CN107007886A - 一种生物组织基质材料、制备方法及其用途 - Google Patents

一种生物组织基质材料、制备方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种生物组织基质材料、制备方法及其用途。所述生物组织基质材料的特征在于,包括细胞外基质,所述细胞外基质包括胶原纤维、生长因子和纤连蛋白。所述生物组织基质材料由小肠粘膜下层基质材料制成。所述制备方法的特征在于,包括以下步骤:脱细胞:脱细胞液包括胰蛋白酶和PBS溶液,所述脱细胞液还包括EDTA、EDTA‑2Na或EDTA‑4Na;在多频超声环境中用脱细胞液处理进行脱细胞,所述双频超声至少包含频率不同的两个超声频率。本发明对脱细胞工艺技术进行改进,得到的产品DNA残留量更低,免疫原性更低、抗感染能力更高、修复能力更强。

Description

一种生物组织基质材料、制备方法及其用途
技术领域
本发明涉及医用生物材料技术领域,具体涉及一种生物组织基质材料、制备方法及其用途;更进一步地涉及免疫原去除后的生物组织基质材料、具体的处理方法和具体的应用。
背景技术
在医学上使用的修补材料可分为四大类:第一类为不可吸收的聚酯补片、聚丙烯补片、膨化聚四氟乙烯补片;第二类为可吸收的聚羟基乙酸、聚乳酸羟基乙酸;第三类为复合补片;第四类为脱细胞外基质生物补片(ECM)。
有文献报道,不可吸收材料的补片:聚酯补片,腹部切口疝病人应用材料修补并发症分析表明,复发率为34%,感染率为12%,肠梗阻为12%,最为严重是16%肠瘘发生率。聚丙烯补片,目前最常用的腹壁缺损修补材料,但也有许多缺点。首先,补片的表面比较粗糙,在用于腹壁全层缺损修补时,其与内脏器官直接接触,不仅可引起较严重的腹腔粘连,而且可能侵蚀肠壁,引起肠瘘;其次,进行大的腹壁缺损修补,后期的疤痕收缩会造成网片扭曲,其不规则的表面可能刺激并损伤周围组织,引起感染及皮肤窦道形成。
可吸收类补片:聚羟基乙酸和聚乳酸羟基乙酸补片,在90天左右被完全吸收。临床上最早报道用于修补受伤的脾和肾。此类材料不能单独作为腹部疝永久性修补材料,可作为腹膜缺损修补材料和有污染创面的腹壁切口疝和缺损的暂时性修补材料,可以在不引起并发症的情况下临时恢复腹壁连续性,帮助患者度过疾病的危险期,再用不吸收补片进行二期修补。
复合补片:为了减少术后疼痛和不适的感觉,2004年Yelimlies等报道了用β-葡聚糖包被的聚丙烯网作为假体治疗腹股沟疝的临床客观和主观指标。经过113例Lichtenstein手术和腹腔镜手术,初步结论用β-葡聚糖包被的聚丙烯网治疗腹股沟疝比传统聚丙烯网的治疗能明显减少手术后疼痛和不适的发病率,提高生活质量。
细胞外基质补片:使用高分子材料后部分患者可能会出现浆液肿、感染、慢性疼痛、补片皱缩、肠粘连、肠梗阻、肠瘘和复发等问题。脱细胞的细胞外基质(AcellularExtracellular Matrix,AEM)是由同种或异种异体的组织采用脱细胞技术,去除能引起宿主免疫排斥反应的所有成分,完整保留了细胞外基质和立体支架结构,宿主细胞在支架上生长,分泌新的细胞外基质成分,形成自身组织,完成对缺损组织的修复和重建。此类型补片属于新发展起来的一种新型修补材料。
基于组织工程学原理以动物组织为原料的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)材料是主要发展方向。ECM是由多种大分子物质如胶原、非胶原性蛋白、氨基聚糖、弹性蛋白等成分,按一定比例和结构建成的复杂的有机三维整体,为各种细胞的生存及活动提供适宜的场所和微环境,能够调节各种细胞的生长、形状、代谢、迁移、增殖和分化,进而调控组织和器官功能。组织缺损的一个严重后果是“土壤”——ECM的丧失,这也是机体自身无法实现组织修复和再生的原因。天然的ECM可以作为组织再生的“土壤”,是理想的组织修复材料。去除动物组织的细胞成分可以去除大部分的免疫原性,并保留ECM成分,可以开发出理想的生物修补材料。目前,已经用于临床的生物活性材料包括同种异体真皮、猪小肠粘膜下层、猪真皮、胚胎牛真皮等ECM材料。其中脱细胞小肠粘膜下层(small intestinalsubmucosa,SIS)基质材料是目前学术界公认的最理想的组织修复材料。美国Cook BiotechIncorporated的以猪小肠粘膜下层为原料的生物修补片(商品名:Biodesign Surgisis)在欧美国家已占据10-30%的生物修补片市场,并于2010年底进入我国市场。
