CN107158453A - 一种透明质酸组织粘合剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组织粘合剂的制备方法,特别是一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,属于生物材料制备技术领域。本发明制备方法通过马来酰基、醛基以及多巴胺修饰透明质酸钠分子的工艺,大大提高接枝多巴胺含量,可以充分发挥高含量多巴胺高粘结作用的同时,残留的醛基会与组织中氨基作用协同增强粘结强度。此外,本发明制备方法可实现碳碳双键低含量取代,避免得到的组织粘合剂后续固化时因收缩导致的粘结面封闭不完全、组织液渗漏的问题。本发明方法制得的组织粘合剂在紫外光的照射下迅速凝胶,且凝胶安全、生物相容性好、粘结强度高、可完全降解吸收。
Description
技术领域
本发明涉及一种组织粘合剂的制备方法,特别是一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,属于生物材料的制备技术领域。
背景技术
组织粘合剂是一种用于局部组织粘合、毛细血管止血等软组织损伤封闭与修复的生物医学材料,其使用可替代传统复杂耗时的外科手术缝合,起到快速封闭创面、避免创面感染、有效减轻瘢痕的效果。理想的组织粘合剂一般具备以下条件:生物相容性好;粘合速度快、粘合强度高;粘合时热量小,避免灼伤组织;在组织内可降解、吸收等。
目前,临床上使用较多的是氰基丙烯酸酯类粘合剂、纤维蛋白类粘合剂等。中国专利公开号为CN104958781A,公开日为2015年10月7日,发明名称为“一种化学医用粘合剂组合物及其制备方法”公开了氰基丙烯酸酯粘合剂的制备方法;中国专利公开号为CN103272263B,公开日为2014年10月22日,发明名称为“一种医用粘合剂”公开了氰基丙烯酸酯粘合剂。然而,氰基丙烯酸酯类粘合剂虽然能在常温下迅速固化,但是胶层脆性大,易受温度、强度、生理环境因素影响导致粘固不牢。此外,氰基丙烯酸酯类粘合剂在储存、使用过程中会产生甲醛,对生物体组织产生副作用。再者,使用过程中因聚合反应产生的热量会对机体组织造成一定程度的灼伤。这些不足之处大大限制了氰基丙烯酸酯类粘合剂在医疗领域的应用。中国专利公开号为CN101352581A,公开日为2009年1月28日,发明名称为“关节软骨修复移植物固定用粘合剂及人纤维蛋白原在制备该粘合剂中的应用”等公开了纤维蛋白类粘合剂的制造方法。然而,纤维蛋白类粘合剂虽然具有良好的生物相容性和可降解性,但是因其来源为异体的人或动物血清而可能存在潜在的病毒感染风险,其临床使用的安全性受到广泛关注。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种安全、生物相容好、粘结强度高、可降解吸收的组织粘合剂的制备方法。为了实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,所述制备方法按以下步骤进行:
a.马来酰化透明质酸钠的制备
将透明质酸钠和马来酸酐置于二甲基甲酰胺中,透明质酸钠与二甲基甲酰胺质量体积比为1:4~100,透明质酸钠分子链上羟基与马来酸酐的酸酐基摩尔比为1:0.01~0.1,室温下搅拌均匀,在25~80℃条件下反应,反应时间为12~48小时,在反应结束后的透明质酸钠、马来酸酐、二甲基甲酰胺的混合溶液中加入1mol/L的碱溶液,调整混合溶液的pH值至7-8,将调整pH值后的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成马来酰化透明质酸钠溶液,将马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥24~72小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.05~0.2的马来酰化透明质酸钠。
b.醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤a得到的马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~100,室温下搅拌10小时,形成马来酰化透明质酸钠水溶液,在马来酰化透明质酸钠水溶液中加入高碘酸钠,马来酰化透明质酸钠分子链上羟基与高碘酸钠的摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的马来酰化透明质酸钠、高碘酸钠的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.2~0.5的醛基化马来酰化透明质酸钠。
c.多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤b得到的醛基化马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,醛基化马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~1000,室温下搅拌5小时,形成醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液,在醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液中加入盐酸多巴胺,醛基化马来酰化透明质酸钠分子链上醛基与盐酸多巴胺摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的醛基化马来酰化透明质酸钠、盐酸多巴胺的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.1~0.6的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠。
