CN109125814A - 防粘连膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防粘连膜及其制备方法。一种防粘连膜,包括基层及形成于所述基层表面的抗细胞粘附层,所述基层为生物降解性高分子材料;所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、以及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。上述防粘连膜能抗细胞粘附。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,特别是涉及一种防粘连膜及其制备方法。
背景技术
术后粘连是手术部位的结缔组织纤维带与相邻的组织或器官结合在一起而形成的异常结构。粘连的大小可以从一片纤细的薄膜到稠密的血管疤痕。粘连形成具有普遍性,据报道50%~100%的腹腔和盆腔手术可导致不同程度的粘连。粘连导致的临床严重并发症包括肠梗阻、不育症、慢性盆腔疼痛等,增加了再次手术的困难以及进一步发生并发症的潜在性。术后肌腱粘连一直是困扰研究者的临床难题之一,肌腱粘连不仅会影响手术效果,还可导致严重的术后并发症,甚至会使一个成功手术归于失败。术后修复期的关键期为5至7天,这也是粘连形成的关键时期。由于粘连发生本身与创伤愈合机制相关,这就给粘连预防增加了难度。
目前国际上已在倡导的防粘连方法是,使用由生物可吸收材料分隔受伤组织,起到屏障保护的作用,阻断粘连发生,待伤口愈合后降解,实现防粘连的目的。目前市场上的防粘连产品主要分为两种类型:注射凝胶和防粘连膜材料。
注射水凝胶材料如透明质酸钠,材料本身具有抗细胞黏附功能,术后注射在创伤部位,在外科手术中起着立体网络阻隔,防止术后组织粘连的作用,大面积涂布于组织表面,因其为液态易流动物质,具有向低处流动特点,在临床实际应用于防粘连时可能会随病人体位改变而流出体外,或随切口内引流条排出,从而影响治疗效果,故临床应用有争议。
防粘连膜材料如聚乳酸(PLA)防粘连膜、壳聚糖膜,在创面和周围组织之间形成机械屏障,组织相容性较好,可降解吸收。自身降解吸收后经三羧酸循环生成CO2和H2O排出体外。这类膜材料本身极利于细胞黏附生长,在防粘连过程中会出现组织细胞长入材料的问题,防粘连效果不佳。
发明内容
基于此,有必要提供一种能抗细胞粘附的防粘连膜及其制备方法。
一种防粘连膜,包括基层及形成于所述基层表面的抗细胞粘附层,所述基层为生物降解性高分子材料;所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、以及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
上述防粘连膜,通过在基层表面形成抗细胞粘附层,从而可以赋予防粘连膜抗细胞粘附的性能。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层为物理吸附层、聚电解质交替自组装层或化学修饰层。
在其中一个实施例中,所述基层的厚度为100μm~3000μm。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层为物理吸附层,所述物理吸附层的厚度为1nm~100nm。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层为聚电解质交替自组装层,其中包括至少一层静电自组装层,每一层所述静电自组装层包括正电荷层及负电荷层,所述正电荷层及所述负电荷层中的其中一层含有选自透明质酸离子、海藻酸离子、羧基化聚乙二醇及氨基化聚乙二醇中的至少一种抗细胞粘附物质,所述正电荷层及所述负电荷层中的另一层含有与抗细胞粘附物质带相反电荷的聚电解质。
在其中一个实施例中,所述与抗细胞黏附物质带相反电荷的聚电解质为带正电的聚电解质、带负电的聚电解质或带两性电荷的聚电解质,所述带正电的聚电解质选自壳聚糖、氨基化聚乙二醇及聚乙酰亚胺中的至少一种,所述带负电的聚电解质选自透明质酸离子、海藻酸离子及羧基化聚乙二醇中的至少一种,所述带两性电荷的聚电解质选自聚两性电解质明胶、I型胶原、Ⅱ型胶原及Ⅲ型胶原中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述聚电解质交替自组装层包括3~30层所述静电自组装层。
在其中一个实施例中,所述聚电解质交替自组装层的厚度为50nm~100μm。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层为化学修饰层,所述抗细胞粘附材料通过化学键与所述基层的表面连接形成所述化学修饰层,所述化学键选自-O-、-RX-、-N(RX)-、-C(O)-、-N(RX)C(O)-、-N(RX)C(O)O-、-C(O)N(RX)-、-N(RX)C(O)N(RX)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RX)-、-S(O)2-、-S(O)2N(RX)-、-OS(O)2N(RX)-、-N(RX)S(O)2-及-OS(O)2O-中的至少一种,其中,RX是选自被C1-C4烷氧羰基取代的C1-C8烷基。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为A-B-C的结构,其中A代表基层材料分子,-B-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料分子。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层的厚度为1nm~20nm。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料分子。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为A-B-C-D-E的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为的结构,其中A代表基层材料分子,-B-、-D-及-F-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层的厚度为5nm~50nm。
一种防粘连膜的制备方法,包括以下步骤:
提供基层,所述基层为生物降解性高分子材料;及
在所述基层的表面形成抗细胞粘附层,所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、明胶、胶原蛋白及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层通过物理吸附、静电层层自组装或者化学修饰的方法层叠于所述基层的表面。
附图说明
图1为一实施方式的防粘连膜的结构示意图;
图2为另一实施方式的防粘连膜的结构示意图;
图3为另一实施方式的防粘连膜的结构示意图;
图4为一实施方式的防粘连膜的制备方法的流程图;
图5为实施例1的具有7双层组装层的防粘连膜的荧光显微镜图;
图6为实施例5的防粘连膜的荧光显微镜图;
图7为实施例17的防粘连膜的荧光显微镜图;
图8为实施例7的防粘连膜进行接触角测试的显微照片;
图9为实施例17的防粘连膜进行接触角测试的显微照片;
图10为实施例9的防粘连膜的荧光显微镜照片;
图11为实施例17的防粘连膜的荧光显微镜照片;