Biodesign Surgisis产品具有天然特有的ECM结构和组成,能够主动诱导组织再生,免疫原性低,组织相容性好,可降解等优势。但随着临床应用的增加,BiodesignSurgisis产品的问题也显现出来。临床研究显示:Biodesign Surgisis产品在临床应用中出现了不同程度的浆液肿、感染、慢性炎症反应、组织愈合不良等并发症,其中浆液肿发生率最高。并发症可能导致疾病的复发,甚至需要二次手术去除。另外,产品的抗感染能力以及不同批次的产品的稳定性和统一性较差。
一方面,动物源DNA残留是Biodesign Surgisis产品的主要缺点。BiodesignSurgisis的生产工艺并没有考虑到清除DNA残留的环节,其产品标准也未规定DNA残留控制的内容(参考标准:YZB/USA 0944-2010)。研究已证实,浆液肿是由TH2炎性细胞因子反应引起的,而该反应就是由动物源DNA的慢性免疫反应所导致。另一方面,Biodesign Surgisis产品采用普通杂交系猪作为动物源,杂交系动物遗传背景的个体差异导致了不同批次产品的不稳定性和不统一性。再一方面,Biodesign Surgisis产品采用的成型工艺使SIS基质材料的空间结构压缩,破坏了天然的ECM三维结构,影响产品的抗感染能力和促进组织再生能力。
发明内容
基于以上现有技术,本发明提供一种生物组织基质材料,对现有生物修补片的脱细胞工艺技术进行改进,使本发明生物组织基质材料与现有产品相比,DNA残留量更低,免疫原性更低、抗感染能力更高、修复能力更强。
为实现上述一个或多个目的,本发明提供一种生物组织基质材料,该材料包括细胞外基质,所述细胞外基质包括胶原纤维、生长因子和纤连蛋白(fibronectin,FN)。
本发明所述的细胞外基质(小肠粘膜下层基质材料)由小肠粘膜下层组织材料(小肠粘膜下层)制成。
本发明所述的小肠粘膜下层组织材料为哺乳动物的小肠粘膜下层组织材料。
本发明所述的小肠粘膜下层组织材料为猪或牛的小肠粘膜下层组织材料。
本发明所述的细胞外基质中动物源DNA残留量(动物源性生物材料DNA残留量)小于10ng/mg,优选小于3ng/mg,α-Gal抗原清除率不低于99%。DNA和α-Gal是抗原,如果生物材料中这些物质含量过高,放入人体后会使人体发生免疫排斥反应,而上述含量的有效控制克服了上述免疫排斥反应的缺陷,上述这些物质的去除是通过脱细胞步骤实现的。
本发明还提供一种上述生物组织基质材料的制备方法,步骤包括:
(1)原料的初处理:取小肠粘膜下层组织材料,清洗,滤干;
(2)病毒灭活:采用过氧乙酸-乙醇溶液浸泡小肠粘膜下层组织材料,进行病毒灭活;
(3)在超声环境下清洗由步骤(2)得到的小肠粘膜下层组织材料,然后滤干;
(4)脱细胞:在超声环境中用脱细胞液处理进行脱细胞;
(5)在超声环境中进行清洗,得到小肠粘膜下层基质材料。
本发明步骤(2)的过氧乙酸-乙醇溶液,其中过氧乙酸的体积百分比浓度为0.1%-5%、乙醇的体积百分比浓度为5%-40%(用水配置成溶液),过氧乙酸-乙醇溶液与小肠粘膜下层组织材料的体积比为(3-20)︰1,灭活时间2-4小时,灭活的温度范围为10-40℃。
本发明步骤(3)的清洗过程中,采用清洗液清洗小肠粘膜下层组织材料,清洗液为pH值为7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液温度为20℃,PBS溶液与小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为(20-40)︰1;然后采用纯化水清洗,纯化水与小肠粘膜下层组织材料比例为(20-40)︰1,至检测电导率为10μS/cm以下终止;清洗过程在超声波清洗机中进行,频率优选40kHz,功率优选3000W以上。
本发明步骤(4)的脱细胞液包括胰蛋白酶和PBS溶液,所述脱细胞液还包括EDTA、EDTA-2Na或EDTA-4Na;脱细胞液中胰蛋白酶的质量百分比浓度为0.01-0.2%,优选0.02-0.05%;EDTA、EDTA-2Na或EDTA-4Na的浓度为0.1-1mmol/L,优选0.4-0.8mmol/L;脱细胞液的pH值为7.0-8.0,优选为7.2-7.5;所述脱细胞液与小肠粘膜下层组织材料体积比为(20-40)︰1,脱细胞过程在双频超声波装置中进行,其中低频频率范围为20-40KHz,高频频率为60-90KHz,其中低频处理5-40min,高频处理5-40min,脱细胞液的温度范围为20-35℃;超声功率5000W以上。采用胰蛋白酶和EDTA,使细胞与细胞外基质之间的连接被破坏;采用低频超声对细胞进行破碎,同时使用高频超声作用于破碎的细胞及细胞外基质,进一步使细胞脱离细胞外基质,达到脱细胞目的。采用上述方式,对整个细胞脱离基质过程中的各个步骤进行强化,使细胞被从基质上完全脱离。到达最佳的免疫原去除效果。