d.透明质酸组织粘合剂的制备
将由步骤c得到的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠与紫外光引发剂、磷酸盐缓冲溶液按照质量百分比分别为:
多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠 2~20%
光引发剂 0.05~0.1%
磷酸盐缓冲溶液 79.9~97.95%
的比例,室温下混合均匀,得到粘度为1000~100000cps的透明质酸生物粘合剂。
所述碱溶液为碳酸钾或碳酸氢钠溶液或碳酸氢钾溶液或碳酸钠溶液中的一种。
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮中的一种。
所述磷酸盐缓冲溶液为pH值为7.0~7.4的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液或K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中的一种。
由于采用以上技术方案,本发明的一种透明质酸组织粘合剂的制备方法其有益技术效果是:
(1)本发明的制备方法中通过透明质酸醛基化的工艺,大大提高接枝多巴胺的含量,显著增强透明质酸组织粘合剂的粘结强度。此外,分子链上残留的醛基能与组织中的氨基发生作用,协同增强透明质酸组织粘合剂的粘结强度。
(2)本发明的制备方法中采用二甲基甲酰胺溶剂中马来酰基修饰透明质酸钠的工艺,实现马来酰化透明质酸钠分子链上碳碳双键的低含量接枝,使得透明质酸组织粘合剂在后续紫外光照射下,完成粘结的同时,避免了紫外光固化体系体积收缩导致的组织粘结面封闭不完全、组织液渗漏的缺陷。
(3)本发明的制备方法中采用的是自然界中广泛存在的天然高分子化合物,使得制得的生物粘合剂具备安全、生物相容、可降解吸收的特点。本发明制备方法简单、成本低,易工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种透明质酸组织粘合剂作进一步详细描述。
一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,所述制备方法按以下步骤进行:
a.马来酰化透明质酸钠的制备
将透明质酸钠和马来酸酐置于二甲基甲酰胺中,透明质酸钠与二甲基甲酰胺质量体积比为1:4~100,透明质酸钠分子链上羟基与马来酸酐的酸酐基摩尔比为1:0.01~0.1,室温下搅拌均匀,在25~80℃条件下反应,反应时间为12~48小时,在反应结束后的透明质酸钠、马来酸酐、二甲基甲酰胺的混合溶液中加入1mol/L的碱溶液,调整混合溶液的pH值至7-8,将调整pH值后的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成马来酰化透明质酸钠溶液,将马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥24~72小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.05~0.2的马来酰化透明质酸钠。所述碱溶液为碳酸钾或碳酸氢钠溶液或碳酸氢钾溶液或碳酸钠溶液中的一种。
透明质酸钠是一种由D-葡糖醛酸和N-乙酰-D-氨基葡糖为双糖单元组成的直链型高分子多糖,具有良好的生物相容性与生物可降解性。作为人体组织细胞外基质的主要成分之一,透明质酸钠能与多种细胞受体相互作用,以此促进细胞的黏附、迁移与生长,且在体内可被透明质酸酶降解为氨基葡萄糖被人体吸收,从而使得透明质酸在皮肤、软骨、神经等组织工程支架领域具有广泛的应用前景。
透明质酸钠分子链上具有自由羧基和羟基,可以按照分子设计用途进行各种接枝反应。透明质酸钠在二甲基甲酰胺作为溶剂的体系中,室温下搅拌24小时以上,透明质酸钠可完全溶解于二甲基甲酰胺中,形成均相溶液。二甲基甲酰胺是该酰化反应的促进剂,可促进该反应的进行。通过酰化反应,透明质酸钠分子链上引入了光活性基团烯酰基,可以使得水溶性的马来酰化透明质酸钠在紫外光的照射下能发生光交联反应,得到交联的凝胶。此时,如果分子链上参与光聚合的C=C含量较高时,就特别容易发生明显的体积收缩,导致需要粘合的组织与凝胶界面结合差,出现空隙,导致封闭效果差,当用于体内血管的止血时,甚至会出止不住血的严重问题。体积收缩是光固化过程中常见的问题,尤其是参与光聚合的丙烯酸酯C=C含量高时。其原因一般认为是,单体或预聚物分子之间的范德华作用力距离,被聚合后的共价键长度所取代,导致聚合过程中收缩的产生;另外一方面光固化过程中分子间的交联限制了链段的运动,自由体积变小,在一定程度上也造成了固化收缩。
