CN105999411B - 一种疝补片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种疝补片及其制备方法。制备方法包括步骤：削皮分选、脱脂脱细胞、裁切、辐照灭菌。本发明所提出的疝补片制备方法，避免使用强酸强碱和酶，可保留猪真皮基质的天然三维胶原支架纤维结构，使疝补片具有良好的机械性能以起到加强或修复缺损组织的作用，制得的疝补片能完整保留猪真皮基质的天然结构，具有良好的组织相容性，无任何病毒传播隐患。
Description
技术领域
本发明涉及组织工程学医用生物材料技术领域，具体地涉及一种疝补片及其制备方法。
背景技术
疝，俗名疝气，即人体组织或器官一部分离开了原来的部位,通过人体间隙、缺损或薄弱处进入另一部位。疝有脐疝、腹股沟直疝、斜疝、切口疝等种类。疝气的治疗方法主要包括常规治疗、保守治疗和手术治疗，其中常规治疗和保守治疗的应用相对较少，一般只应用于一岁以下的婴儿和耐受力较差的高龄老人。成人疝不可自愈，手术仍是目前唯一的治愈方法。手术治疗疝气的方法是行疝修补术，主要有传统修补术和无张力修补术。
传统的疝修补术的原则是进行疝囊高位结扎，加强对缺损的修补，但是传统的疝修补术对患者造成的痛苦大，术后愈合慢，恢复时间长且再次复发率高。无张力修补术是目前临床上最常用的一种方法，强调在无张力的情况下进行修补，与传统修补术相比具有缝合张力小、术后疼痛感轻且伤口愈合快等优点。疝补片被广泛应用于各类腹壁疝的修补，如常见的切口疝、腹股沟疝、造口旁疝等。2008年美国疝学会年会把疝补片材料分成的人工合成高分子材料补片和生物补片两大类。
目前的人工合成高分子材料补片有可吸收的聚乙烯醇酸补片，也有不可吸收的聚酯补片、聚丙烯补片、补片加涂层的复合补片等，虽然人工合成补片价格便宜，在手术中较为常用，但其有很多无法弥补的缺点，如可吸收合成补片降解后复发率高、不可吸收补片抗感染效果差且表面粗糙易导致肠瘘发生等。
生物补片以天然真皮基质为基础，通过脱细胞处理形成三维支架结构，植入人体后将诱导纤维细胞长入达到与宿主组织整合的效果，这一特性也决定其具有较好的组织相容性、抗感染及克服肠瘘等缺点。目前生物补片有同种异体组织补片和脱细胞异种组织补片。但同种异体组织获取困难，脱细胞猪真皮基质具有取材方便、来源广泛的巨大优势。
目前有较多如何制备脱细胞猪真皮基质的专利技术报道，但大部分均有一定缺陷：
(1)采用酶及TritonX-100作为脱细胞试剂，试剂残留较难清洗，对胶原纤维破坏较大；
(2)采用胰酶分离表皮真皮、NaOH强碱及去垢剂SDS脱细胞，其中胰酶、NaOH强碱及去垢剂SDS对材料破坏均较大，SDS亦较难清洗，易有残留造成材料细胞毒性不合格；
(3)采用反复冻融及超声方法进行细胞脱除，该方法脱细胞效果不佳；
(4)采用工艺中也使用到过氧乙酸强酸、去垢剂、胰酶等对材料破坏较大的试剂，材料完整性被破坏。
为了解决上述问题，本发明亟需开发一种高效的疝补片及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效的疝补片及其制备方法和应用。
在本发明中，本发明一方面提供了一种无细胞的疝补片，所述的疝补片为经脱脂和脱细胞处理的猪皮皮片，所述皮片是真皮层皮片，并且所述疝补片中脂肪含量为≤3wt％，以所述疝补片的总重量计；
并且所述疝补片的厚度为0.3-3.0mm；
并且，所述的疝补片具有选自下组的一个或多个特征：
(1)所述疝补片的缝合强度为≥10N，按《YY 0500-2004心血管植入物人工血管》中8.8的方法测定；
(2)所述疝补片的拉伸强度为≥20MPa,按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(3)所述疝补片的拉伸伸长率为≥20％，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(4)所述疝补片的顶破力为≥35N,按《GB/T 19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》方法测定。
优选地，所述的疝补片同时具有上述(1)、(2)、(3)和(4)中所述的缝合强度、拉伸强度、拉伸伸长率和顶破力。
在另一优选例中，所述疝补片具有选自下组的一个或多个特征：
(a)所述疝补片中脂肪含量为≤2wt％，较佳地≤1wt％，按所述疝补片的总重量计；
(b)所述疝补片中细胞残留数量≤1个/g，较佳地≤0.5个/g，按所述疝补片的总重量计；
(c)所述疝补片中DNA残留量≤10ng/mg，按所述疝补片的总重量计；
(d)所述疝补片的缝合强度为≥12N，较佳地≥15N，按《YY 0500-2004心血管植入物人工血管》中8.8的方法测定；
(e)所述疝补片的拉伸强度为≥25MPa,更佳地≥27N，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(f)所述疝补片的拉伸伸长率为≥25％，更佳地≥28％，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(g)所述疝补片的顶破力为≥40N,更佳地≥45N，按《GB/T 19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》方法测定。
在另一优选例中，所述的疝补片是未经酶处理，也未经碱(或强碱)处理的。
在另一优选例中，所述的疝补片中无酶残留和无碱残留。