本发明步骤(5)的清洗过程中,采用清洗液清洗小肠粘膜下层组织材料,清洗液为pH值为7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液与小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为(20-40)︰1;然后采用降温的注射用水清洗,注射用水与小肠粘膜下层组织材料比例为(20-40)︰1,注射用水温度20-35℃,检测清洗注射用水与未清洗注射用水电导率之差小于1μS/cm终止;清洗过程在超声波清洗机中进行,频率优选40kHz,功率优选3000W以上。
本发明的生物组织基质材料的制备方法,步骤还包括:(6)固定成型:将一层或多层由步骤(5)得到的小肠粘膜下层基质材料放置在模具上;(7)真空冷冻干燥:在真空冷冻干燥机中进行小肠粘膜下层基质材料的冷冻干燥。
本发明上述步骤(6)所述的模具包括带针底板与压框,将一或多层小肠粘膜下层基质材料平铺于所述带针底板上,将所述压框放置于小肠粘膜下层基质材料上,将所述带针底板和所述压框相对固定。本发明提到的模具,具体的结构可以参考发明专利ZL201310203602.2。
本发明步骤(7)所述的真空冷冻干燥,具体为:将带有小肠粘膜下层基质材料的模具放置于真空冷冻干燥机中;先预冻至-45℃,保温1-2小时;然后开启真空泵,调节温度至-15℃,保温5-7小时,再调节温度至0℃,保温2小时,最后调节温度至25℃,保温4小时,完成真空冷冻干燥;冷冻干燥装置的腔室内的压强为1-50Pa。本发明生物组织基质材料的制备方法,制备步骤还进一步包括:(8)打孔包装,(9)灭菌解析步骤。
所述步骤(8)打孔包装,具体为:干燥材料在模具上切割成固定的形状(包括方形、圆形或其他形状),然后放入机械打孔机中,以间距0.9cm进行打孔,孔直径1.5毫米,然后采用特卫强包装袋包装。
所述步骤(9)灭菌解析步骤具体为:采用环氧乙烷进行灭菌,灭菌条件为:先温度20-40℃保温时间2-4小时,湿度30-70%,然后通入浓度300-1000mg/L环氧乙烷,灭菌4-8小时;解析过程在通风的解析室中进行,温度控制在10-30℃之间,时间14-28天。
本发明采用猪或牛小肠粘膜下层材料作为原料。
本发明中注射用水的使用标准依照国家药典中规定。
本发明还提供一种上述生物组织基质材料在制备医用修复材料中的用途,所述的医用修复材料用于修复耳科、面部、骨膜、神经、硬脑膜、硬脊膜、肌腱、韧带、泌尿道、膀胱、输尿管、腹股沟疝、食道裂孔疝、腹壁疝、乳房或子宫粘膜中的组织缺损。更为具体的用于修复耳科、骨膜、神经、硬脑膜、硬脊膜、肌腱、韧带、泌尿道、膀胱、输尿管、腹股沟疝、食道裂孔疝、腹壁疝、乳房、子宫粘膜等的各种组织缺损及各种组织的保护、隔离、固定、修复、重建、加固,包括但不限于肿瘤切除、外科手术切除、吻合口加固等软组织损伤后创面保护、隔离、固定、修复、重建、加固。
与现有技术相比,本发明具有以下显著优点和有益效果:
(1)多频超声脱细胞工艺:根据小肠粘膜下层材料对不同超声波频率的响应,利用多频超声处理小肠粘膜下层,减少了细胞洗脱过程化学试剂使用量与作用时间,保护脱细胞外基质胶原蛋白纤维完整性与三维多孔结构;
(2)酶法细胞洗脱工艺:采用胰蛋白酶和EDTA复合溶液,脱除细胞过程温和,减少对基质结构的破坏,保留基质中的活性生长因子;
(3)多频超声与酶法细胞洗脱工艺相结合,提高脱细胞工艺效率。
(4)成型工艺技术:模具法真空冷冻干燥,提高多层基质间的结合强度,减少植入后浆液肿发生风险,兼顾多孔结构设计,孔隙率可达90%以上,有利入植入后的血管化与组织重建;
(5)灭菌工艺:通过灭菌过程调整产品体内降解过程,使脱细胞生物修补片逐步降解,与重建组织再生过程基本同步,最终脱细胞生物修补片完全被宿主组织代替;
(6)该生物修补片可用于耳科、骨膜、神经、硬脑膜、硬脊膜、肌腱、韧带、泌尿道、膀胱、输尿管、腹股沟疝、食道裂孔疝、腹壁疝、乳房、子宫粘膜、各种创面及各种肿瘤切除、吻合口加固等软组织损伤后创面保护、隔离、固定、修复、重建。
