的高分子微球中的氧化剂为双氧水（H2O2）。
本例的载氧化剂的高分子微球是由14.5份质量的聚乳酸采用乳化法包裹0.5份质量的氧化剂制成。
本例的可控交联仿生组织粘合剂的用途，其作法是：将所述的液体聚合物和还原剂混匀后密封保存，使用时再将所述的载氧化剂的高分子微球加入并混匀，然后涂覆或注射至人体受损组织处。

Claims (2)

1.一种可控交联仿生组织粘合剂，其组分和质量配比为：
液体聚合物75～90份、四硼酸钠Na2B4O7或硼氢化钠(NaBH4)0.5～10份、载氧化剂的高分子微球9.5～15份；
所述的载氧化剂的高分子微球是由9～14.5份质量的甲壳素、纤维素、明胶、白蛋白或聚乳酸，采用乳化法或超声法包裹0.5～5.5份质量的氧化剂制成；
所述的液体聚合物由以下方法制得：将盐酸多巴胺与甲基丙烯酸酐按1:1摩尔比接枝生成单体化合物，再将单体化合物与甲氧基丙烯酸乙酯按1:1摩尔比共聚即得。
2.根据权利要求1所述的一种可控交联仿生组织粘合剂，其特征在于：所述的载氧化剂的高分子微球中的氧化剂为高碘酸钠(NaIO4)或双氧水(H2O2)。
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