CN108853593B - 复合羊膜生物补片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合羊膜生物补片的制备方法，其包括如下步骤：S1、将PET补片进行表面臭氧处理，同时对羊膜带进行消毒处理；S2、在所述PET补片的表面修饰蛋白交联剂；S3、利用紫外交联的方法将羊膜带结合到PET补片表面，得到所述复合羊膜生物补片。本发明的优点在于：1、充分利用臭氧的优异性能，统一对本发明涉及两种材料进行差异化处理，避免了额外的化学试剂和化学修饰处理步骤，有效提高了产品制备的效率和生物安全性；2、通过在PET补片表面修饰羊膜，不仅可以改善PET补片的组织诱导性，并使其具有一定的预防感染、炎症的作用，促进PET补片与宿主的整合。

Description

复合羊膜生物补片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合羊膜生物补片的制备方法，属于生物医学技术领域。
背景技术
韧带断裂是临床上最为常见的疾病之一。由于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)补片具有优异的力学性能和生物安全型，因此，临床上主要选用PET材料的补片进行韧带移植手术。目前，PET补片在运动医学领域中的韧带修复手术中占据主要市场份额。但是PET材料属于生物惰性材料，其疏水表面导致PET材料移植到体内难以与宿主组织整合，存在明显的界面分离的情况，导致手术效果不佳，影响了PET材料在临床上的进一步应用。因此，通过表面复合其他功能材料进一步提高PET的生物相容性具有非常重要的临床和经济意义。
羊膜是由上皮细胞分化而来位于胎膜的最内层的薄膜。正常的羊膜其表面光滑，不含血管、神经及淋巴，因此其移植后对于宿主没有组织排斥反应，非常适合作为生物移植物。同时羊膜具有良好的生物力学性能，但是厚度比较薄，基本厚度在0.02～0.5mm，因此，羊膜虽具有良好的蠕变性和弹性，但是其力学强度不够直接用于韧带之类高强度力学组织的替代物。目前，羊膜作为一种组织修复材料应用被广泛应用于临床包括眼科，泌尿外科和烧伤外科等，但是应用领域主要用于力学性能要求不高的组织例如皮肤，膀胱和角膜等修复。同时最新的研究也证实羊膜能很好诱导韧带或者肌腱细胞的再生，因此其作为韧带的损伤修复材料具有巨大的应用潜力。但是单纯依靠单一羊膜成分的产品是无法对韧带这类力学要求较高的组织进行重，因此，对于如何在不影响PET和羊膜力学性能和生物活性的情况下，将两者高效复合成一种可以用于替代受损韧带的新型增强型生物补片，目前尚无的相关文献和专利报道。
本发明专利通过利用臭氧的天然杀菌消毒效果以及对于PET表面功能修饰特性，在处理后的PET表面通过嫁接蛋白交联剂，在紫外交联作用下，原位直接将两者偶联一起，本发现避免了额外的化学试剂以及化学处理步骤，最大限度保留了羊膜的天然活性和PET补片的生物力学能力，并提高PET补片的抗菌消炎性和生物诱导性，促进软组织如肌腱细胞粘附、增殖，从而促进PET补片与宿主组的整合，并在术后有效降低滑膜炎、感染等并发症的发生。
发明内容
本发明的目的在于针对上述PET补片存在的缺陷，提供一种复合羊膜的新型PET生物补片的制备方法；主要解决PET在体内组织诱导性差，另外羊膜生物补片在前处理中生物活性下降等问题。本发明利用臭氧的强氧化性能，对于PET的表面进行功能化修饰，有利于后续蛋白交联；同时利用其能够机械破坏细胞膜并氧化胞内代谢物质，对于羊膜生物补片进行高效灭菌前处理，最后结合蛋白交联剂和紫外照射的交联作用，将羊膜和PET补片有机结合在一起，制备得到生物力学性能佳，组织诱导性良好，具有预防感染、炎症作用的复合羊膜的新型PET增强补片。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种复合羊膜生物补片的制备方法，其包括如下步骤：