步骤a中,通过控制透明质酸的羟基与马来酸酐的酸酐基的摩尔比以及反应条件,来实现透明质酸的羟基上定位取代,且实现马来酰化基团的取代度在0.05~0.2范围内,保证马来酰化透明质酸具有足够的双键含量,保证透明质酸组织粘合剂后续在紫外光照下具有较高的交联速率,能迅速凝胶的同时,体积收缩率低或者完全不发生体积收缩,完成粘结的同时,避免了紫外光固化体系体积收缩导致的组织粘结面封闭不完全、组织液渗漏的缺陷。因此,选择合适的摩尔比为:1:0.01~0.1;选择合适的反应条件为:温度25~80℃,反应时间12~48小时。
通过透明质酸在低碳碳双键含量条件下的紫外光固化工艺,完成粘结的同时,避免了紫外光固化体系体积收缩导致的组织粘结面封闭不完全、组织液渗漏的缺陷。
b.醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤a得到的马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~100,室温下搅拌10小时,形成马来酰化透明质酸钠水溶液,在马来酰化透明质酸钠水溶液中加入高碘酸钠,马来酰化透明质酸钠分子链上羟基与高碘酸钠的摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的马来酰化透明质酸钠、高碘酸钠的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.2~0.5的醛基化马来酰化透明质酸钠。
本发明中,利用透明质酸钠分子链上邻二醇结构可被特殊氧化剂氧化开环,得到等摩尔量的醛基这一反应,制备得到部分醛基化马来酰化透明质酸钠。这里,醛基的引入有两个目的。第一,为了和后续的多巴胺反应,将更多量的多巴胺接枝到马来酰化透明质酸钠分子链上。一般而言,透明质酸上引入多巴胺都是基于透明质酸分子链上的羧基与多巴胺分子上的氨基,在N-羟基琥珀酰亚胺/(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)(NHS/EDC)体系催化下,发生缩合反应而得到的。NHS/EDC体系催化该反应,副产物较多,产品得率低,接枝率也比较低,一般在10%。多巴胺的含量直接与凝胶的粘结强度相关,多巴胺含量较低的凝胶的粘结强度较弱。本发明中,利用醛基与氨基之间的Schiff快速缩合反应原理,引入足够量的醛基,来保证后续更多量多巴胺的引入,以此来提高凝胶的粘结强度。第二,未参与后续与多巴胺反应的醛基,可以和组织中的氨基发生反应,提高凝胶与组织之间界面作用,对于粘结强度的提高提供协同作用。
步骤b中,通过控制马来酰化透明质酸钠的羟基与马高碘酸钠的摩尔比以及反应条件,来实现醛基的摩尔取代度在0.2~0.5范围内,保证后续大量多巴胺的引入。醛基摩尔取代度低于0.2时,后续多巴胺量引入会少;醛基摩尔取代度高于0.5时,未参与后续多巴胺反应的醛基(即残留的醛基)量较多,会对组织修复和伤口愈合造成影响。。因此,选择合适的摩尔比为:1:0.1~10;选择合适的反应条件为:温度25~60℃,反应时间1~24小时。
c.多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤b得到的醛基化马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,醛基化马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~1000,室温下搅拌5小时,形成醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液,在醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液中加入盐酸多巴胺,醛基化马来酰化透明质酸钠分子链上醛基与盐酸多巴胺摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的醛基化马来酰化透明质酸钠、盐酸多巴胺的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.1~0.6的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠。
多巴胺,带有邻苯二酚(儿茶酚)官能团,大量的存在于贻贝黏附蛋白中,其基团中儿茶酚结构可以氧化形成邻醌基团而发生交联作用并产生固化,实现贻贝在各种不同基材表面的超强粘结。一般而言,多巴胺含量越高,对于基材的粘结效果越强。步骤c中就是利用醛基与氨基之间的Schiff快速缩合反应原理,来保证大量多巴胺的引入,赋予透明质酸组织粘合剂高的粘结强度。传统而言,在NHS/EDC体系催化下,多巴胺也可以引入到透明质酸分子链上,但是接枝量有限,一般只能达到10%左右。而本发明,通过引入醛基的方式来接枝多巴胺,可以大量的引入多巴胺基团。步骤c中,通过控制醛基化马来酰化透明质酸钠分子链上醛基与盐酸多巴胺摩尔比以及反应条件,来实现多巴胺摩尔取代度大于0.1的目标,得到含量最多可达0.6的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠。因此,选择合适的摩尔比为:1:0.1~10;选择合适的反应条件为:温度25~60℃,反应时间1~24小时。
d.透明质酸组织粘合剂的制备
将由步骤c得到的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠与紫外光引发剂、磷酸盐缓冲溶液按照质量百分比分别为:
多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠 2~20%
光引发剂 0.05~0.1%
磷酸盐缓冲溶液 79.9~97.95%
的比例,室温下混合均匀,得到粘度为1000~100000cps的透明质酸生物粘合剂。所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮中的一种。所述磷酸盐缓冲溶液为pH值为7.0~7.4的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液或K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中的一种。
本专利中制备的生物粘合剂,是粘度为1000~100000cps的溶液,溶液粘度过高,流动性较差,不便于挤出使用;溶液粘度过低,塑型困难,不便于在伤口处集中固化。该生物粘合剂在波长为320-480nm、光强为5~20mW/cm2紫外光下照射1~15min,可迅速由液态形成凝胶态。凝胶粘结强度达到10.0MPa以上。该凝胶能完全降解吸收,当其用于组织时,无需去除,避免给受创组织造成二次损伤。
具体实施例
实施例1
称取透明质酸4g、马来酸酐0.04g,加入到16mL二甲基甲酰胺中,室温下搅拌均匀,在25℃条件下反应12小时,反应结束后,加入1mol/L的NaHCO3溶液,调整混合溶液的pH至7-8,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为1Pa条件下,冷冻干燥24小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.05的马来酰化透明质酸钠。
称取马来酰化透明质酸钠4g,加入到80mL去离子水中,室温下搅拌10小时,加入高碘酸钠0.86g,室温下搅拌均匀,在25℃条件下反应,反应时间为1小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为1Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.2的醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取醛基化马来酰化透明质酸钠4g,加入到80mL去离子水中,室温下搅拌5小时,加入盐酸多巴胺0.15g,室温下搅拌均匀,在25℃条件下反应,反应时间为1小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为1Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.1的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠2g、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮0.05g,加入到97.95g pH为7.0的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中,室温下混合均匀,得到粘度为1000cps的透明质酸生物粘合剂。
实施例2
称取透明质酸4g、马来酸酐0.4g,加入到400mL二甲基甲酰胺中,室温下搅拌均匀,在80℃条件下反应48小时,反应结束后,加入1mol/L的KHCO3溶液,调整混合溶液的pH至7-8,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为20Pa条件下,冷冻干燥72小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.2的马来酰化透明质酸钠。
称取马来酰化透明质酸钠4g,加入到400mL去离子水中,室温下搅拌10小时,加入高碘酸钠72.21g,室温下搅拌均匀,在60℃条件下反应,反应时间为24小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.5的醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取醛基化马来酰化透明质酸钠4g,加入到4000mL去离子水中,室温下搅拌5小时,加入盐酸多巴胺32.01g,室温下搅拌均匀,在60℃条件下反应,反应时间为24小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.6的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠20g、1-羟基环己基苯基甲酮0.1g,加入到79.9g pH为7.4的K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中,室温下混合均匀,得到粘度为100000cps的透明质酸生物粘合剂。
实施例3
称取透明质酸4g、马来酸酐0.2g,加入到40mL二甲基甲酰胺中,室温下搅拌均匀,在60℃条件下反应24小时,反应结束后,加入1mol/L的Na2CO3溶液,调整混合溶液的pH至7-8,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.1的马来酰化透明质酸钠。