在另一优选例中，所述疝补片中无有机溶剂残留。
在另一优选例中，所述的“无有机溶剂残留”指醇溶剂残留量≤0.0002wt％，按疝补片的总重量计；其他有机试剂残留量为0wt％。
在另一优选例中，所述疝补片的厚度偏差≤0.5mm，较佳地≤0.3mm。
在另一优选例中，所述的厚度偏差指单个疝补片的最大厚度dmax与其最小厚度dmin的厚度差。
在另一优选例中，所述的疝补片由或基本上由真皮层皮片构成。
在另一优选例中，所述疝补片包括：
(i)薄型：厚度为0.3-1.2mm(较佳地0.4-1.1mm)；
(ii)标准型：厚度为1.2-2.0mm(较佳地1.2-1.8mm)；
(iii)厚型：厚度为2.0-3.0mm(较佳地2.0-2.8mm)。
在另一优选例中，所述疝补片的形状选自下组：圆形、矩形、多边形、卵圆形。
在另一优选例中，所述疝补片的表面积为24-600cm2。
在另一优选例中，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：
I型胶原蛋白含量为500-650μg/mg，较佳地为550-600μg/mg；
Ⅲ型胶原蛋白含量为80-120μg/mg，较佳地为90-110μg/mg。
在另一优选例中，所述疝补片的降解速率与新鲜猪皮相近。
在另一优选例中，所述疝补片无或基本上无细胞毒性。
在另一优选例中，所述疝补片基本上无免疫原性。
在本发明的第二方面，提供了一种疝补片的制备方法，包括步骤：
(a)提供一真皮层皮片，所述真皮层皮片来源于猪皮；
(b)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱脂处理，从而获得经脱脂的真皮层皮片；
(c)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱细胞处理，从而获得经脱细胞的真皮层皮片；
(d)将上一步骤获得的真皮层皮片进行后处理，其中所述的后处理包括：用裁切装置进行裁切和/或灭菌，从而获得所述的疝补片；
其中，步骤(b)和(c)的次序可以互换。
优选地，在步骤(b)中，所述的脱脂处理包括：用醇溶剂浸泡所述真皮层皮片一段时间tb，然后进行水洗，从而获得所述经脱脂的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的时间tb为3-60小时，较佳地5-50小时，更佳地10-30小时。
在另一优选例中，所述的醇溶剂包括：C3-C4烷基醇，较佳地选自下组：正丙醇、异丙醇、或其组合。
在另一优选例中，在步骤(b)中，处理温度为4-50℃，较佳地10-35℃，更佳地15-30℃。
在另一优选例中，在步骤(b)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(c)中，所述的脱细胞包括：在静水压力10-200MPa的条件下，对所述真皮层皮片进行一段时间tc处理，然后进行水洗，从而获得所述经脱细胞的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的静水压力为20-180MPa，更佳地为30-150MPa。
在另一优选例中，所述的时间tc为1-180分钟，较佳地2-120分钟，更佳地3-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(c)中，处理温度为4-50℃，较佳地10-35℃，更佳地15-30℃。
在另一优选例中，在步骤(c)中，所述的水洗次数为3-15次，较佳地5-10次。
在另一优选例中，先进行步骤(b)，再进行步骤(c)。
在另一优选例中，先进行步骤(c)，再进行步骤(b)。
在另一优选例中，在步骤(b)和(c)之间，或步骤(c)和(b)之间，还包括以下步骤：(m)对所述真皮层皮片进行消毒。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述的消毒包括：用乙醇浸泡所述真皮层皮片一段时间tm，然后进行水洗，从而获得所述经消毒的真皮层皮片。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述乙醇为65-85％(v/v)的乙醇水溶液。
在另一优选例中，所述的时间tm为10-120分钟，较佳地20-80分钟，更佳地30-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(d)中，还包括以下步骤：(n)对所述真皮层皮片进行消毒。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述的消毒包括：用乙醇浸泡所述真皮层皮片一段时间tn，然后进行水洗，从而获得所述经消毒的真皮层皮片。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述乙醇为65-85％(v/v)的乙醇水溶液。
在另一优选例中，所述的时间tn为10-120分钟，较佳地20-80分钟，更佳地30-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(d)中，所述步骤(n)位于裁切和/或灭菌之前。
在另一优选例中，所述步骤(d)包括子步骤:
(d1)将上一步骤获得的真皮层皮片进行裁切，从而获得经裁切的真皮层皮片；
(d2)将上一步骤获得的真皮层皮片进行辐照灭菌，从而获得经辐照灭菌的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述步骤(d)包括子步骤:
(d1')将上一步骤获得的真皮层皮片进行辐照灭菌，从而获得经辐照灭菌的真皮层皮片；
(d2')将上一步骤获得的真皮层皮片进行裁切，从而获得经裁切的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述步骤(a)包括子步骤:
(a1)提供一去毛去皮下组织的猪皮；
(a2)用厚度测定系统对步骤(a1)中的猪皮进行厚度测定；
(a3)根据步骤(a2)测得的数据确定皮片厚度均匀的区域；
(a4)按步骤(a3)确定的区域，对所述猪皮进行分割，从而获得经分割的皮片；
(a5)对所述经分割的皮片进行削切处理，从而获得去除表皮并去除基底膜的、经削切的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的步骤(a5)中经削切的真皮层皮片的厚度偏差≤0.5mm，较佳地≤0.3mm。
在另一优选例中，在步骤(a5)中，用大型取皮刀或电动取皮刀进行削切处理。
在本发明的第三方面，提供了本发明第一方面所述的疝补片的用途，用于进行疝修补术。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明的厚度测定系统示意图。
图2是本发明的生物补片裁切装置示意图。
图3是实施例1制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质主要成分定量检测对比结果图。
图4是实施例1制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质HE检测对比结果图。
图5是实施例1、实施例2制备得到的疝补片与同类产品及新鲜猪真皮基质缝合强度、拉伸强度、拉伸伸长率、顶破力等检测对比结果图。
图6是实施例3制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质体外降解性能检测对比结果图。
图7是实施例2制备得到的疝补片体外细胞毒性检测结果图。
图8是实施例2制备得到的疝补片体外淋巴细胞增殖检测结果图。
图9是实施例4制备得到的疝补片用于犬腹股沟疝修复结果图。
图10是实施例5制备得到的疝补片的外观图。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种疝补片及其制备方法。所述方法包括步骤：削皮分选、脱脂脱细胞、裁切、辐照灭菌。本发明所提出的疝补片制备方法，避免使用强酸强碱和酶，可保留猪真皮基质的天然三维胶原支架纤维结构，使疝补片具有良好的机械性能以起到加强或修复缺损组织的作用，制得的疝补片能完整保留猪真皮基质的天然结构，具有良好的组织相容性，无任何病毒传播隐患。
术语
如本文所用，术语“生物补片裁切装置”、“裁切装置”均指同一装置。
疝补片
在一实施方式中，提供了一种无细胞的疝补片，所述的疝补片为经脱脂和脱细胞处理的猪皮皮片，所述皮片是真皮层皮片，并且所述疝补片中脂肪含量为≤3wt％，以所述疝补片的总重量计。
并且所述疝补片的厚度为0.3-3.0mm。
并且，所述的疝补片具有选自下组的一个或多个特征：
(1)所述疝补片的缝合强度为≥10N，按《YY 0500-2004心血管植入物人工血管》中8.8的方法测定；
(2)所述疝补片的拉伸强度为≥20MPa,按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(3)所述疝补片的拉伸伸长率为≥20％，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(4)所述疝补片的顶破力为≥35N,按《GB/T 19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》方法测定。
优选地，所述的疝补片同时具有上述(1)、(2)、(3)和(4)中所述的缝合强度、拉伸强度、拉伸伸长率和顶破力。
在另一优选例中，所述疝补片具有选自下组的一个或多个特征：
(a)所述疝补片中脂肪含量为≤2wt％，较佳地≤1wt％，按所述疝补片的总重量计；
(b)所述疝补片中细胞残留数量≤1个/g，较佳地≤0.5个/g，按所述疝补片的总重量计；
(c)所述疝补片中DNA残留量≤10ng/mg，按所述疝补片的总重量计；
(d)所述疝补片的缝合强度为≥12N，较佳地≥15N，按《YY 0500-2004心血管植入物人工血管》中8.8的方法测定；
(e)所述疝补片的拉伸强度为≥25MPa,更佳地≥27N，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(f)所述疝补片的拉伸伸长率为≥25％，更佳地≥28％，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(g)所述疝补片的顶破力为≥40N,更佳地≥45N，按《GB/T 19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》方法测定。
在另一优选例中，所述的疝补片是未经酶处理，也未经碱(或强碱)处理的。
在另一优选例中，所述的疝补片中无酶残留和无碱残留。
在另一优选例中，所述疝补片中无有机溶剂残留。
在另一优选例中，所述的“无有机溶剂残留”指醇溶剂残留量≤0.0002wt％，按疝补片的总重量计；其他有机试剂残留量为0wt％。