(7)现有技术采用双氧水消毒,而采用双氧水氧化性很强,会使材料细胞外基质发生损伤,而本发明采用过氧乙酸-乙醇溶液进行病毒灭活克服上述缺陷。另,现有技术中仅采用高渗盐和碱溶液进行脱细胞处理,而这两种试剂性质过于强烈,容易使细胞外基质发生损伤;本发明采用更温和的胰蛋白酶和EDTA复合溶液以及双频超声处理相配合进行脱细胞处理,这一步骤是制造生物材料很重要的一个环节,只有将作为免疫原的细胞含量降至极低或完全去除,植入体内的材料才不会引发免疫反应,从而保证了材料的安全性;采用胰蛋白酶和EDTA使细胞与细胞外基质之间的连接被破坏,然后采用低频超声对细胞进行破碎,同时使用高频超声作用于破碎的细胞及细胞外基质,进一步使细胞脱离细胞外基质,从而达到脱细胞目的,针对脱细胞的各个环节采用对应的方法进行细节上的处理,使脱细胞效果更好,细胞残留更低。
(8)本发明的方法制备的生物组织基质材料是一种平台性产品,该基质材料为微观多孔结构,为提供细胞生长的支架。根据放置组织器官位置不同,各组织器官的功能性细胞在基质材料上爬附、生长,形成相应组织结构并发挥对应的组织功能,而且基质材料成为组织的一部分。因而根据本发明方法制备的产品可以针对多种适应症形成多种医用产品。这些产品可以应用于包括但不限于耳科、骨膜、神经、硬脑膜、硬脊膜、肌腱、韧带、泌尿道、膀胱、输尿管、腹股沟疝、食道裂孔疝、腹壁疝、乳房、子宫粘膜、各种组织缺损及各种组织的保护、隔离、固定、修复、重建、加固,包括但不限于肿瘤切除、外科手术切除、吻合口加固等软组织损伤后创面保护、隔离、固定、修复、重建、加固。
附图说明
图1所示的是本发明脱细胞基质材料的HE染色图;
图2所示的是本发明制备的冷冻干燥生物修补片的超微结构图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述,但本发明实施方案不局限于此。
实施例1:
本实施例涉及动物源植入性生物修补片的制备方法,包括以下操作步骤:
(1)原料的初处理:
取猪或牛小肠粘膜下层组织材料(猪小肠粘膜下层组织材料又称为猪小肠粘膜下层SIS)分割成宽8cm,长15cm的规定尺寸,剔除无用组织(例如淋巴组织),用自来水冲洗1-3次,再用纯化水冲洗至表面无污渍,将冲洗后的猪或牛小肠粘膜下层组织材料置于滤网等滤水装置5分钟以上,将水滤干。取用小肠时,将滤水后的小肠用量筒等量取体积的装置进行量取。
(2)病毒灭活:
采用过氧乙酸-乙醇溶液浸泡猪或牛的小肠粘膜下层组织材料进行病毒灭活,该过程可在不锈钢桶中进行。过氧乙酸-乙醇溶液中过氧乙酸的浓度为1%(体积百分比)、乙醇的浓度为24%(体积百分比),过氧乙酸-乙醇溶液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为5︰1,灭活时间2小时,灭活温度(即浸泡猪或牛小肠粘膜下层组织材料的过氧乙酸-乙醇溶液的温度)范围为20℃。
(3)清洗过程:
采用清洗液清洗猪或牛的小肠粘膜下层组织材料,清洗液为pH值为7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液温度为20℃,PBS溶液与猪或牛小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为30︰1,优选清洗3次,每次20分钟;然后采用纯化水清洗,纯化水与猪或牛小肠粘膜下层组织材料比例为30︰1,至检测电导率为10μS/cm以下终止;清洗过程在超声波清洗机中进行,频率优选40kHz,功率优选3000W以上。
(4)脱细胞:
脱细胞液为包括质量百分比浓度0.025%胰蛋白酶和浓度为0.5mmol/L的EDTA-2Na的PBS溶液;脱细胞液pH值为7.2-7.4;脱细胞液与猪或牛小肠粘膜下层组织材料混合比例(体积比)为30︰1,脱细胞过程在双频超声波装置中进行,包含低频和高频两个频率,其中低频频率为20KHz,高频频率为80KHz,超声功率为5KW,其中低频处理10min,高频处理10min,温度为30℃;超声功率5000W。
(5)清洗过程:
采用清洗液进行清洗,清洗过程在超声波清洗机中进行,超声波的功率为3000W以上。清洗液为pH7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液温度为20℃,PBS溶液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为30︰1,优选清洗3次,每次20分钟;然后采用20℃的降温的注射用水清洗,注射用水与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料比例(体积比)为30︰1,检测清洗注射用水与未清洗注射用水电导率之差小于1μS/cm终止,频率优选40kHz,功率优选3000W以上。
