CN105412974A - 一种双层结构角膜修复材料的制备方法 - Google Patents

一种双层结构角膜修复材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双层结构角膜修复材料的制备方法，涉及生物医用材料、医疗器械及化妆品等相关领域。制备方法包括以下步骤：取胶原溶于弱酸，得到一定浓度的胶原溶液；将聚乙烯醇（PVA）配成溶液后倒入模具中，干燥成型得到聚乙烯醇膜；将胶原溶液平铺于聚乙烯醇膜表面，干燥后得到胶原复合膜。本发明所获得的复合膜克服了现有胶原材料机械强度不足的问题，可以促进细胞的粘附和增殖，为胶原蛋白的应用提供了新的途径。本发明的制备工艺简单、重复性好，适应不同需求改性胶原复合膜的工业规模生产。

Description

一种双层结构角膜修复材料的制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料、医疗器械及化妆品相关领域，特别涉及一种聚乙烯醇增强胶原复合膜的制备方法，用于促进角膜组织上皮化、软组织补片、伤口敷料及面膜等领域。
背景技术
胶原（collagen）是细胞外基质的主要成分，在人体中约占机体总蛋白的25-35%，主要存在于结缔组织中，是人体中含量最丰富的一种结构蛋白。含量较高胶原蛋白可为细胞提供良好的生长环境，促进细胞增殖分化。胶原具有良好的生物相容性、营养性、保湿性和可降解性，广泛应用于生物医学材料、化妆品及食品等功能性产品。
眼睛是心灵的窗户，它是一个相当复杂的天然光学仪器，包含了复杂的光学原理，主要由屈光传导系统和感光成像系统组成。其中，角膜（cornea）是外界光线进入眼内的第一道通路，和虹膜一起构成眼球的外壁。正常的角膜的特点包括：⑴透明性，无角化层、无血管、无色素细胞。⑵角膜的屈光指数为1.337，为眼屈光基质最重要的部分。⑶角膜的代谢：中央角膜主要从房水中摄取葡萄糖，泪膜中获得氧。⑷角膜感觉神经丰富，感觉灵敏。⑸角膜的渗透性：角膜的上皮层易通过脂溶性物质，基质层和内皮层易通过水溶性物质。
角膜病是是继白内障之后的第二大致盲眼病。各种角膜病引起的角膜混浊是致盲的主要原因之一。引发角膜疾病主要原因有炎症、外伤、先天异常、变性、营养不良和肿瘤等。对于各种角膜病变所导致的角膜盲，角膜移植术是目前唯一有效的治疗方法。根据供体角膜的来源不同，可分为自体、同种和异种移植。然而，角膜供体的匮乏以及经由角膜移植无法解决的问题已经促使人们去寻找和研究角膜供体的替代品，为角膜移植的顺利进行找到来源丰富且切实有效的移植体。
纯胶原基质具有生物相容性好、易加工以及能促进细胞增殖分化等优点，但也存在力学性能差，含水时难以塑形，无法支撑组织重建等缺陷。因此，新型基质应该具有和天然类似的机械性能，同时又可以保持手术区域的湿润。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种双层结构角膜修复材料的制备方法。该方法制备出的双层复合膜具有优良的透光性，以及良好的保湿、透水效果，同时可以促进创面愈合，用于角膜修复材料、软组织补片、伤口敷料及面膜等领域。
本发明所采取的技术方案是：
一种双层结构角膜修复材料的制备方法，包括如下步骤：
1）取PVA加入水中，搅拌至完全溶解，得到PVA溶液，备用；
2）用弱酸溶液配制胶原溶液，备用；
3)将步骤1）制备得到的PVA溶液倒入模具中，干燥成膜得到PVA膜，再将步骤2）制备得到的胶原溶液均匀平铺于PVA膜表面，静置、干燥，得到PVA增强胶原复合膜；或者先将胶原溶液倒入模具中，干燥得到胶原膜，再将PVA溶液均匀平铺于胶原膜表面，静置、干燥，得到PVA增强胶原复合膜；或者取PVA溶液与胶原溶液共混制备胶原/PVA混合溶液，然后将混合液倒入模具中，成型干燥后即制得PVA增强胶原复合膜。
作为优选的，步骤1）制备的PVA溶液的浓度为5%～20wt%。
作为优选的，步骤1）的PVA在65～95℃下搅拌至完全溶解。
作为优选的，所述弱酸包括：乙酸、盐酸、次氯酸、氢硫酸中的任一种。
作为优选的，步骤2）所述弱酸溶液的浓度为0.3～1wt%。
作为优选的，步骤2）所配置的胶原溶液的浓度为0.5～5wt%。
作为优选的，步骤3）中，PVA溶液与胶原溶液的混合体积比例为（1～10）：10。
作为优选的，所述的模具材质是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或是聚四氟乙烯。
由以上所述的方法制备得到的双层结构角膜修复材料。
本发明的有益效果是：
本发明所制备的聚乙烯醇增强胶原复合膜，其突出特点是采用PVA增强胶原膜，制备复合膜。通过改变PVA和胶原的成膜先后顺序和成型方法，可以得到具有特定性能的复合膜。
促进角膜上皮化是角膜修复材料的一项重要指标，动物实验表明，此复合膜可促进角膜损伤区域快速上皮化。透光性能测试表明，该复合膜具有良好的透光效果。细胞实验结果表明，该复合膜能够有效地促进细胞的粘附和增殖，具有良好的细胞相容性。本发明制备工艺简单，生产效率高，适合于不同需求的PVA/胶原双层膜的工业规模生产，用于角膜修复材料、软组织补片、伤口敷料及面膜等领域。