称取马来酰化透明质酸钠4g,加入到200mL去离子水中,室温下搅拌10小时,加入高碘酸钠8.12g,室温下搅拌均匀,在40℃条件下反应,反应时间为12小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.3的醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取醛基化马来酰化透明质酸钠4g,加入到400mL去离子水中,室温下搅拌5小时,加入盐酸多巴胺2.16g,室温下搅拌均匀,在40℃条件下反应,反应时间为12小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.3的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠10g、2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮0.07g,加入到89.93g pH为7.2的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中,室温下混合均匀,得到粘度为60000cps的透明质酸生物粘合剂。
实施例4
称取透明质酸4g、马来酸酐0.2g,加入到40mL二甲基甲酰胺中,室温下搅拌均匀,在60℃条件下反应24小时,反应结束后,加入1mol/L的K2CO3溶液,调整混合溶液的pH至7-8,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.1的马来酰化透明质酸钠。
称取马来酰化透明质酸钠4g,加入到200mL去离子水中,室温下搅拌10小时,加入高碘酸钠44.04g,室温下搅拌均匀,在45℃条件下反应,反应时间为18小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.4的醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取醛基化马来酰化透明质酸钠4g,加入到400mL去离子水中,室温下搅拌5小时,加入盐酸多巴胺14.41g,室温下搅拌均匀,在45℃条件下反应,反应时间为18小时,反应结束后,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为10Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.5的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠;
称取多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠10g、2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮0.07g,加入到89.93g pH为7.2的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中,室温下混合均匀,得到粘度为50000cps的透明质酸生物粘合剂。
实施例5
我们将马来酰基摩尔取代度为0.3的马来酰化透明质酸钠形成的透明质酸粘合剂作为对比样。其制备方法如下:
称取透明质酸4g、马来酸酐1g,加入到60mL二甲基甲酰胺中,室温下搅拌均匀,在80℃条件下反应48小时,反应结束后,加入1mol/L的KHCO3溶液,调整混合溶液的pH至7-8,将混合溶液进行透析,透析时间为2天,将透析液在温度为-50℃、压强为20Pa条件下,冷冻干燥72小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.3的马来酰化透明质酸钠。
称取马来酰化透明质酸钠20g、1-羟基环己基苯基甲酮0.1g,加入到79.9g pH为7.4的K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中,室温下混合均匀,得到粘度为90000cps的透明质酸生物粘合剂。
分别测定本发明实施例制备的透明质酸组织粘合剂性能:
(1)粘结强度。取透明质酸组织粘合剂0.1mL,滴加在长5cm、宽2.5cm的猪皮样条表面,迅速附上另一条同样大小的猪皮样条,让两个样条重合面积为1cm×2.5cm,在波长为320-480nm、光强为5mW/cm2紫外光下照射10min,得到试验样品。按照YY/T 0729.1组织粘合剂粘结性能试验方法第1部分:搭接-剪切拉伸承载强度进行试验。
(2)体积收缩率。精密量取透明质酸组织粘合剂1.5mL,移入12孔培养板的孔中,在波长为320-480nm、光强为5mW/cm2紫外光下照射10min,形成凝胶。取出凝胶,用游标卡尺测量凝胶的尺寸,计算体积V。体积变化率=[(1.5-V)/1.5]×100%。
(3)体外降解性能。取透明质酸组织粘合剂5.0mL,在波长为320-480nm、光强为5mW/cm2紫外光下照射10min,形成凝胶,冻干得到干凝胶。将重量为m0的干凝胶置于100U/mL透明质酸酶溶液中,降解试验在温度为37℃,震荡速度为100rpm的气浴震荡箱中进行。每隔一段时间,取出样品,冷冻干燥后,称取重量为m1。然后更换新的降解液。至(m0-m1/m0)大于0.99,认为其完全降解。记录其完全降解时间。