在另一优选例中，所述疝补片的厚度偏差≤0.5mm，较佳地≤0.3mm。
在另一优选例中，所述的厚度偏差指单个疝补片的最大厚度dmax与其最小厚度dmin的厚度差。
在另一优选例中，所述的疝补片由或基本上由真皮层皮片构成。
在另一优选例中，所述疝补片包括：
(i)薄型：厚度为0.3-1.2mm(较佳地0.4-1.1mm)；
(ii)标准型：厚度为1.2-2.0mm(较佳地1.2-1.8mm)；
(iii)厚型：厚度为2.0-3.0mm(较佳地2.0-2.8mm)。
在另一优选例中，所述疝补片的形状选自下组：圆形、矩形、多边形、卵圆形。
在另一优选例中，所述疝补片的表面积为24-600cm2。
在另一优选例中，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：
I型胶原蛋白含量为500-650μg/mg，较佳地为550-600μg/mg；
Ⅲ型胶原蛋白含量为80-120μg/mg，较佳地为90-110μg/mg。
在另一优选例中，所述疝补片的降解速率与新鲜猪皮相近。
在另一优选例中，所述疝补片无或基本上无细胞毒性。
在另一优选例中，所述疝补片基本上无免疫原性。
制备方法
在一实施方式中，提供了一种疝补片的制备方法，包括步骤：
(a)提供一真皮层皮片；
(b)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱脂处理，从而获得经脱脂的真皮层皮片；
(c)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱细胞处理，从而获得经脱细胞的真皮层皮片；
(d)将上一步骤获得的真皮层皮片进行后处理，其中所述的后处理包括：用裁切装置进行裁切和/或灭菌，从而获得所述的疝补片；
其中，步骤(b)和(c)的次序可以互换。
优选地，在步骤(b)中，所述的脱脂处理包括：用醇溶剂浸泡所述真皮层皮片一段时间tb，然后进行水洗，从而获得所述经脱脂的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的时间tb为3-60小时，较佳地5-50小时，更佳地10-30小时。
在另一优选例中，所述的醇溶剂包括：C3-C4烷基醇，较佳地选自下组：正丙醇、异丙醇、或其组合。
在另一优选例中，在步骤(b)中，处理温度为4-50℃，较佳地10-35℃，更佳地15-30℃。
在另一优选例中，在步骤(b)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(c)中，所述的脱细胞包括：在静水压力10-200MPa的条件下，对所述真皮层皮片进行一段时间tc处理，然后进行水洗，从而获得所述经脱细胞的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的静水压力为20-180MPa，更佳地为30-150MPa。
在另一优选例中，所述的时间tc为1-180分钟，较佳地2-120分钟，更佳地3-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(c)中，处理温度为4-50℃，较佳地10-35℃，更佳地15-30℃。
在另一优选例中，在步骤(c)中，所述的水洗次数为3-15次，较佳地5-10次。
在另一优选例中，先进行步骤(b)，再进行步骤(c)。
在另一优选例中，先进行步骤(c)，再进行步骤(b)。
在另一优选例中，在步骤(b)和(c)之间，或步骤(c)和(b)之间，还包括以下步骤：(m)对所述真皮层皮片进行消毒。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述的消毒包括：用乙醇浸泡所述真皮层皮片一段时间tm，然后进行水洗，从而获得所述经消毒的真皮层皮片。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述乙醇为65-85％(v/v)的乙醇水溶液。
在另一优选例中，所述的时间tm为10-120分钟，较佳地20-80分钟，更佳地30-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(m)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(d)中，还包括以下步骤：(n)对所述真皮层皮片进行消毒。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述的消毒包括：用乙醇浸泡所述真皮层皮片一段时间tn，然后进行水洗，从而获得所述经消毒的真皮层皮片。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述乙醇为65-85％(v/v)的乙醇水溶液。
在另一优选例中，所述的时间tn为10-120分钟，较佳地20-80分钟，更佳地30-60分钟。
在另一优选例中，在步骤(n)中，所述的水洗次数为1-5次，较佳地2-3次。
在另一优选例中，在步骤(d)中，所述步骤(n)位于裁切和/或灭菌之前。
在另一优选例中，所述步骤(d)包括子步骤:
(d1)将上一步骤获得的真皮层皮片进行裁切，从而获得经裁切的真皮层皮片；
(d2)将上一步骤获得的真皮层皮片进行辐照灭菌，从而获得经辐照灭菌的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述步骤(d)包括子步骤:
(d1')将上一步骤获得的真皮层皮片进行辐照灭菌，从而获得经辐照灭菌的真皮层皮片；
(d2')将上一步骤获得的真皮层皮片进行裁切，从而获得经裁切的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述步骤(a)包括子步骤:
(a1)提供一去毛去皮下组织的猪皮；
(a2)用厚度测定系统对步骤(a1)中的猪皮进行厚度测定；
(a3)根据步骤(a2)测得的数据确定皮片厚度均匀的区域；
(a4)按步骤(a3)确定的区域，对所述猪皮进行分割，从而获得经分割的皮片；
(a5)对所述经分割的皮片进行削切处理，从而获得去除表皮并去除基底膜的、经削切的真皮层皮片。
在另一优选例中，所述的步骤(a5)中经削切的真皮层皮片的厚度偏差≤0.5mm，较佳地≤0.3mm。
在另一优选例中，在步骤(a5)中，用大型取皮刀或电动取皮刀进行削切处理。
厚度测定系统
图1显示了本发明的生物膜厚度测定系统的示意图。
如图所示，该系统由厚度测定装置6和与其连接数据处理设备4组成。厚度测定装置6由传感器基座1，接触式传感器2，物料基座3，机械立柱5及位移测定装置组成(图中未画出)。传感器基座1位于物料基座3上方。机械立柱5与传感器基座1之间设有第一固定架7，机械立柱5与物料基座3之间设有第二固定架8。机械立柱5上设有传动装置9，用于通过第一固定架7控制传感器基座1以5～200mm/min的速度匀速下移。传感器基座1上设有接触式传感器2，接触式传感器2为可伸缩接触式探头2，用于探测感应待测厚度的物料。可伸缩接触式探头2与传感器基座1的连接处设有接触式铜片。传感器基座1与物料基座3尺寸，长度为50～300cm，宽为50～250cm，物料基座3尺寸不小于传感器基座1尺寸。接触式传感器2为多个突出传感器基座平面10～30mm的直径为1～5mm的可伸缩接触式探头，接触到物料表面的可伸缩接触式探头2发生微小位移，使可伸缩接触式探头2与所述传感器基座1的连接处设有的接触式铜片分离，该分离信号传导至数据处理设备4。探头相互之间间距为10～100mm，在同一传感器基座上的所有探头高度相同。机械立柱5装有传感器基座1与物料基座3位移测定装置，当两者紧密贴合时数据记录为0mm，并可将数据实时反馈至数据处理设备4。数据处理设备4具有配套软件，能够控制机械立柱5带动传感器基座1下移的速率，可实时收集所有传感器探头2接触物料表面瞬间的传感器基座1与物料基座3之间的距离数据，并能够采用该配套软件绘制物料厚度分布数据图。使用本厚度测定系统时，先将待测物料平铺于物料基座3，确保物料与物料基座3之间无气泡，无褶皱产生；操作数据处理设备4的软件，控制传感器基座1以一定速度匀速下移，直至所有传感器探头2触及物料表面，终止传感器基座1下移，并采用数据处理设备4的配套软件分析处理所采集的数据，绘制物料厚度分布数据图。最后按物料实际尺寸比例打印厚度分布数据图，将图与实物对照完成原料分割。
裁切装置
图2显示了本发明的生物补片裁切装置的形状及结构。
如图所示，该装置由裁切底座(b)及裁刀(a)组成，裁刀为矩形柱状裁刀柱体1(长度为10～30cm)，柱体一端接近边缘处具有开孔2(直径5～10mm)，柱体另一端具有矩形刀刃3(长为5～30cm，宽为4～20cm)，裁切底座6(边长为20～40cm，厚度为5～15mm)上设有与裁刀1形状匹配的凹槽5(深1～3mm)，裁切底座6四角设有物料固定小柱4(直径为1～5mm，高度为5～10mm)。裁切底座及固定物料小柱材质为满足医疗器械生产质量管理规范相关要求的材料，如316不锈钢，医用级PE，医用级PMMA等；裁刀材质为不锈钢。使用本生物补片裁切装置时，将裁刀柱体1通过其上一端开孔2固定于常规台式冲床，将裁切底座6置于裁刀3之下，向下缓慢降低裁刀柱体1，确定并固定裁切底座6与裁刀3相对位置，确保裁刀3冲压时可与底座矩形凹槽5吻合；将物料通过固定小柱4固定，固定方法可为将物料直接打孔穿于小柱之上，也可为采用缝线穿过物料再将缝线绑于固定小柱之上；再向下快速冲压裁刀柱体1，即可裁切得到所需生物补片。
本发明的主要优点包括：
(1)采用本发明制备方法得到的疝补片，整体工艺未使用酶、表面活性剂、强酸强碱等对材料破坏较大试剂，可有效保留较完整的真皮基质纤维结构；对本发明制备的疝补片进行上述结构及成分的检测，结果表明本发明制备的疝补片产品与新鲜猪真皮的纤维结构相差较小，说明本发明制备方法可实现保留猪真皮基质的天然结构。
(2)采用本发明设计的生物补片裁切装置，可在较短时间内完成皮片的裁切(1～2分钟每片)，并且裁切得到的矩形补片边缘整齐平滑。
(3)本发明在保留猪真皮基质天然纤维结构同时，还能保证最终制备得到的疝补片的无菌水平及病毒灭活效果，保证了疝补片达到医疗器械产品基本要求，确保了生物安全性。本发明辐照灭菌及乙醇消毒工艺，经病毒灭活工艺验证，可完全保证各类病毒灭活，保证临床使用的安全性。
(4)采用本发明技术制备的疝补片，可提供良好的机械支持加固作用，以实现降低疝复发的效果，同时也避免了材料过早降解达不到治疗目的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
步骤一、削皮分选
提供一去毛去皮下组织的猪皮，用图1所示的厚度测定系统对其进行厚度测定，根据测定数据确定皮片厚度均匀的区域(以0.5mm为步进，将皮片厚度划分为0.8～1.3mm，1.3～1.8mm，1.8～2.3mm，2.3～2.8mm，2.8mm以上等可使用区域)，按区域分割皮片，再采用大型取皮刀削切去表皮及基底膜，得到区域厚度均匀的真皮层皮片。