图12为实施例17的防粘连膜的细胞粘附显微照片;
图13为实施例1的防粘连膜的细胞粘附显微照片;
图14为实施例3的防粘连膜的细胞粘附显微照片;
图15为实施例7的防粘连膜的细胞粘附显微照片;
图16为实施例9的防粘连膜的细胞粘附显微照片。
具体实施方式
下面主要结合具体实施例对防粘连膜及其制备方法作进一步详细的说明。
请参阅图1,一实施方式的防粘连膜100,包括基层110及形成于基层110表面的抗细胞粘附层130。具体的,基层110的两个相对的表面上均形成有抗细胞粘附层130。
其中,基层110的材料为生物降解性高分子材料,具体的为选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PLG)、丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、聚ε-己内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇接枝聚乳酸羟基乙酸共聚物(PVA-g-PLGA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚丙二醇共聚物、聚氰基丙烯酸烷基酯(PACA)、ε-已内酯与丙交酯嵌段共聚物、聚对二氧环己酮(PDS或PPDO)、聚(叔丁基碳氧羧甲基)谷氨酸、1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸酐共聚物(P(CPP-SA))、1,3-双(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸酐共聚物(P(CPH-SA))、聚[1,6-双-(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸]、聚富马酸-癸二酸(P(FA-SA))、聚氨酯、聚磷腈、壳聚糖、壳聚糖衍生物、葡聚糖、纤维素、羧甲基纤维素、明胶、胶原蛋白、纤黏连蛋白、纤维蛋白凝胶、丝素蛋白及磷酸胆碱中的至少一种。
在其中一个实施例中,聚乳酸(PLA)选自左旋聚乳酸(PLLA)及外消旋聚乳酸(PDLLA)中的至少一种。
在其中一个实施例中,聚乳酸-聚乙二醇共聚物选自聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PLA-PEG)、聚乙二醇-聚乳酸-聚乙二醇三嵌段聚合物(PEG-PLA-PEG)及聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段聚合物(PLA-PEG-PLA)中的至少一种。
在其中一个实施例中,聚氨酯选自葡萄糖衍生聚氨酯、果糖衍生聚氨酯、蔗糖衍生聚氨酯、木质素衍生聚氨酯、儿茶素衍生聚氨酯、纤维素衍生聚氨酯、醋酸纤维素衍生聚氨酯、淀粉衍生聚氨酯、聚乳酸基聚氨酯、聚己内酯基聚氨酯、聚碳酸亚乙酯基聚氨酯及聚乙二醇基聚氨酯中的至少一种。
聚磷腈是其骨架主链上含有磷与氮交替排列组成单元—P=N—的一大类高分子材料属于杂化的无机-有机高分子材料。其与磷原子连接的氯原子可以通过与醇类、胺类、酚类等试剂反应而被诸如氨基酸、多肽、维生素等多种基团所取代,继而赋予其较佳的生物相容性、可生物降解性等综合性能,使其可以在生物惰性到生物活性的较大范围内变化,因而在生物医学材料研究领域得到迅速发展。由于其侧链可被多种基团取代,无法一一列举。
在其中一个实施例中,聚磷腈选自聚二(甘氨酸乙酯基)磷腈、聚二(2-甲氧基乙氧基)磷腈、葡萄糖与甲氧基乙醇或甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、葡萄糖与甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、聚二(对羧基苯氧基)磷腈多酸、聚二(对丙酸钠苯氧基)磷腈、甲氧基聚乙二醇取代聚磷腈、甘氨酸乙酯和异丙基丙烯酰胺共取代聚磷腈、丙胺酸基取代聚磷腈、(三羟甲基)胺基甲烷和甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、(三羟甲基)胺基甲烷和丙氨酸乙酯共取代聚磷腈及聚(2-二甲基胺乙基胺)磷腈中的至少一种。
壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素,是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。
壳聚糖衍生物是指对壳聚糖含有的氨基和/或羟基进行化学改性后获得的物质。在其中一个实施例中,壳聚糖衍生物选自磺化甲壳素、磺化羧甲基甲壳素、N-羟乙基壳聚糖、N-乙酰化壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖、碘化甲壳素、羧甲基烷基甲壳素、N-羧甲基壳聚糖、N-三甲基氯化壳聚糖、N-羟丙基壳聚糖乙酸酯、氰乙基(或苯基氰乙基)壳聚糖、苯基氰乙基壳聚糖、N-丙酰化壳聚糖、N-丁酰化壳聚糖、N-己酰化壳聚糖、N-甲基磺酰壳聚糖、N-苯磺酰壳聚糖、N-邻苯二甲酰壳聚糖、N-丁基壳聚糖、N-辛基壳聚糖、N-十六烷基壳聚糖、N-羧基丁基壳聚糖、N-硫酸壳聚糖、6-O-羟乙基壳聚糖、乙二醇壳聚糖、甘油(3-氯丙烷-1,2-二醇)壳聚糖、3-氯丙烷-1,2-二醇壳聚糖、B-D半乳糖苷支化壳聚糖、6-脱氧壳聚糖、6-O-单硫酸(3,6-O-二硫酸)壳聚糖、3,6-O-二硫酸壳聚糖、十二烷基磺酸钠壳聚糖中的至少一种。
纤维素的结构为β-D-葡萄糖单元经β-1,4苷键连接而成的直链多聚体,其结构中没有分支。纤维素的化学式为(C6H10O5)n。羧甲基纤维素是由羧甲基取代基的纤维素衍生物,用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素,再与一氯醋酸反应制得,羧甲基纤维素的化学式为[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n。
胶原蛋白选自I型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原中的至少一种。
在其中一个实施例中,基层110的材料的聚乳酸、聚羟基乙酸、丙交酯-乙交酯共聚物及聚ε-己内酯的数均分子量为5ⅹ103~5ⅹ106。聚乙烯醇、聚乙烯醇接枝聚乳酸羟基乙酸共聚物的数均分子量为2×103~2×106。聚羟基丁酸酯的数均分子量为103~5ⅹ106。聚乳酸-聚乙二醇共聚物中聚乳酸和聚乙二醇单体的摩尔比范围为1:100~100:1,共聚物的数均分子量为5ⅹ103~5ⅹ106。聚乳酸-聚丙二醇共聚物中聚乳酸和聚丙二醇单体的摩尔比范围为1:100~100:1,共聚物的数均分子量为5ⅹ103~5ⅹ106。聚氰基丙烯酸烷基酯的数均分子量范围是1ⅹ103~1ⅹ106;ε-已内酯与丙交酯嵌段共聚物的数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。聚对二氧环己酮的数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ107;聚(叔丁基碳氧羧甲基)谷氨酸的数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸酐共聚物中1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷和癸二酸酐的摩尔比范围为1:10~10:1,数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。