CN107802894A - 一种生物医用凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物医用凝胶及其制备方法。本发明以聚谷氨酸和去离子水为原料，通过辐照交联形成聚谷氨酸凝胶，得到所述生物医用凝胶。通过调整辐照剂量，无需加入化学交联剂，生产出具有不同降解时间的生物医用凝胶，满足不同创伤部位的要求；所述生物医用凝胶有一定的止血功能，可用于出血部位的防粘连，湿态下具有良好的组织贴附性，无需缝合。
Description
技术领域
本发明涉及医用凝胶材料领域，尤其涉及一种生物医用凝胶及其制备方法。
背景技术
外科手术后组织粘连一直是临床医学面临的一大难题，全国每年有近千万的各种类型的手术病例，而几乎所有手术都涉及到组织之间防粘连和局部抗炎症问题。在人体腹部、心血管、脊柱、骨关节、腿部、妇科盆腔等外科手术后发生的组织粘连，不但给患者带来极大的痛苦，而且造成巨大的经济损失。术后粘连可以引起严重的并发症，如腹部、盆腔等均可引起粘连性肠梗阻，甲状腺手术后引起喉返神经损伤，心脏与胸廓的粘连还需再做一次开胸术，以及因盆腔组织粘连而导致的女性不育症，而且组织粘连也是再次手术时并发症明显增高的最主要原因。90％的患者在术后均有不同程度的粘连产生，60％的患者需要采取一定的防粘连措施。
现有技术常用的减少粘连的方法有两种：1)直接灌注各种物质，减少或抑制纤维结缔组织的形成。如：注射链激酶，但全身给药缺乏有效的药物载体，不能达到粘连部位，且腹膜的快速吸收限制了药物的半衰期，疗效也不显著；2)使用隔离物，在创伤组织之间提供机械屏障，目前防止术后粘连国际上采用较多的是短期屏障法，即术后在容易发生粘连的部位植入隔离材料或注射隔离物。
为了降低手术对病人的创伤，微创手术得到越来越多的应用，然而，传统的防粘连膜产品大多无法在腹腔镜中使用。改性壳聚糖是比较常见的防粘连材料，具有优良的生物屏障性能和组织相容性，涂于组织创面，防止术后组织粘连。壳聚糖由于具有生物相容性和组织可降解性等特点，从理论上讲制成膜后可作为理想的手术后防粘连剂，但目前在临床上使用的壳聚糖存在纯度不够高，粘连效果差，降解速度难于人为调控，壳聚糖的降解还受到人体内溶菌酶水平高低的影响，吸收效果不可预知等问题，从而限制壳聚糖防粘连产品的应用。壳聚糖在预防术后粘连的研究中，仅限于腹腔手术预防粘连性肠梗阻，更是由于产生了眼科不良反应，出现群体性事件，正被紧急叫停。透明质酸具有良好的生物相容性、流变性能和独特的生物作用，但价格昂贵，存在免疫原性问题，且提纯难度大，会有重金属残留，容易导致植入后人体中毒。
由上述现有技术可知，医用防粘连膜技术还存在以下技术难题需要解决：
(1)实现时间可控。可生产出不同降解时间的防粘连膜，以适应不同创伤部位的要求。例如：腹肠手术通常28天能复原，头三天是最易产生粘连的时期，降解时间一般可控制在这个时间段上；但肌腱受伤后，通常要3周后才开始进行功能锻炼，其降解时间必然要求更长。
(2)自我粘附性能好，粘附性不好，手术粘连膜在应用中受到很大的限制，如腹膜与肠管间、肠管与肠管间，由于肠管处在不断蠕动中，防粘连膜容易滑动，有可能造成原本健康无损的部位造成新的创伤。
(3)可在湿态环境下方便的使用。
(4)具有一定的止血功能。
聚谷氨酸(γ-PGA)，又称纳豆胶、多聚谷氨酸，它是一种水溶性高分子，可生物降解，不含毒性。γ-PGA是一种有粘性的物质，在“纳豆”——发酵豆中被首次发现。γ-PGA是一种特殊的阴离子自然聚合物，是以α-胺基(α-amino)和γ-羧基(γ-caboxyl)之间经酰胺键结(amide linkage)所构成的同型聚酰胺(homo-polyamide)，分子量从5万到2百万道尔顿不等，保湿锁水功效是透明质酸的500倍。γ-PGA具有良好的止血能力，在湿态下具有良好的组织贴附性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种生物医用凝胶及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种生物医用凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法是以聚谷氨酸和去离子水为原料，通过辐照交联形成聚谷氨酸凝胶，得到所述生物医用凝胶。
上述技术方案以聚谷氨酸和去离子水为原料，通过辐照交联形成聚谷氨酸凝胶，制备生物医用凝胶，无需引入化学交联剂；通过调整辐照剂量可以获得具有不同降解速率和流变性能的聚谷氨酸凝胶，适合在不同的部位防粘连使用；该生物医用凝胶具有一定的止血功能，在湿态下具有良好的组织贴附性。
作为本发明所述的生物医用凝胶的制备方法的优选实施方式，包括以下步骤：
(1)配制聚谷氨酸水溶液；
(2)在聚谷氨酸水溶液中通入氮气，密封包装；
(3)使用伽马射线对密封包装的聚谷氨酸水溶液进行辐照，获得聚谷氨酸凝胶。
作为本发明所述的生物医用凝胶的制备方法的优选实施方式，所述伽马射线的辐照剂量为25～50kGy。
作为本发明所述的生物医用凝胶的制备方法的优选实施方式，所述聚谷氨酸水溶液中聚谷氨酸的浓度为1w/v％～15w/v％。
本发明还提供了采用上述任一项制备方法制备得到的生物医用凝胶。
作为本发明所述生物医用凝胶的优选实施方式，所述生物医用凝胶的完全降解时间为5～40天。
作为本发明所述生物医用凝胶的优选实施方式，所述生物医用凝胶的交联度为10％～70％。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的生物医用凝胶是以聚谷氨酸和去离子水为原料，通过辐照交联形成的聚谷氨酸凝胶，无需引入化学交联剂；通过调整辐照剂量可以获得具有不同降解速率和流变性能的聚谷氨酸凝胶，生产出具有不同完全降解时间的生物医用凝胶，满足不同创伤部位的要求；所述生物医用凝胶有一定的止血功能，可用于出血部位的防粘连；与薄膜产品相比，所述生物医用凝胶具有良好的可注射性，湿态下具有良好的组织贴附性，无需缝合。
附图说明
图1为本发明实施例6～10中制备的生物医用凝胶的完全降解时间和辐照剂量的关系图。
图2为本发明实施例6～10中制备的生物医用凝胶的交联度和辐照剂量的关系图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为1w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为50kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例2