步骤二、先脱脂后脱细胞处理
将步骤一制得的真皮层皮片按照下表进行工艺参数选择，按下表顺序依次完成各步骤处理，处理温度为20℃：
步骤三、裁切
将步骤二制备得到的脱脂脱细胞的猪真皮基质，采用图2所示的生物补片裁切装置进行裁切。
步骤四、辐照灭菌
将步骤三制备得到的裁切成型的脱脂脱细胞猪真皮膜片内包，并在2℃下进行伽马射线或电子束辐照灭菌，辐照剂量为15kGy，从而获得疝补片。
本实施例制备得到的疝补片由真皮层皮片构成，未经酶处理也未经碱处理，所述的疝补片中无酶残留和无碱残留，且所述疝补片中无有机溶剂残留。
所述的疝补片的厚度为1.1mm，所述疝补片的表面积为100cm2，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：I型胶原蛋白含量为600μg/mg；Ⅲ型胶原蛋白含量为100μg/mg。按所述疝补片的总重量计，所述疝补片中脂肪含量为1wt％，所述疝补片中细胞残留数量为1个/g，所述疝补片中DNA残留量为10ng/mg，且所述疝补片中无有机溶剂残留。
本实施例制备得到的疝补片的缝合强度为15.1N，拉伸强度为33.2MPa，拉伸伸长率为31％，顶破力为47N。
如图3所示，图3是本实施例制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质主要成分定量检测对比结果图。图中FP代表新鲜猪皮，HP代表疝补片，COLⅠ为Ⅰ型胶原，COLⅢ为Ⅲ型胶原。图片显示：疝补片的胶原成分与天然猪真皮基质无明显差异。
如图4所示，图4是本实施例制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质HE检测对比结果图。图中1为带有真皮及表皮组织的新鲜猪皮，2为仅有真皮组织的疝补片。图片显示：疝补片保留了与新鲜猪真皮相近的胶原纤维结构，整体结构完整，胶原纤维束方向有序可见，无异种细胞残留。
本实施例制备得到的疝补片无细胞毒性且无免疫原性，可有效保留较完整的真皮基质胶原三维支架纤维结构，避免真皮基质结构受到酶、强酸碱、表面活性剂等试剂的较大破坏，确保疝补片的结构完整性。
实施例2
步骤一、削皮分选
提供一去毛去皮下组织的猪皮，用图1所示的厚度测定系统对其进行厚度测定，根据测定数据确定皮片厚度均匀的区域(以1mm为步进，将皮片厚度划分为0.8～1.8mm，1.8～2.8mm，2.8mm以上等区域)，按区域分割皮片，再采用电动取皮刀削切去表皮及基底膜，得到区域厚度均匀的真皮层皮片。
步骤二、先脱细胞后脱脂处理
将步骤一制得的真皮层皮片按照下表进行工艺参数选择，按下表顺序依次完成各步骤处理，处理温度为30℃：
步骤三、裁切
将步骤三制备得到的脱细胞脱脂的猪真皮基质，采用图2所示的生物补片裁切装置进行裁切。
步骤四、辐照灭菌
将步骤四制备得到的裁切成型的脱细胞脱脂猪真皮膜片内包，并在8℃下进行伽马射线或电子束辐照灭菌，辐照剂量为30kGy，从而获得疝补片。
本实施例制备得到的疝补片的厚度为1.8mm，所述疝补片的表面积为150cm2，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：I型胶原蛋白含量为550μg/mg；Ⅲ型胶原蛋白含量为90μg/mg。
本实施例制备得到的疝补片的缝合强度为15.3N，拉伸强度为30.2MPa，拉伸伸长率为32％，顶破力为45N。
如图5所示，图5是实施例1和本实施例制备得到的疝补片与同类产品及新鲜猪真皮基质缝合强度、拉伸强度、拉伸伸长率、顶破力等检测对比结果图。图中样品编号1,2为实施例1和本实施例制备的疝补片，3为同类产品，4为新鲜猪真皮基质。图片显示：实施例1和本实施例制备的疝补片与同类产品及新鲜猪真皮基质机械性能无显著差异，显示本实施例制备的疝补片具有良好的临床应用前景。
如图7所示，图7是本实施例制备得到的疝补片体外细胞毒性检测结果图。图中HP代表本实施例制备的疝补片，CK代表空白对照组，PE代表高密度聚乙烯阴性对照组，DMSO代表二乙烯基砜阳性对照组，纵坐标百分率表示L929细胞的体外培养增殖率。图片显示：疝补片、空白组及阴性组的细胞增殖率无显著差异，而阳性组细胞增殖率低于20％，表明本实施例制备的疝补片具有良好的细胞相容性。
如图8所示，图8是本实施例制备得到的疝补片体外淋巴细胞增殖检测结果图。图中HP代表本实施例制备的疝补片，CK代表空白对照组，CP代表同类产品，纵坐标百分率表示人淋巴细胞体外培养增殖率。图片显示：疝补片以及同类产品与空白对照组相比，均未引起人淋巴细胞体外异常增殖或凋亡，表明本实施例制备的疝补片具有良好的免疫原性。
本实施例制备得到的疝补片具有良好的生物相容性，体外细胞毒性及体外淋巴细胞增殖实验检测结果显示，疝补片无体外细胞毒性，无刺激或抑制淋巴细胞的免疫原性，用于疝修补组织的加强具有良好的安全性保证。
实施例3
步骤一、削皮分选
提供一去毛去皮下组织的猪皮，用图1所示的厚度测定系统对其进行厚度测定，根据测定数据确定皮片厚度均匀的区域(以0.5mm为步进，将皮片厚度划分为0.8～1.3mm，1.3～1.8mm，1.8～2.3mm，2.3～2.8mm，2.8mm以上等可使用区域)，按区域分割皮片，再采用大型取皮刀削切去表皮及基底膜，得到区域厚度均匀的真皮层皮片。
步骤二、先脱脂后脱细胞处理
将步骤一制得的真皮层皮片按照下表进行工艺参数选择，按下表顺序依次完成各步骤处理，处理温度为20℃：