(3)体外细胞毒性。取透明质酸组织粘合剂3.0mL,在波长为320-480nm、光强为5mW/cm2紫外光下照射10min,形成凝胶。按照ISO10993-5标准测试方法进行试验。
测试结果见附表。
附表
实施例 | 粘结强度(MPa) | 体积收缩率(%) | 降解时间(days) | 细胞毒性 |
1 | 10.2 | 0.04 | 7 | 一级 |
2 | 25.1 | 0.09 | 3 | 一级 |
3 | 14.7 | 0.07 | 4 | 一级 |
4 | 18.9 | 0.06 | 4 | 一级 |
5 | 1.5 | 8.11 | 7 | 一级 |
Claims (4)
1.一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法按以下步骤进行:
a.马来酰化透明质酸钠的制备
将透明质酸钠和马来酸酐置于二甲基甲酰胺中,透明质酸钠与二甲基甲酰胺质量体积比为1:4~100,透明质酸钠分子链上羟基与马来酸酐的酸酐基摩尔比为1:0.01~0.1,室温下搅拌均匀,在25~80℃条件下反应,反应时间为12~48小时,在反应结束后的透明质酸钠、马来酸酐、二甲基甲酰胺的混合溶液中加入1mol/L的碱溶液,调整混合溶液的pH值至7-8,将调整pH值后的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成马来酰化透明质酸钠溶液,将马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥24~72小时,得到马来酰基摩尔取代度为0.05~0.2的马来酰化透明质酸钠;
b.醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤a得到的马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~100,室温下搅拌10小时,形成马来酰化透明质酸钠水溶液,在马来酰化透明质酸钠水溶液中加入高碘酸钠,马来酰化透明质酸钠分子链上羟基与高碘酸钠的摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的马来酰化透明质酸钠、高碘酸钠的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到醛基摩尔取代度为0.2~0.5的醛基化马来酰化透明质酸钠;
c.多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠的制备
将由步骤b得到的醛基化马来酰化透明质酸钠置于去离子水中,醛基化马来酰化透明质酸钠与去离子水质量体积比为1:20~1000,室温下搅拌5小时,形成醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液,在醛基化马来酰化透明质酸钠水溶液中加入盐酸多巴胺,醛基化马来酰化透明质酸钠分子链上醛基与盐酸多巴胺摩尔比为1:0.1~10,室温下搅拌均匀,在25~60℃条件下反应,反应时间为1~24小时,将反应结束后的醛基化马来酰化透明质酸钠、盐酸多巴胺的混合溶液进行透析,透析时间为2天,形成多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液,将多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠溶液在温度为-50℃、压强为1~20Pa条件下,冷冻干燥48小时,得到多巴胺摩尔取代度为0.1~0.6的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠;
d.透明质酸组织粘合剂的制备
将由步骤c得到的多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠与紫外光引发剂、磷酸盐缓冲溶液按照质量百分比分别为:
多巴胺接枝醛基化马来酰化透明质酸钠 2~20%
光引发剂 0.05~0.1%
磷酸盐缓冲溶液 79.9~97.95%
的比例,室温下混合均匀,得到粘度为1000~100000cps的透明质酸生物粘合剂。
2.根据权利要求1所述的一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,其特征在于:所述碱溶液为碳酸钾或碳酸氢钠溶液或碳酸氢钾溶液或碳酸钠溶液中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,其特征在于:所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮或2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种透明质酸组织粘合剂的制备方法,其特征在于:所述磷酸盐缓冲溶液为pH值为7.0~7.4的Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液或K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中的一种。
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