1,3-双(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸酐共聚物中1,3-双(对羧基苯氧基)己烷和癸二酸酐的摩尔比范围为1:10~10:1,数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。聚[1,6-双-(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸]中1,6-双-(对羧基苯氧基)己烷和癸二酸的摩尔比范围为:1:10~10:1,数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。聚富马酸-癸二酸中富马酸和癸二酸的摩尔比范围为1:10~10:1,数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106。聚氨酯选自葡萄糖衍生聚氨酯、果糖衍生聚氨酯、蔗糖衍生聚氨酯、木质素衍生聚氨酯、儿茶素衍生聚氨酯、纤维素衍生聚氨酯、醋酸纤维素衍生聚氨酯、淀粉衍生聚氨酯、聚乳酸基聚氨酯、聚己内酯基聚氨酯、聚碳酸亚乙酯基聚氨酯及聚乙二醇基聚氨酯中的至少一种,数均分子量范围为104~106。聚磷腈选自聚二(甘氨酸乙酯基)磷腈、聚二(2-甲氧基乙氧基)磷腈、葡萄糖与甲氧基乙醇或甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、葡萄糖与甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、聚二(对羧基苯氧基)磷腈多酸、聚二(对丙酸钠苯氧基)磷腈、甲氧基聚乙二醇取代聚磷腈、甘氨酸乙酯和异丙基丙烯酰胺共取代聚磷腈、丙胺酸基取代聚磷腈、(三羟甲基)胺基甲烷和甘氨酸乙酯共取代聚磷腈、(三羟甲基)胺基甲烷和丙氨酸乙酯共取代聚磷腈及聚(2-二甲基胺乙基胺)磷腈中的至少一种,数均分子量范围为5ⅹ103~5ⅹ106;壳聚糖及壳聚糖衍生物的数均分子量范围为104~106。葡聚糖的数均分子量范围为103~5ⅹ106。纤维素的数均分子量范围为5ⅹ104~2.5ⅹ106。羧甲基纤维素的数均分子量范围为103~106。明胶的数均分子量范围为1.5ⅹ104~2.5ⅹ105。
在其中一个实施例中,基层110的厚度为100μm~3000μm。
在其中一个实施例中,基层110的表面为光滑平整的结构。基层110的表面粗糙度为1μm以下。由于抗细胞粘附层是纳米级别,对防粘连膜的表面粗糙度的影响很小,因此基层的表面粗糙度直接决定了防粘连膜的表面粗糙度。而防粘连膜越光滑平整,越有利于防细胞粘附效果的发挥。
抗细胞粘附层130含有抗细胞粘附材料。抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、以及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(Pluronic)中的至少一种。其中,聚乙二醇的衍生物可以为羧基化聚乙二醇、氨基化聚乙二醇等。
在其中一个实施例中,透明质酸盐选自透明质酸钠、透明质酸钾、透明质酸铵、透明质酸镁、透明质酸钙及透明质酸锌中的至少一种。
在其中一个实施例中,透明质酸及透明质酸盐的数均分子量为104~5ⅹ106。
在其中一个实施例中,海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钙及海藻酸锌中的至少一种。
在其中一个实施例中,海藻酸及海藻酸盐的数均分子量为104~6ⅹ105。
在其中一个实施例中,聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物的化学式为HO-(C2H4O)a-(C3H6O)b-(C2H4O)c-H,其中,a和c为2~130的整数,b为15~67的整数。
在其中一个实施例中,聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中聚氧乙烯的摩尔百分含量为79.9%~83.7%。
在其中一个实施例中,聚乙二醇是α-氢-ω-羟基(氧-1,2-乙二基)的聚合物,数均分子量(Mn)为400~2ⅹ104。
在图示的实施方式中,抗细胞粘附层130为物理吸附层,通过物理吸附层叠至基层110。抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
在图示的实施方式中,抗细胞粘附层130的厚度为1nm~100nm。
请参阅图2,另一实施方式的防粘连膜200的结构与防粘连膜100的结构大致相同,其不同在于:抗细胞粘附层230为聚电解质交替自组装层,通过静电吸附层叠于基层210。
抗细胞粘附层230包括至少一层静电自组装层。每一层静电自组装层230包括正电荷层及负电荷层,正电荷层及负电荷层中的其中一层含有选自透明质酸离子、海藻酸离子、羧基化聚乙二醇及氨基化聚乙二醇中的至少一种的抗细胞粘附物质,正电荷层及负电荷层中的另一层含有与抗细胞粘附物质带相反电荷的聚电解质。正电荷层与负电荷层静电组装形成静电组装层。
与抗细胞黏附带相反电荷的聚电解质为带正电的聚电解质、带负电的聚电解质或带两性电荷的聚电解质。带正电的聚电解质选自壳聚糖、氨基化聚乙二醇及聚乙酰亚胺中的至少一种。带负电的聚电解质选自透明质酸离子、海藻酸离子及羧基化聚乙二醇中的至少一种。带两性电荷的聚电解质选自聚两性电解质明胶、I型胶原、Ⅱ型胶原及Ⅲ型胶原中的至少一种。
抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料、抗细胞粘附材料的官能基团及抗细胞粘附材料的衍生物中的至少一种。抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐及聚乙二醇中的至少一种。
可以理解,抗细胞粘附层230至少包括一层静电组装层,当然,优选的,抗细胞粘附层230包括3~30层静电组装层。
需要说明的是,在其他实施例中,基层210的材料为带正电的聚电解质,如壳聚糖、胶原蛋白,带负电离子通过静电吸附至基层210的表面形成抗细胞粘附层230。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附层230的厚度为50nm~100μm。
请参阅图3,另一实施方式的防粘连膜300的结构与防粘连膜100的结构大致相同,其不同在于:抗细胞粘附层330为化学修饰层,抗细胞粘附材料通过化学键与基层310的表面连接形成抗细胞粘附层330。化学键选自-O-、-RX-、-N(RX)-、-C(O)-、-N(RX)C(O)-、-N(RX)C(O)O-、-C(O)N(RX)-、-N(RX)C(O)N(RX)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RX)-、-S(O)2-、-S(O)2N(RX)-、-OS(O)2N(RX)-、-N(RX)S(O)2-及-OS(O)2O-中的至少一种,RX是被C1-C4烷氧羰基取代的C1-C8烷基。化学键的一端连接基层材料分子的官能团,另一端连接抗细胞粘附材料分子的官能团。
抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇、其衍生物及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附材料与基层310的表面通过化学键形成表达式为A-B-C的结构,其中A代表基层材料分子,-B-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料。当然,在表达式中的A缺失了反应基团,也应当被认为A代表基层的材料,更确切讲,A代表基层的材料的官能基团。当然,同样应该被理解,C相较于抗细胞粘附材料缺失了反应基团,也应当认为C代表抗细胞粘附材料。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附材料与基层310的表面通过化学键形成表达式为的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料分子。当然,在表达式中的A缺失了反应基团,也应当被认为A代表基层的材料,更确切讲,A代表基层的材料的官能基团。当然,同样应该被理解,C相较于抗细胞粘附材料缺失了反应基团,也应当认为C代表抗细胞粘附材料。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附材料与基层的表面通过化学键形成表达式为A-B-C-D-E的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。当然,在表达式中的A缺失了反应基团,也应当被认为A代表基层的材料,更确切讲,A代表基层的材料的官能基团。当然,同样应该被理解,C及E相较于抗细胞粘附材料缺失了反应基团,也应当认为C及E代表抗细胞粘附材料。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附材料、抗细胞粘附材料的官能基团及抗细胞粘附材料的衍生物中的至少一种与基层的表面通过化学键形成表达式为的化合物,其中A代表基层材料分子,-B-、-D-及-F-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。当然,在表达式中的A缺失了反应基团,也应当被认为A代表基层的材料,更确切讲,A代表基层的材料的官能基团。当然,同样应该被理解,C及E相较于抗细胞粘附材料缺失了反应基团,也应当认为C及E代表抗细胞粘附材料。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附层330的厚度为5nm~50nm。上述防粘连膜,通过在基层表面形成抗细胞粘附层,从而可以赋予防粘连膜抗细胞粘附的性能。
上述三种抗细胞粘附层中,聚电解质交替自组装层比单纯物理吸附或粘附而得到的层牢固度更高,且不像化学修饰层那样易引入对人体有害的物质,故而优选。
本发明还提供一种防粘连膜的制备方法,包括以下步骤:
提供基层,所述基层为生物降解性高分子材料;及
在所述基层的表面形成抗细胞粘附层,所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、明胶、胶原蛋白及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述抗细胞粘附层通过物理吸附、静电层层自组装或者化学修饰的方法层叠于所述基层的表面。
请参阅图4,上述防粘连膜的制备方法,包括以下步骤:
步骤S410、提供基层。
其中,基层110的材料为生物降解性高分子材料,具体的为选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PLG)、丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)、聚ε-己内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇接枝聚乳酸羟基乙酸共聚物(PVA-g-PLGA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚乳酸-聚丙二醇共聚物、聚氰基丙烯酸烷基酯(PACA)、ε-已内酯与丙交酯嵌段共聚物、聚对二氧环己酮(PDS或PPDO)、聚(叔丁基碳氧羧甲基)谷氨酸、1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸酐共聚物(P(CPP-SA))、1,3-双(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸酐共聚物(P(CPH-SA))、聚[1,6-双-(对羧基苯氧基)己烷-癸二酸]、聚富马酸-癸二酸(P(FA-SA))、聚氨酯、聚磷腈、壳聚糖、壳聚糖衍生物、葡聚糖、纤维素、羧甲基纤维素、明胶、胶原蛋白、纤黏连蛋白、纤维蛋白凝胶、丝素蛋白及磷酸胆碱中的至少一种。
步骤S420、清洗基层并干燥。
在其中一个实施例中,使用水清洗基层。
在其中一个实施例中,使用氮气吹干基层进行干燥。当然,在其他实施方式中,可以采用其他与基层不发生反应的气体进行吹干,也可以采用晾干等其他方式进行干燥。
需要说明的是,当基层足够干净,满足后续操作要求的情况下,步骤S420可以省略。
步骤S430、在基层的表面形成抗细胞粘附层。
抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、明胶、胶原蛋白及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(Pluronic)中的至少一种。
在其中一个实施例中,抗细胞粘附层通过物理吸附、静电层层自组装或者化学修饰的方法层叠于所述基层的表面。
在其中一个实施例中,在基层的表面形成抗细胞粘附层的步骤具体为:将基层在抗细胞粘附溶液中浸泡形成抗细胞粘附层。抗细胞粘附溶液含有抗细胞粘附材料。优选的,抗细胞粘附溶液中抗细胞粘附材料的质量浓度为0.1%~5%。优选的,浸泡的时间为5分钟~30分钟。进一步的,浸泡后取出用纯水清洗。当然,可以在使用前从抗细胞粘附溶液中取出并用纯水漂洗。
在其中一个实施例中,在基层的表面形成抗细胞粘附层的步骤具体为:使用抗细胞粘附溶液润洗基层形成抗细胞粘附层。抗细胞粘附溶液含有抗细胞粘附材料。优选的,抗细胞粘附溶液中抗细胞粘附材料的质量浓度为0.1%~5%。优选的,润洗的方式为将基层膜材料平铺在液滴表面,使液滴浸润材料表面;或者将液滴滴加到基层膜材料表面,再用平整的材料(如玻璃板)将液滴压平,使液滴在膜表面均匀分布。
在其中一个实施例中,在基层的表面形成抗细胞粘附层的步骤具体为:将基层在含有聚电解质的第一溶液中浸泡,干燥后在含有带相反电荷的聚电解质的第二溶液中浸泡形成静电组装层。第一溶液及第二溶液中的其中一个含有选自透明质酸离子、海藻酸离子、羧基化聚乙二醇及氨基化聚乙二醇中的至少一种的抗细胞粘附物质,第一溶液及第二溶液中的另一个含有与抗细胞粘附物质带相反电荷的聚电解质。与抗细胞黏附带相反电荷的聚电解质为带正电的聚电解质、带负电的聚电解质或带两性电荷的聚电解质。带正电的聚电解质选自壳聚糖、氨基化聚乙二醇及聚乙酰亚胺中的至少一种。带负电的聚电解质选自透明质酸离子、海藻酸离子及羧基化聚乙二醇中的至少一种。带两性电荷的聚电解质选自聚两性电解质明胶、I型胶原、Ⅱ型胶原及Ⅲ型胶原中的至少一种。
优选的,将基层在含有聚电解质的第一溶液中浸泡5分钟~30分钟。基层在含有带相反电荷的聚电解质的第二溶液中浸泡5分钟~30分钟。