步骤三、辐照灭菌
将步骤二制备得到的脱脂脱细胞的猪真皮基质内包，并在2℃下进行伽马射线或电子束辐照灭菌，辐照剂量为15kGy。
步骤四、裁切
将步骤三制备得到的脱脂脱细胞的猪真皮基质，采用图2所示的生物补片裁切装置进行裁切，从而获得疝补片。
本实施例制备得到的疝补片的厚度为2.8mm，所述疝补片的表面积为250cm2，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：I型胶原蛋白含量为620μg/mg；Ⅲ型胶原蛋白含量为110μg/mg。
如图6所示，图6是本实施例制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质体外降解性能检测对比结果图。图中Hyp为体外降解产物羟脯氨酸，time为降解时间，FP代表新鲜猪皮，HP代表疝补片。图片显示：本实施例制备得到的疝补片与新鲜猪真皮基质体外降解性能无明显差异，疝补片的降解速率与新鲜猪皮相近。
实施例4
步骤一、削皮分选
提供一去毛去皮下组织的猪皮，用图1所示的厚度测定系统对其进行厚度测定，根据测定数据确定皮片厚度均匀的区域(以0.4mm为步进，将皮片厚度划分为0.8～1.2mm，1.2～1.6mm，1.6～2.0mm，2.0～2.4mm，2.4～2.8mm，2.8mm～3.2mm等可使用区域)，按区域分割皮片，再采用电动取皮刀削切去表皮及基底膜，得到区域厚度均匀的真皮层皮片。
步骤二、先脱细胞后脱脂处理
将步骤一制得的真皮层皮片按照下表进行工艺参数选择，按下表顺序依次完成各步骤处理，处理温度为15℃：
步骤三、裁切
将步骤二制备得到的脱细胞脱脂的猪真皮基质，采用图2所示的生物补片裁切装置进行裁切。
步骤四、辐照灭菌
将步骤三制备得到的裁切成型的脱细胞脱脂猪真皮膜片内包，并在4℃下进行伽马射线或电子束辐照灭菌，辐照剂量为22kGy，从而获得疝补片。
本实施例制备得到的疝补片的厚度为2.5mm，所述疝补片的表面积为80cm2，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：I型胶原蛋白含量为500μg/mg；Ⅲ型胶原蛋白含量为80μg/mg。
如图9所示，图9是本实施例制备得到的疝补片用于犬腹股沟疝修复结果图。图中犬数量表示实验动物的总数，“1周”、“4周”、“8周”、“16周”、“26周”代表动物观察周期。图片显示：在犬动物实验26周的观察期间，疝补片加强疝气薄弱破裂组织效果显著，无感染、炎症、假体移位或露出等并发症发生，保证了优异的动物实验有效性结果，本实施例制备的疝补片具有良好的生物相容性及疝修复效果。
实施例5
步骤一、削皮分选
提供一去毛去皮下组织的猪皮，用图1所示的厚度测定系统对其进行厚度测定，根据测定数据确定皮片厚度均匀的区域(以0.5mm为步进，将皮片厚度划分为0.8～1.3mm，1.3～1.8mm，1.8～2.3mm，2.3～2.8mm，2.8mm以上等可使用区域)，按区域分割皮片，再采用大型取皮刀削切去表皮及基底膜，得到区域厚度均匀的真皮层皮片。
步骤二、先脱脂后脱细胞处理
将步骤一制得的真皮层皮片按照下表进行工艺参数选择，按下表顺序依次完成各步骤处理，处理温度为20℃：
步骤三、裁切
将步骤二制备得到的脱脂脱细胞的猪真皮基质，采用图2所示的生物补片裁切装置进行裁切。
步骤四、辐照灭菌
将步骤三制备得到的裁切成型的脱脂脱细胞猪真皮膜片内包，并在4℃下进行伽马射线或电子束辐照灭菌，辐照剂量为25kGy，从而获得疝补片。
本实施例制备得到的疝补片的厚度为1.0mm，所述疝补片的表面积为300cm2，所述疝补片中胶原蛋白的含量为：I型胶原蛋白含量为650μg/mg；Ⅲ型胶原蛋白含量为120μg/mg。
本实施例制备得到的疝补片如图10所示，工艺中采用厚度测定系统及专用裁切装置，较好保证了制备得到的疝补片厚度均匀程度及补片规整的外观，确保了临床应用时的稳定性。
实施例6
本实施例利用实施例5制备得到的疝补片进行疝修补术。
对比例
中国专利CN 1330316采用500～1500MPa的超高静水压力处理各类软组织，中国专利申请CN 102470149采用至少200MPa的超高静水压力处理软组织，中国专利申请CN101185770采用600～1000MPa的超高静水压力处理猪血管，经本发明人验证，上述超高静水压力值均不适合处理猪真皮基质，经上述压力参数处理后的猪真皮基质，相比处理前的体外降解速率要显著增快，植入后降解速率与机体组织再生速率不匹配，制备得到的真皮基质降解过快而无法作为植入材料应用于疝组织修补。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (11)
1.一种无细胞的疝补片，其特征在于，所述的疝补片为经脱脂和脱细胞处理的猪皮皮片，所述皮片是真皮层皮片，并且所述疝补片中脂肪含量为≤3wt％，以所述疝补片的总重量计；
并且所述疝补片的厚度为0.3-3.0mm；
并且，所述的疝补片具有选自下组的全部特征：
(1)所述疝补片的缝合强度为≥10N，按《YY 0500-2004心血管植入物人工血管》中8.8的方法测定；
(2)所述疝补片的拉伸强度为≥20MPa,按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(3)所述疝补片的拉伸伸长率为≥20％，按《GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》方法测定；