实施例2:
本实施例涉及动物源植入性生物修补片的制备方法,包括以下操作步骤:
(1)原料的初处理:
取猪或牛的小肠粘膜下层组织材料分割成规定尺寸宽5cm,长15cm,剔除无用组织(例如淋巴组织),用纯化水冲洗至表面无污渍,将冲洗后的猪或牛的小肠粘膜下层材料置于滤网等滤水装置5分钟以上,将水滤干。取用小肠时,将滤水后的小肠用量筒等量取体积的装置进行量取。
(2)病毒灭活:
采用过氧乙酸-乙醇溶液浸泡猪或牛的小肠粘膜下层组织材料进行病毒灭活,该过程可在不锈钢桶中进行。过氧乙酸-乙醇溶液中过氧乙酸的浓度为4%(体积百分比)、乙醇的浓度为30%(体积百分比),过氧乙酸-乙醇溶液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为10︰1,灭活时间2小时,温度范围为22℃。
(3)清洗过程:
采用清洗液清洗猪或牛的小肠粘膜下层组织材料,清洗液为pH值为7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液温度为22℃,PBS溶液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为25︰1,清洗3次,每次20分钟,然后采用20℃的注射用水清洗,注射用水与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料比例为30︰1,至检测电导率为10μS/cm以下终止;清洗过程在超声波清洗机中进行。
(4)脱细胞:
脱细胞液为包括质量百分比浓度0.1%胰蛋白酶和浓度为0.5mmol/L的EDTA和PBS溶液;脱细胞液pH值为7.2-7.4;脱细胞液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料混合比例(体积比)为30︰1,脱细胞过程在双频超声波装置中进行,包含低频和高频两个频率,其中低频频率为25KHz,高频频率为70KHz,超声功率为5KW,其中低频处理7min,高频处理15min,温度为30℃;超声功率5200W。
(5)清洗过程:
采用清洗液进行清洗,清洗过程在超声波清洗机中进行,超声波的功率为3000W以下。清洗液是pH值为7.2-7.4的PBS溶液,PBS溶液温度为20℃,PBS溶液与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料的比例(体积比)为30︰1,优选清洗3次,每次20分钟,然后采用20℃的注射用水清洗,注射用水与猪或牛的小肠粘膜下层组织材料比例(体积比)为30︰1,检测清洗注射用水与未清洗注射用水电导率之差小于1μS/cm终止。
实施例3:
本发明涉及的制造方式还可以包括以下步骤:
(6)固定成型:
在模具上进行,所述模具包括带针底板与压框,需要根据不同的规格尺寸选择不同的模具,将步骤(5)制备的猪或牛的小肠粘膜下层基质材料平铺于带针底板上,将所述压框放置于猪或牛的小肠粘膜下层基质材料上,压框的尺寸可为最终裁剪的尺寸或更宽,将所述带针底板和所述压框相对固定。
(7)真空冷冻干燥:
在真空冷冻干燥机中进行,产品的冷冻干燥工艺需要根据不同的设备重新确认,将模具平铺于真空冷冻干燥机中,关闭冻干室的门,打开循环泵约1分钟,开启压缩机对冻干箱致冷,将步骤(6)的模具连同上面的猪或牛的小肠粘膜下层基质材料预冻至-45℃,保温1-2小时,然后开启真空泵,调节温度至-15℃,保温5-7小时,再调节温度至0℃,保温2小时,最后调节温度至25℃,保温4小时,真空冷冻干燥完成;冷冻干燥装置的腔室内的压强为20-25Pa。
步骤(6)和(7)可以与前述实施例任意组合。
实施例4:
本发明涉及的制造方式还可以包括以下步骤:
(8)打孔包装:
干燥材料取出后,在模具上用切割装置切割成宽4cm,长7cm,然后放入机械打孔机中,以间距0.9cm进行打孔,孔直径1.5毫米,然后采用双层特卫强包装袋包装,该过程需要无菌转运与操作。
(9)灭菌解析:
采用环氧乙烷进行灭菌,灭菌条件为:先温度40℃保温4小时,湿度30-70%,然后通入浓度300-1000mg/L环氧乙烷,灭菌6小时;解析过程在通风的解析室中进行,温度控制在20℃之间,时间14天。
步骤(8)和(9)可以与前述实施例任意组合。