S1、将PET补片进行表面臭氧处理，同时对羊膜带进行消毒处理；
S2、在所述PET补片的表面修饰蛋白交联剂；
S3、利用交联的方法将羊膜带结合到PET补片表面，得到所述复合羊膜生物补片。
作为优选方案，所述臭氧处理具体包括如下操作：
将PET补片在臭氧环境中氧化10～100min，即可，所述臭氧的浓度为10～1000ppm。
作为优选方案，所述消毒处理具体包括如下操作：
在4℃～室温下，将羊膜带浸泡在臭氧溶液里，反应5～30min，即可，所述臭氧的浓度为2～500ppm。
作为优选方案，所述蛋白交联剂的修饰方法为：
在4～10℃下，将PET补片浸泡于蛋白交联剂溶液中1～5min，即可，所述蛋白交联剂的浓度为0.1～100mg/mL。
作为优选方案，所述紫外交联的条件为，紫外灯功率为100～200W，紫外光波长为120～380nm，照射时间为10～50min。
作为优选方案，所述羊膜的来源为人、猪或牛。
作为优选方案，所述蛋白交联剂为纤维蛋白、粘连蛋白、胶原蛋白和丝蛋白中的至少一种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、充分利用臭氧的优异性能，统一对PET补片和羊膜进行差异化处理，避免了额外的化学试剂和化学修饰处理步骤，有效提高了产品制备的效率和生物安全性；最终的复合羊膜产品植入兔动物模型体内4周之内无炎症状和感染症状；
2、通过在PET补片表面修饰羊膜，不仅可以改善PET补片的组织诱导性，并使其具有一定的预防感染、炎症的作用，促进PET补片与宿主的整合；最终的复合羊膜产品植入兔动物模型体内4周与宿主组织融合，有新生血管的形成，6月后植入的产品与宿主的结合强度大于10MPa，同时产品的拉升强度不低于原有拉伸强度的80％；
3、利用蛋白交联剂和紫外交联的两种方法，将羊膜高效结合在PET补片表面，结合力牢靠、稳定性良好，生物安全性高；复合羊膜的PET膜的拉伸强度至少大于1000N且小于6000N；
4、本制备过程简单、条件温和、节能环保、成本低廉，具有良好的市场应用前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的复合羊膜生物补片的制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明公开一种用于韧带之类高强度组织修复的复合羊膜的新型PET生物补片的制备方法。本发明方法操作简单，条件温和，成本低且对环境污染小；经过羊膜饰后的PET补片的生物力学性能佳、组织诱导性良好、具有抗菌抗炎的性能，是一种对目前PET补片产品所存在的缺陷进行改良的简单方法，拥有巨大的市场应用价值。
具体如以下各实施例：
实施例1
在室温条件下，将PET补片置于10ppm的O3溶液中反应100min，使PET补片表面功能化修饰。同时，在4℃条件下，将羊来源的羊膜进行浸泡于新鲜制的2ppm的O3溶液中反应30min，使羊膜被充分的消毒处理。在4℃条件下，以去离子水为溶剂，将5mg的纤维蛋白冻干粉末溶解于50mL去离子水中，充分搅拌，得到浓度为0.1mg/mL的蛋白交联溶液。随后，将上述表面功能化处理好的PET补片转移到此新鲜制备的0.1mg/mL的蛋白交联溶液中浸泡5min，使体系中的蛋白交联剂能均匀分布在PET补片表面。然后在100W，380nm波长的紫外灯照射下，取出与蛋白交联液体充分反应的PET补片，用镊子将消毒处理好的羊膜覆盖在PET补片表面，紫外照射处理10min，充分让PET补片与羊膜片充分反应。将反应完毕的复合羊膜的PET增强补片风干，真空包装，4℃下保存待用。
实施例2