(4)所述疝补片的顶破力为≥35N,按《GB/T 19976-2005纺织品顶破强力的测定钢球法》方法测定；
(5)所述疝补片中胶原蛋白的含量为：
I型胶原蛋白含量为500-650μg/mg；
Ⅲ型胶原蛋白含量为80-120μg/mg；
(6)所述的疝补片是未经酶处理，也未经碱处理的；
(7)所述疝补片中细胞残留数量≤1个/g，按所述疝补片的总重量计；和
(8)所述疝补片中DNA残留量≤10ng/mg，按所述疝补片的总重量计；
其中，所述疝补片通过下述方法制备的：
(a)提供一真皮层皮片，所述真皮层皮片来源于猪皮；
(b)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱脂处理，从而获得经脱脂的真皮层皮片；所述的脱脂处理包括：用醇溶剂浸泡所述真皮层皮片一段时间tb，然后进行水洗，从而获得所述经脱脂的真皮层皮片；
(c)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱细胞处理，从而获得经脱细胞的真皮层皮片；所述脱细胞处理包括：在静水压力20-180MPa的条件下，对所述真皮层皮片进行一段时间tc处理，然后进行水洗，从而获得所述经脱细胞的真皮层皮片；
(d)将上一步骤获得的真皮层皮片进行后处理，其中所述的后处理包括：用裁切装置进行裁切和/或灭菌，从而获得所述的疝补片；
其中，步骤(b)和(c)的次序可以互换。
2.根据权利要求1所述的疝补片，其特征在于，所述疝补片的厚度偏差≤0.5mm；和/或所述疝补片的表面积为24-600cm2。
3.根据权利要求1所述的疝补片，其特征在于，所述的时间tc为1-180分钟。
4.根据权利要求3所述的疝补片，其特征在于，所述的时间tc为2-120分钟。
5.一种权利要求1所述的疝补片的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(a)提供一真皮层皮片，所述真皮层皮片来源于猪皮；
(b)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱脂处理，从而获得经脱脂的真皮层皮片；所述的脱脂处理包括：用醇溶剂浸泡所述真皮层皮片一段时间tb，然后进行水洗，从而获得所述经脱脂的真皮层皮片；
(c)对上一步骤获得的所述的真皮层皮片进行脱细胞处理，从而获得经脱细胞的真皮层皮片；所述的脱细胞包括：在静水压力20-180MPa的条件下，对所述真皮层皮片进行一段时间tc处理，然后进行水洗，从而获得所述经脱细胞的真皮层皮片；
(d)将上一步骤获得的真皮层皮片进行后处理，其中所述的后处理包括：用裁切装置进行裁切和/或灭菌，从而获得所述的疝补片；
其中，步骤(b)和(c)的次序可以互换。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的时间tb为3-60小时。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的时间tc为1-180分钟。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤(b)和(c)之间，或步骤(c)和(b)之间，还包括以下步骤：(m)对所述真皮层皮片进行消毒。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤(d)中，还包括以下步骤：(n)对所述真皮层皮片进行消毒。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)包括子步骤:
(a1)提供一去毛去皮下组织的猪皮；
(a2)用厚度测定系统对步骤(a1)中的猪皮进行厚度测定；
(a3)根据步骤(a2)测得的数据确定皮片厚度均匀的区域；
(a4)按步骤(a3)确定的区域，对所述猪皮进行分割，从而获得经分割的皮片；
(a5)对所述经分割的皮片进行削切处理，从而获得去除表皮并去除基底膜的、经削切的真皮层皮片。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a5)中，用大型取皮刀或电动取皮刀进行削切处理。
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| CN102470149A (zh) * | 2009-08-18 | 2012-05-23 | 生命细胞公司 | 用于处理组织的方法 |
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| CN103251987A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-08-21 | 陕西佰傲再生医学有限公司 | 一种脱细胞生物补片及其制备方法和装置 |
| CN104706443A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-06-17 | 东华大学 | 一种具有刚度梯度变化的疝修补补片及其制备方法 |
-
2016
- 2016-05-23 CN CN201610343983.8A patent/CN105999411B/zh active Active
Patent Citations (4)
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