从图1及图2可以看出,经过本发明的制备工艺获得的样品中,细胞等免疫原被彻底去除,并且细胞外基质部分完整光洁,无破损。因而,采用本发明的制备工艺得到的生物基质材料保持了小肠粘膜下层材料的多孔空间结构,使其具有很好的力学强度,同时基本上消除了免疫原性。
对上述实施例所制备的生物修补片材料进行理化性质、生物学检测。
1.对制备的生物修补片进行物理性能检测,检测项目包括外观、缝合保持力、抗张强度、破裂强度、孔隙率测定。
1)孔隙率测定:采用孔隙率测定仪测定材料的孔隙率,并与Biodesign Surgisis产品进行对比。结果:实施例3提供的样品的孔隙率为91%,Biodesign Surgisis产品的孔隙率为78%。
2)缝合保持力检测:方法:用2-0号外科缝线或相同直径的不锈钢丝缝合在修补片一端边缘2毫米处,将缝线或不锈钢丝与修补片的另一端固定在拉力仪上,以20mm/min的速度进行拉伸,直到缝合点被撕裂,记录下缝合点被撕裂时的拉力。按上述方法对3批样品进行检测。结果:缝合抗拉强度大于或等于5N。
3)抗张强度检测方法:方法:使用拉伸(压缩)试验机,将补片裁剪成条状试样,裁剪后在相对湿度40%-60%,温度为22℃±2℃的条件下放置2小时后立即进行试验。将试样两端固定在拉伸试验机的夹头上,以100mm/min的速度依次向外拉伸直到试样断裂,以N为单位记录下试样断裂时的力。按照上述方法对3批样品进行检测。结果大于200N。
4)爆破强度检测:方法,使用拉伸(压缩)试验机,将材料裁剪成23×23mm的正方形式样备用,在相对湿度为40%-60%,温度为22℃±2℃的条件下放置2小时后立即进行试验。用环形夹具将试样固定在拉伸试验机的工作台上,使球形探头以750mm/min的速度穿过试样,记录下探头穿破试样的力。按上述方法对3批样品进行检测。结果:爆破强度大于120N。
2.化学性能检测,检测项目包括病毒、酸碱度、DNA残留、细菌内毒素、重金属、环氧乙烷残留。
1)检验液制备:取样品的厚度均匀部分,切成1cm2的碎片,用水洗净后晾干,然后加入玻璃容器中,按样品总表面积(cm2)与水(mL)的比为5:1的比例加水,加盖后置于压力蒸汽灭菌器中,在121℃加热30min,加热结束后将样品与液体分离,冷至室温作为检验液。取同体积水置于玻璃容器中,同法制备空白对照液。
2)病毒检测:选择伪狂犬病毒为指示病毒,采用实时定量PCR法检测病毒的DNA拷贝数,检测3批样品。结果:病毒DNA拷贝数为0。
3)酸碱度:按GB/T 14233.2-2005中5.4.1《医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分:化学分析法》中规定的方法试验,结果:检验液与空白对照液的PH值之差不超过1.5。
4)DNA残留检测:依据生物制剂残留DNA检测方法《中国药典》2015年版第四部,采用荧光染色法检测实施例所提供的样品DNA残留量,并与Biodesign Surgisis产品进行对比。结果:实施例所提供的样品的DNA残留量小于10ng/mg,Biodesign Surgisis产品的DNA残留量为125ng/mg。
5)细菌内毒素:按照GB/T 14233.2-2005《医用输液、输血、注射器具检验方法第2部分:生物学试验方法》进行检测,共3批样品,结果:细菌内毒为20EU/套。
6)重金属检查:铅、铬按GB/T 14233.1-2008中5.9.1《医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分:化学分析法》规定的方法试验,汞、砷按GB/T 14233.1-2008中5.9.3《医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分:化学分析法》规定的方法试验,产品检验液中铅、铬、汞、砷总重金属含量少于1μg/ml。
7)环氧乙烷残留:按GB/T14233.1-2008《医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分:化学分析法》中9的规定的方法试验,结果:产品环氧乙烷残留量不应超过10ug/套。
3.组织学检测。
1)光学显微镜观察:取10个产品分别进行HE染色,每个切片选3个视野,在400倍光学显微镜下观察完整细胞数量除以3,平均每个视野完整细胞数量结果应小于10个,结果:未发现有完整细胞残留。
2)超微结构观察:结果,材料呈多孔结构,纤维无断裂,孔径均匀,平均孔径大小为200um,孔隙率大于90%,如图2所示。
4.生长因子检测。