优选的,第一溶液中聚电解质的质量浓度为0.1%~5%。第二溶液中含有带相反电荷的聚电解质的质量浓度为0.1%~5%。
优选的,第一溶液及第二溶液中还含有无机盐。无机盐为生物相容性好且无毒盐。进一步的,无机盐选自氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、PBS磷酸盐缓冲液及Hanks生物缓冲液中的至少一种。无机盐的质量浓度为0%~5%。无机盐可以增加抗细胞粘附层的厚度及结合的牢固度。
优选的,将基层交替在所述含有带正电的聚电解质的溶液及抗细胞粘附溶液中浸泡形成3层~30层静电组装层。
优选的,将基层在第一溶液中浸泡后取出,用氯化钠溶液及水依次清洗,氮气吹干后在第二溶液中浸泡形成静电组装层。进一步优选的,氯化钠水溶液的质量浓度为0%~5%。
优选的,将基层先在聚乙酰亚胺(PEI)溶液中浸泡,干燥后在第一溶液中浸泡,干燥后在第二溶液中浸泡,干燥后在第一溶液中浸泡。进一步优选的,聚乙酰亚胺(PEI)溶液的质量浓度为0.1%~5%。优选的,第一溶液中含有选自透明质酸离子、海藻酸离子、羧基化聚乙二醇及氨基化聚乙二醇中的至少一种的抗细胞粘附物质。
在其中一个实施例中,在基层的表面形成抗细胞粘附层的步骤具体为:将带正电荷的基层在含有抗细胞粘附材料的抗细胞粘附溶液中浸泡,带正电荷的基层的材料为选自胶原蛋白及壳聚糖中的至少一种,抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐及聚乙二醇中的至少一种。因为基层的材料为带正电荷的材料,因此直接在抗细胞粘附液中浸泡即可。
在其中一个实施例中,在基层的表面形成抗细胞粘附层的步骤具体为:将基层与反应液反应得到通过化学键与基层的表面连接的抗细胞粘附层,反应液含有抗细胞粘附材料,化学键选自-O-、-RX-、-N(RX)-、-C(O)-、-N(RX)C(O)-、-N(RX)C(O)O-、-C(O)N(RX)-、-N(RX)C(O)N(RX)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RX)-、-S(O)2-、-S(O)2N(RX)-、-OS(O)2N(RX)-、-N(RX)S(O)2-及-OS(O)2O-中的至少一种,RX是被C1-C4烷氧羰基取代的C1-C8烷基。抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物,及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
优选的,反应液中抗细胞粘附材料的质量百分含量为1%~5%。优选的,将基层的其中一侧表面覆盖在反应液的表面进行反应,之后将基层的另一侧表面覆盖在反应液的表面进行反应。进一步优选的,将基层的其中一侧表面覆盖在反应液的表面进行反应1~4小时,清洗干燥后,将基层的另一侧表面覆盖在反应液的表面进行反应1~4小时。
优选的,反应液中还含有促进反应的催化剂。当然,在其他实施方式中,反应液中还可以含有活化剂。
优选的,反应液为含有羟基化聚乙二醇(PEG-COOH)、N-羟基琥珀酸亚胺(NHS)及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)的PBS缓冲液。进一步优选的,反应液中PEG-COOH的质量百分含量为0.1%~5%,NHS的浓度为10mM~1000mM,EDC的浓度为10mM~1000mM。进一步优选的,基层的材料为PLA。
优选的,反应液为含有羟基化聚乙二醇(HOOC-PEG-COOH)、N-羟基琥珀酸亚胺(NHS)及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)的二氯甲烷溶液。进一步优选的,反应液中PEG-COOH的质量百分含量为0.1%~5%,NHS的浓度为10mM~1000mM,EDC的浓度为10mM~1000mM。进一步优选的,基层的材料为PLA。
优选的,反应液为含有透明质酸(HA)、二环己基碳二亚胺(DCC)及4-二甲氨基吡啶(DMAP)的PBS缓冲液。进一步优选的,反应液中HA的质量百分含量为0.1%~5%,DCC的浓度为10mM~1000mM,DMAP的浓度为10mM~1000mM。进一步优选的,基层的材料为PLA。
上述防粘连膜的制备方法,操作简单,通过在基层表面形成抗细胞粘附层,从而可以赋予防粘连膜抗细胞粘附的性能。
以下结合具体实施例进行详细说明。
以下实施例中,如未特殊说明,各实施例不包括未提及的除不可避免的杂质以外的其他组分。如无特殊说明,各实施例的操作按照记载的顺序执行。
实施例中所使用的F127和F108均为BASF公司产品。
实施例1
透明质酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、壳聚糖溶液、透明质酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;壳聚糖溶液中溶剂为水,壳聚糖溶液含有壳聚糖及NaCl,壳聚糖的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;透明质酸钠溶液中溶剂为水,透明质酸钠溶液含有透明质酸钠及NaCl,透明质酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入透明质酸钠溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入壳聚糖溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)分别交替重复步骤(4)和(5)三次、六次和八次,再重复步骤(4)得到最外层为透明质酸的具有抗细胞粘附层的防粘连膜,最终分别获得4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附防粘连膜。
分别用椭偏仪测试4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附层的厚度。使用椭偏仪测试4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附层的厚度分别25.7nm、65.1nm和105.0nm。
实施例2
透明质酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、壳聚糖溶液、透明质酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;壳聚糖溶液中溶剂为水,壳聚糖溶液含有壳聚糖及NaCl壳聚糖的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;透明质酸钠溶液中溶剂为水,透明质酸钠溶液含有透明质酸钠及NaCl,透明质酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置30分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入透明质酸钠溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入壳聚糖溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)交替重复步骤(4)和(5)六次,再重复步骤(4)得到最外层为透明质酸的具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为65nm。