附图说明
图1是PVA/胶原双层膜表面的SEM形貌观察。
图2是PVA/胶原双层膜断面PVA增强胶原复合膜的SEM形貌观察。
图3是PVA/胶原双层膜和PVA/胶原共混膜表面细胞培养生长情况正常。
图4是PVA/胶原双层膜动物实验角膜修复效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
实施例1
将1g分子量为13000-23000的PVA加入10ml的去离子水中，在95℃的恒温油浴中搅拌2小时得到PVA溶液。静置至室温，倒入玻璃材质的模具中，室温条件下自然干燥成膜。使用浓度为0.3wt%的乙酸溶液配制100ml浓度为0.5wt%的胶原溶液；充分搅拌后，然后将胶原溶液均匀平铺，干燥成型后即制得PVA/胶原双层膜。使用模具材质为玻璃模具，制备的复合膜表面较为粗糙（图1中a）。
实施例2
将0.5g分子量为13000-23000的PVA加入10ml的去离子水中，在95℃的恒温油浴中搅拌2小时得到PVA溶液。静置至室温，倒入聚四氟乙烯材质的模具中，室温条件下自然干燥成膜。使用浓度为0.3wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为0.5wt%的胶原溶液；充分搅拌后，然后将胶原溶液均匀平铺于PVA膜表面，干燥成型后即制得PVA/胶原双层膜。使用聚四氟乙烯模具制得的复合膜表面较为平整光滑（图1中b），且动物实验角膜修复效果良好（图4）。
实施例3
将1g分子量为13000-23000的PVA加入10ml的去离子水中，在95℃的恒温油浴中搅拌2小时得到PVA溶液。静置至室温，倒入PMMA材质的模具中，室温条件下自然干燥成膜。使用浓度为0.3wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为0.5wt%的胶原溶液；充分搅拌后，然后将胶原溶液均匀平铺于PVA膜表面，干燥成型后即制得PVA/胶原双层膜。使用PMMA模具制得的复合膜表面和上述玻璃模具及聚四氟乙烯模具都有不同（图1中c）。
实施例4
将1g分子量为89000-98000的PVA加入10ml的去离子水中，在65℃的恒温油浴中搅拌6小时。静置至室温，倒入聚四氟乙烯模具中，室温条件下自然干燥成膜。使用浓度1wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为5wt%的胶原溶液；充分搅拌后，将胶原溶液均匀平铺于PVA膜表面，成型干燥即制得PVA/胶原双层膜，此方法得到的膜断面微观形貌较为整齐（图2中a）。
实施例5
使用浓度1wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为5wt%的胶原溶液；充分搅拌后倒入到特定聚四氟乙烯模具中，室温条件下自然干燥成膜。将1g分子量为89000-98000的PVA加入10ml的去离子水中，在65℃的恒温油浴中搅拌6小时。静置至室温，将PVA溶液均匀平铺于胶原膜表面，成型干燥即制得PVA/胶原双层膜。此方法得到的膜断面微观形貌与实施例4稍有差别（图2中b）
实施例6
将2g分子量为130000-140000的PVA加入10ml的去离子水中，在95℃的恒温油浴中搅拌6小时得PVA溶液。使用浓度1wt%的乙酸溶液配制100ml浓度为0.5wt%的胶原溶液。将胶原溶液和PVA溶液按10:10的体积比共混，充分搅拌后倒入特定聚四氟乙烯模具中，室温条件下自然干燥成膜即制得PVA/胶原共混复合膜，膜表面细胞培养生长情况较好（图3中a）。
实施例7
将1g分子量为130000-140000的PVA加入10ml的去离子水中，在95℃的恒温油浴中搅拌6小时得PVA溶液。使用浓度1wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为0.5wt%的胶原溶液，充分搅拌后倒入特定聚四氟乙烯模具中，室温条件下自然干燥成膜，然后将PVA溶液均匀平铺于胶原膜表面，成型干燥即制得PVA/胶原双层膜，膜表面细胞培养生长情况不如实施例6好（图3中b）
实施例8
将1g分子量为130000-140000的PVA加入10ml的去离子水中，在70℃的恒温油浴中搅拌6小时得PVA溶液。使用浓度0.5wt%的乙酸溶液配制10ml浓度为2.5wt%的胶原溶液，充分搅拌后倒入特定聚四氟乙烯模具中，室温条件下自然干燥成膜，然后将PVA溶液均匀平铺于胶原膜表面，成型干燥即制得PVA/胶原双层膜，膜表面细胞培养生长情况良好。
以上实施例表明：本发明的复合膜能够有效地促进细胞的粘附和增殖，具有良好的细胞相容性。本发明制备工艺简单，生产效率高，适合于不同需求的PVA/胶原双层膜的工业规模生产，用于角膜修复材料、软组织补片、伤口敷料及面膜等领域。