按照6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水。采用ELLISA法检测浸提液中碱性生长因子(bFGF)和血管内皮生长因子(VEGF)含量。结果:bFGF含量为1080±134ng/L,VEGF含量为294±20ng/L。
5.生物学性能检测:检测项目包括:热原、细胞毒性、迟发型超敏反应、皮内反应、急性全身毒性、Ames试验、小鼠淋巴瘤细胞突变试验、染色体畸变、植入、亚慢性毒性。
1)热原
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水。按GB/T 14233.2-2005规定的方法进行,产品无热原反应。
2)细胞毒性
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,24±2hr制备试验液,浸提介质:含血清的MEM培养基。取试验液按照GB/T16886.5-2003中规定的试验方法进行试验,结果产品的细胞毒性反应不大于1级。
3)迟发型超敏反应
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和棉籽油。按照GB/T 16886.10-2005第10部分:刺激与迟发型超敏反应试验方法规定进行试验,结果产品无迟发型超敏反应。
4)皮内反应
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和棉籽油。按照GB/T 16886.10-2005第10部分:刺激与迟发型超敏反应试验试验方法规定进行试验,结果:试验样品与溶剂对照平均记分之差小于1.0。
5)急性全身毒性
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和棉籽油。取试验液按照GB/T16886.11-2011规定的试验方法进行试验,结果:产品无急性全身毒性反应。
6)Ames试验
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和DMSO。按GB/T16886.3-2008规定的方法进行,结果:产品的Ames试验为阴性。
7)小鼠淋巴瘤细胞突变试验
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和DMSO。按GB/T16886.3-2008规定的方法进行,结果:产品的小鼠淋巴瘤细胞突变试验为阴性结果。
8)染色体畸变试验
按6cm2样品加1ml浸提介质的比例,37±1℃,72±2hr制备试验液,浸提介质:生理盐水和DMSO,按GB/T16886.3-2008规定的方法进行,结果:产品的染色体畸变试验为阴性。
9)植入
按GB/T16886.6-1997规定的方法进行,结果:肌肉植入1周:样品周围可见嗜中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞浸润,应无囊腔形成;肌肉植入4周:样品周围可见少量巨噬细胞和淋巴细胞,胶原纤维和纤维母细胞增生,有纤维囊腔形成;肌肉植入12周:样品周围可见少量淋巴细胞、胶原纤维、纤维囊腔较致密规整。
10)亚慢性毒性
按GB/T 16886.11规定的方法进行,结果:对“修补片”的亚慢毒性进行评价,无亚慢性毒性反应。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明,与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种生物组织基质材料,其特征在于,包括细胞外基质,所述细胞外基质包括胶原纤维、生长因子和纤连蛋白。
2.根据权利要求1所述的生物组织基质材料,其特征在于,所述的细胞外基质由哺乳动物的小肠粘膜下层组织材料制成,优选猪或牛的小肠粘膜下层组织材料。
3.根据权利要求1或2所述的生物组织基质材料,其特征在于,所述的细胞外基质中的动物源DNA残留量小于10ng/mg,α-Gal抗原清除率不低于99%,优选地,所述的细胞外基质中的动物源DNA残留量小于3ng/mg。
4.一种生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料的初处理:取小肠粘膜下层组织材料,清洗,滤干;
(2)病毒灭活:采用过氧乙酸-乙醇溶液浸泡小肠粘膜下层组织材料,进行病毒灭活;
(3)在超声环境下清洗由步骤(2)得到的小肠粘膜下层组织材料,然后滤干;