在室温条件下，将PET补片置于1000ppm的O3溶液中反应10min，使PET补片表面功能化修饰。同时，在室温条件下，将人来源的羊膜进行浸泡于新鲜制的500ppm的O3溶液中反应5min，使羊膜被充分的消毒处理。在4℃条件下，以去离子水为溶剂，将50g的胶原蛋白冻干粉末溶解于50mL去离子水中，充分搅拌，得到浓度为100mg/mL的蛋白交联溶液。随后，将上述表面功能化处理好的PET补片转移到此新鲜制备的100mg/mL的蛋白交联溶液中浸泡1min，使体系中的蛋白交联剂能均匀分布在PET补片表面。然后在200W，120nm波长的紫外灯照射下，取出与蛋白交联液体充分反应的PET补片，用镊子将消毒处理好的羊膜覆盖在PET补片表面，紫外照射处理50min，充分让PET补片与羊膜片充分反应。将反应完毕的复合羊膜的PET增强补片风干，真空包装，4℃下保存待用。
实施例3
在室温条件下，将PET补片置于500ppm的O3溶液中反应50min，使PET补片表面功能化修饰。同时，在10℃条件下，将牛来源的羊膜进行浸泡于新鲜制的5ppm的O3溶液中反应10min，使羊膜被充分的消毒处理。在10℃条件下，以去离子水为溶剂，将50mg的丝蛋白冻干粉末溶解于50mL去离子水中，充分搅拌，得到浓度为1mg/mL的蛋白交联溶液。随后，将上述表面功能化处理好的PET补片转移到此新鲜制备的1mg/mL的蛋白交联溶液中浸泡3min，使体系中的蛋白交联剂能均匀分布在PET补片表面。然后在130W，280nm波长的紫外灯照射下，取出与蛋白交联液体充分反应的PET补片，用镊子将消毒处理好的羊膜覆盖在PET补片表面，紫外照射处理8min，充分让PET补片与羊膜片充分反应。将反应完毕的复合羊膜的PET增强补片风干，真空包装，4℃下保存待用。
实施例4
在室温条件下，将PET补片置于800ppm的O3溶液中反应30min，使PET补片表面功能化修饰。同时，在25℃条件下，将猪来源的羊膜进行浸泡于新鲜制的5ppm的O3溶液中反应10min，使羊膜被充分的消毒处理。在25℃条件下，以去离子水为溶剂，将100mg的丝蛋白冻干粉末溶解于50mL去离子水中，充分搅拌，得到浓度为10mg/mL的蛋白交联溶液。随后，将上述表面功能化处理好的PET补片转移到此新鲜制备的10mg/mL的蛋白交联溶液中浸泡5min，使体系中的蛋白交联剂能均匀分布在PET补片表面。然后在800W，220nm波长的紫外灯照射下，取出与蛋白交联液体充分反应的PET补片，用镊子将消毒处理好的羊膜覆盖在PET补片表面，紫外照射处理6min，充分让PET补片与羊膜片充分反应，将反应完毕的复合羊膜的PET增强补片风干，真空包装，4℃下保存待用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种复合羊膜生物补片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将PET补片进行表面臭氧处理，同时对羊膜带进行消毒处理；
S2、在所述PET补片的表面修饰蛋白交联剂；
S3、利用交联的方法将羊膜带结合到PET补片表面，得到所述复合羊膜生物补片；
所述消毒处理具体包括如下操作：
在4℃~室温下，将羊膜带浸泡在臭氧溶液里，反应5~30min，即可，所述臭氧的浓度为2~500 ppm；
所述臭氧处理具体包括如下操作：
将PET补片在臭氧环境中氧化10~100min，即可，所述臭氧的浓度为10~1000 ppm；
所述蛋白交联剂的修饰方法为：
在4~10℃下，将PET补片浸泡于蛋白交联剂溶液中1~5min，即可，所述蛋白交联剂的浓度为0.1~100mg/mL；
所述交联的方法为紫外交联；
所述紫外交联条件为，紫外灯功率为100~200W，紫外光波长为120~380nm，照射时间为10~50min。
2.如权利要求1所述的复合羊膜生物补片的制备方法，其特征在于，所述羊膜的来源为人、猪或牛。
3.如权利要求1所述的复合羊膜生物补片的制备方法，其特征在于，所述蛋白交联剂为纤维蛋白、粘连蛋白、胶原蛋白和丝蛋白中的至少一种。
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