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为4w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为45kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例3
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为7w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为35kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例4
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为10w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为30kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例5
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为15w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为25kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例6
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为3w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为25kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例7
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为3w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为30kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例8
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为3w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为35kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例9
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为3w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为40kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
实施例10
本发明生物医用凝胶的制备方法的一种实施例，本实施例所述生物医用凝胶的制备方法为：
将聚谷氨酸溶于去离子水中，搅拌均匀，配制浓度为3w/v％的聚谷氨酸水溶液；在配制好的聚谷氨酸水溶液中通入氮气作为保护气氛并密封包装；使用伽马射线对聚谷氨酸水溶液辐照，辐照剂量为45kGy，交联形成聚谷氨酸凝胶，获得生物医用凝胶。
降解测试
对实施例6～10所制备的生物医用凝胶进行降解测试，结果如图1所示。由图1可知，当聚谷氨酸浓度不变时，该防粘连凝胶的完全降解时间随着辐照剂量增大而延长。因此，可以通过调整辐照剂量，获得具有不同降解速率的聚谷氨酸凝胶，生产出具有不同降解时间的生物医用凝胶，满足不同创伤部位的要求。
凝胶交联度测定
对实施例6～10所制备的生物医用凝胶进行凝胶交联度测试，结果如图2所示。由图2可知，当聚谷氨酸浓度不变时，随着辐照剂量由25kGy增大到45kGy,该防粘连凝胶的交联度由15％增大到63％。因此，可以通过调整辐照剂量，获得具有不同交联度的聚谷氨酸凝胶，从而获得具有不同的降解时间的生物医用凝胶，以适应不同创伤部位的要求不同的降解时间。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种生物医用凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法是以聚谷氨酸和去离子水为原料，通过辐照交联形成聚谷氨酸凝胶，得到所述生物医用凝胶。
2.根据权利要求1所述的生物医用凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制聚谷氨酸水溶液；
(2)在聚谷氨酸水溶液中通入氮气，密封包装；
(3)使用伽马射线对密封包装的聚谷氨酸水溶液进行辐照，获得聚谷氨酸凝胶。
3.根据权利要求2所述的生物医用凝胶的制备方法，其特征在于，所述伽马射线的辐照剂量为25～50kGy。
4.根据权利要求2所述的生物医用凝胶的制备方法，其特征在于，所述聚谷氨酸水溶液中聚谷氨酸的浓度为1w/v％～15w/v％。
5.采用权利要求1～4任一项所述方法制备得到的生物医用凝胶。
6.根据权利要求5所述的生物医用凝胶，其特征在于，所述生物医用凝胶的完全降解时间为5～40天。
7.根据权利要求5所述的生物医用凝胶，其特征在于，所述生物医用凝胶的交联度为10％～70％。
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| CN109354702A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-19 | 东北农业大学 | 高溶胀性豆渣凝胶制备工艺 |
| CN117603577A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-02-27 | 上海市第四人民医院 | 一种光交联水凝胶及其制备方法和应用 |
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