(4)脱细胞:脱细胞液包括胰蛋白酶和PBS溶液,所述脱细胞液还包括EDTA、EDTA-2Na或EDTA-4Na;在多频超声环境中用脱细胞液处理步骤(3)得到的小肠粘膜下层组织材料,进行脱细胞;
(5)在超声环境中将步骤(4)获得的脱细胞小肠粘膜下层组织材料进行清洗,得到脱细胞小肠粘膜下层基质材料。
5.根据权利要求4所述的生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,
步骤(2)中的过氧乙酸-乙醇溶液,其中过氧乙酸的体积百分比浓度为0.1%-5%、乙醇的体积百分比浓度为5%-40%,过氧乙酸-乙醇溶液与小肠粘膜下层组织材料的体积比为(5-20)︰1,灭活时间2-4小时,温度范围为10-40℃;
所述步骤(4)脱细胞液中胰蛋白酶的质量百分比浓度为0.01-0.2%,EDTA、EDTA-2Na或EDTA-4Na的浓度为0.1-1mmol/L,脱细胞液的pH值为7.0-8.0;所述脱细胞液与小肠粘膜下层组织材料体积比为(20-40)︰1,脱细胞过程在双频超声波装置中进行,其中低频频率范围为20-40KHz,低频处理5-40min;高频频率为60-90KHz,高频处理5-40min,脱细胞液的温度范围为20-35℃;超声功率5000W以上。
6.根据权利要求4或5所述的生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)的脱细胞液中胰蛋白酶的质量百分比浓度为0.02-0.05%,EDTA、EDTA-2Na或EDTA-4Na的浓度为0.4-0.8mmol/L;脱细胞液的pH值为7.2-7.5。
7.根据权利要求4或5所述的生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,所述的制备方法还包括以下步骤:
(6)固定成型:将一层或多层由步骤(5)得到的小肠粘膜下层基质材料放置在模具上;
(7)真空冷冻干燥:在真空冷冻干燥机中进行小肠粘膜下层基质材料的冷冻干燥。
8.根据权利要求7所述的生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,
所述步骤(6)固定成型,具体包括:模具包括带针底板与压框,将一或多层小肠粘膜下层基质材料平铺于所述带针底板上,将所述压框放置于小肠粘膜下层基质材料上,将所述带针底板和所述压框相对固定;
所述步骤(7)真空冷冻干燥,具体包括:将带有小肠粘膜下层基质材料的模具放置于真空冷冻干燥机中;先预冻至-45℃,保温1-2小时;然后开启真空泵,调节温度至-15℃,保温5-7小时,再调节温度至0℃,保温2小时,最后调节温度至25℃,保温4小时,冷冻干燥装置的腔室内的压强为1-50Pa,完成真空冷冻干燥。
9.根据权利要求7或8所述的生物组织基质材料的制备方法,其特征在于,所述的制备方法还包括以下步骤:
(8)打孔包装;
(9)灭菌解析;
其中,所述步骤(8)打孔包装,具体包括:将步骤(7)真空冷冻干燥后的小肠粘膜下层基质材料在模具上切割成固定的形状,然后放入机械打孔机中,以间距0.9cm进行打孔,孔直径1.5毫米,然后采用特卫强包装袋包装;
所述步骤(9)灭菌解析步骤,具体包括:采用环氧乙烷进行灭菌,灭菌条件为:先温度20-40℃保温时间2-4小时,湿度30-70%,然后通入浓度300-1000mg/L环氧乙烷,灭菌4-8小时;解析过程在通风的解析室中进行,温度控制在10-30℃之间,时间14-28天。
10.一种生物组织基质材料在制备医用修复材料中的用途,其特征在于,所述医用修复材料为用于修复耳科、面部、骨膜、神经、硬脑膜、硬脊膜、肌腱、韧带、泌尿道、膀胱、输尿管、腹股沟疝、食道裂孔疝、腹壁疝、乳房或子宫粘膜中的组织缺损。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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Inventor after: Zhang Jinhui

Inventor after: Wang Hongquan

Inventor after: Zhao Bo

Inventor after: Li Xuejun

Inventor after: Zhao Yanrui

Inventor before: Zhao Bo

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