实施例3
海藻酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、壳聚糖溶液、海藻酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;壳聚糖溶液中溶剂为水,壳聚糖溶液含有壳聚糖及NaCl,壳聚糖的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;海藻酸钠溶液中溶剂为水,海藻酸钠溶液含有海藻酸钠及NaCl,海藻酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置30分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入海藻酸钠溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入壳聚糖溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)分别交替重复步骤(4)和(5)三次、六次和八次,再重复步骤(4)得到最外层为海藻酸钠的具有抗细胞粘附层的防粘连膜,最终分别获得4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附防粘连膜。
分别用椭偏仪测试4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附层的厚度。使用椭偏仪测试4双层组装层、7双层组装层和9双层组装层的抗细胞粘附层的厚度分别为22.1nm、58.3nm和92.7nm。
实施例4
海藻酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、壳聚糖溶液、海藻酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;壳聚糖溶液中溶剂为水,壳聚糖溶液含有壳聚糖及NaCl,壳聚糖的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;海藻酸钠溶液中溶剂为水,海藻酸钠溶液含有海藻酸钠及NaCl,海藻酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入海藻酸钠溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入壳聚糖溶液中静置5分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)交替重复步骤(4)和(5)六次,再重复步骤(4)得到最外层为海藻酸钠的具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为59nm。
实施例5
海藻酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、I型胶原溶液、海藻酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;I型胶原溶液中溶剂为水,I型胶原溶液中含有I型胶原及NaCl,I型胶原的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;海藻酸钠溶液中溶剂为水,海藻酸钠溶液含有海藻酸钠及NaCl,海藻酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置30分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入海藻酸钠溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入I型胶原溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)交替重复步骤(4)和(5)六次,再重复步骤(4)得到最外层为透明质酸的具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为71nm。
实施例6
透明质酸钠修饰的防粘连膜的制备包括以下步骤:
(1)提供PEI溶液、I型胶原溶液、透明质酸钠溶液及氯化钠溶液。其中PEI溶液中的溶剂为水,PEI溶液含有PEI及NaCl,PEI的浓度为5mg/mL,NaCl的浓度为0.15M;I型胶原溶液中溶剂为水,I型胶原溶液中含有I型胶原及NaCl,I型胶原的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为4.0;透明质酸钠溶液中溶剂为水,透明质酸钠溶液含有透明质酸钠及NaCl,透明质酸钠的浓度为1mg/mL,NaCl的浓度为0.15M,pH值为6.0。氯化钠溶液中氯化钠的浓度为0.15M。
(2)将PLA膜用水清洗干净,氮气吹干。其中,PLA膜的厚度为100μm。
(3)将PLA膜浸入PEI溶液中静置30分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(4)将PLA膜浸入透明质酸钠溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干。
(5)将PLA膜浸入I型胶原溶液中静置20分钟后取出,依次用氯化钠溶液、水清洗后吹干从而在PLA膜表面形成一层静电组装层。
(6)交替重复步骤(4)和(5)六次,再重复步骤(4)得到最外层为透明质酸的具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为74μm。
实施例7
(1)提供基层及抗细胞粘附溶液;基层的材料PLA,基层的厚度为100μm;抗细胞粘附溶液中含有质量百分含量为2%的F108(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物材料)。
(2)将基层用水清洗干净,氮气吹干。
(3)将基层浸泡在抗细胞粘附溶液中30分钟后取出,用水漂洗后干燥得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
防粘连膜的厚度为100μm,使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为10.5nm。
实施例8
(1)提供基层及抗细胞粘附溶液;基层的材料PLGA,基层的厚度为100μm;抗细胞粘附溶液中含有质量百分含量为2%的F127(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物材料)。
(2)将基层用水清洗干净,氮气吹干。
(3)将基层浸泡在抗细胞粘附溶液中30分钟后取出,用水漂洗后干燥得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为9.5nm。
实施例9