Claims (9)

1.一种双层结构角膜修复材料的制备方法，包括如下步骤：
1）取PVA加入水中，搅拌至完全溶解，得到PVA溶液，备用；
2）用弱酸溶液配制胶原溶液，备用；
3)将步骤1）制备得到的PVA溶液倒入模具中，干燥成膜得到PVA膜，再将步骤2）制备得到的胶原溶液均匀平铺于PVA膜表面，静置、干燥，得到PVA增强胶原复合膜；或者先将胶原溶液倒入模具中，干燥得到胶原膜，再将PVA溶液均匀平铺于胶原膜表面，静置、干燥，得到PVA增强胶原复合膜；或者取PVA溶液与胶原溶液共混制备胶原/PVA混合溶液，然后将混合液倒入模具中，成型干燥后即制得PVA增强胶原复合膜。
2.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1）制备的PVA溶液的浓度为5%～20wt%。
3.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1）的PVA在65～95℃下搅拌至完全溶解。
4.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，所述弱酸包括：乙酸、盐酸、次氯酸、氢硫酸中的任一种。
5.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述弱酸溶液的浓度为0.3～1wt%。
6.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所配置的胶原溶液的浓度为0.5～5wt%。
7.根据权利要求1所述的双层结构角膜修复材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，PVA溶液与胶原溶液的混合体积比例为（1～10）：10。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种双层结构角膜修复材料的制备方法，其9.特征在于，所述的模具材质是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或是聚四氟乙烯。
9.由权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的双层结构角膜修复材料。
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