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为二氯甲烷,反应液中含有FITC-PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,FITC-PEG(Mn=2000)-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为25mm2、厚度为100μm的PLA膜平铺在液滴表面,室温反应1小时后将PLA膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将PLA膜另一面平铺在液滴表面,室温反应1小时后将PLA膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为12.3nm。
实施例10
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为二氯甲烷,反应液中含有FITC-PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,FITC-PEG(Mn=2000)-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为25mm2、厚度为100μm的PLA膜平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PLA膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将PLA膜另一面平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PLA膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为15.1nm。
实施例11
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,PEG-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为100μm的壳聚糖膜平铺在液滴表面,室温反应4小时后将壳聚糖膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将壳聚糖膜另一面平铺在液滴表面,室温反应4小时后将壳聚糖膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为14.0nm。
实施例12
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,PEG-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为100μm的明胶膜平铺在液滴表面,室温反应1小时后将明胶膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将明胶膜另一面平铺在液滴表面,室温反应1小时后将明胶膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为13.2nm。
实施例13
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有HA(Mw=800000)、DCC及DMAP,HA的质量百分含量为2%,DCC的浓度为400mM,DMAP的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为100μm的纤维素膜平铺在液滴表面,室温反应1小时后将纤维素膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将纤维素膜另一面平铺在液滴表面,室温反应1小时后将纤维素膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为11.5nm。
实施例14
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有HA(Mw=800000)、DCC及DMAP,HA的质量百分含量为2%,DCC的浓度为400mM,DMAP的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为100μm的PLA-PEG膜平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PLA膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将PLA-PEG膜另一面平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PLA-PEG膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为16.3nm。
实施例15
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有HOOC-PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,HOOC-PEG-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为200μm的PEGP膜平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PEGP膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将PEGP膜另一面平铺在液滴表面,室温反应4小时后将PEGP膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为19.6nm。
实施例16
(1)在避光条件下配置反应液,反应液的溶剂为PBS缓冲液,反应液中含有HOOC-PEG(Mn=2000)-COOH、NHS及EDC,HOOC-PEG-COOH的质量百分含量为2%,NHS的浓度为100mM,EDC的浓度为400mM。
(2)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将面积为10mm2、厚度为200μm的纤黏连蛋白膜平铺在液滴表面,室温反应1小时后将纤黏连蛋白膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干。
(3)用移液管吸取100μL反应液滴加在玻璃皿内,将纤黏连蛋白膜另一面平铺在液滴表面,室温反应1小时后将纤黏连蛋白膜从玻璃皿内表面剥离,用纯水清洗,氮气吹干得到具有抗细胞粘附层的防粘连膜。
防粘连膜的厚度为200μm,使用椭偏仪测试抗细胞粘附层的厚度为17.7nm。
实施例17
实施例17的防粘连膜为未经处理的PLA膜,厚度为100μm。
将实施例1的具有7双层组装层的防粘连膜、5及17的防粘连膜用羊抗鼠IgG-PE染料染色。染色步骤如下:将羊抗鼠IgG-PE染料(Miltenyi,130-098-826)用抗体稀释液(Boster,YF2406)稀释100倍;将待染色样品浸泡在稀释后的染液中,10分钟后取出样品,用PBS(Boster,AR0030)清洗3次,每次5分钟;之后用蒸馏水清洗3次,每次5分钟。
请参阅图5~7,图5~7分别为实施例1的具有7双层组装层的防粘连膜、5及17的防粘连膜的用羊抗鼠IgG-PE染料染色后的荧光显微镜图。从图5~7可以看出,实施例17的防粘连膜未被荧光染料染色,实施例1、5的防粘连膜可以吸附荧光染料,被染成红色荧光。由于静电层层自组装层可吸附IgG抗体荧光染料,说明实施例1和5中的膜材料表面成功修饰了抗细胞粘附层。
请参阅图8及图9,图8及图9分别为实施例7及17的防粘连膜进行接触角测试的显微照片。接触角测试时,将水滴滴在实施例7及17的防粘连膜的表面,通过量角法测试得到实施例7及17的防粘连膜的接触角分别为22.7°及86.4°。与实施例17相比,实施例7的防粘连膜的接触角明显下降,证明实施例7的PLA表面成功吸附F108。
请参阅图10及11,图10及11分别为实施例9及17的防粘连膜的荧光显微镜照片。从图10及11可以看出,实施例17的防粘连膜在荧光显微镜下不发出荧光,实施例9的防粘连膜在荧光显微镜下发出绿色荧光,绿色荧光来自于修饰到PEG分子链上的FITC荧光基团,表示实施例9的防粘连膜中PEG被成功修饰到PLA膜的表面。
将实施例17、实施例1、实施例3、实施例7及实施例9的防粘连膜裁剪成12孔板单孔尺寸大小,紫外灭菌后在无菌操作台上转移至12孔板中。
人脐静脉内皮细胞(HUVEC)培养在含体积百分含量为10v%FBS(胎牛血清,Gibico)的DMEM(Gibico)高糖培养基中。当细胞数量达到80%培养瓶底面积时,对细胞进行消化,离心收集细胞。将消化的细胞用培养基分别稀释成密度为30000/mL的细胞悬浮液。将细胞悬浮液接种到12孔板中,每孔1mL。8小时后,用4%的多聚甲醛固定膜表面的细胞15分钟,然后用考马斯亮蓝染液对膜表面的细胞进行染色90秒,接着用纯水漂洗3次,每次5分钟,细胞会被考马斯亮蓝染成蓝色,之后进行显微观察和拍照。
由实施例17、实施例1、实施例3、实施例7及实施例9的防粘连膜得到的细胞粘附显微照片如图12~16所示。从图12~16可以看出,实施例17的防粘连膜由于不含有抗细胞粘附层从而表面细胞密度较好,细胞铺展情况良好。实施例1、实施例3、实施例7及实施例9的防粘连膜表面细胞密度低,且细胞不能铺展,黏附状况差。结果表明,实施例1、实施例3、实施例7及实施例9的防粘连膜被赋予了良好的抗细胞黏附性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于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。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种防粘连膜,其特征在于,包括基层及形成于所述基层表面的抗细胞粘附层,所述基层为生物降解性高分子材料;所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、以及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层为物理吸附层、聚电解质交替自组装层或化学修饰层。
3.根据权利要求1所述的防粘连膜,其特征在于,所述基层的厚度为100μm~3000μm。
4.根据权利要求2所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层为物理吸附层,所述物理吸附层的厚度为1nm~100nm。
5.根据权利要求2所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层为聚电解质交替自组装层,其中包括至少一层静电自组装层,每一层所述静电自组装层包括正电荷层及负电荷层,所述正电荷层及所述负电荷层中的其中一层含有选自透明质酸离子、海藻酸离子、羧基化聚乙二醇及氨基化聚乙二醇中的至少一种抗细胞粘附物质,所述正电荷层及所述负电荷层中的另一层含有与抗细胞粘附物质带相反电荷的聚电解质。
6.根据权利要求5所述的防粘连膜,其特征在于,所述与抗细胞黏附物质带相反电荷的聚电解质为带正电的聚电解质、带负电的聚电解质或带两性电荷的聚电解质,所述带正电的聚电解质选自壳聚糖、氨基化聚乙二醇及聚乙酰亚胺中的至少一种,所述带负电的聚电解质选自透明质酸离子、海藻酸离子及羧基化聚乙二醇中的至少一种,所述带两性电荷的聚电解质选自聚两性电解质明胶、I型胶原、Ⅱ型胶原及Ⅲ型胶原中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的防粘连膜,其特征在于,所述聚电解质交替自组装层包括3~30层所述静电自组装层。
8.根据权利要求5~7任一项所述的防粘连膜,其特征在于,所述聚电解质交替自组装层的厚度为50nm~100μm。
9.根据权利要求2所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层为化学修饰层,所述抗细胞粘附材料通过化学键与所述基层的表面连接形成所述化学修饰层,所述化学键选自-O-、-RX-、-N(RX)-、-C(O)-、-N(RX)C(O)-、-N(RX)C(O)O-、-C(O)N(RX)-、-N(RX)C(O)N(RX)-、-OC(O)-、-C(O)O-、-OC(O)O-、-OC(O)N(RX)-、-S(O)2-、-S(O)2N(RX)-、-OS(O)2N(RX)-、-N(RX)S(O)2-及-OS(O)2O-中的至少一种,其中,RX选自被C1-C4烷氧羰基取代的C1-C8烷基。
10.根据权利要求9所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为A-B-C的结构,其中A代表基层材料分子,-B-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料分子。
11.根据权利要求10所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层的厚度为1nm~20nm。
12.根据权利要求9所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C代表抗细胞粘附材料分子。
13.根据权利要求9所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为A-B-C-D-E的结构,其中A代表基层材料分子,-B-及-D-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。
14.根据权利要求9所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附材料与所述基层的表面通过化学键形成表达式为的结构,其中A代表基层材料分子,-B-、-D-及-F-代表所述化学键,C及E代表抗细胞粘附材料分子。
15.根据权利要求12~14任一项所述的防粘连膜,其特征在于,所述抗细胞粘附层的厚度为5nm~50nm。
16.一种防粘连膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供基层,所述基层为生物降解性高分子材料;及
在所述基层的表面形成抗细胞粘附层,所述抗细胞粘附层含有抗细胞粘附材料,所述抗细胞粘附材料选自透明质酸、透明质酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙二醇及其衍生物、明胶、胶原蛋白及聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的防粘连膜的制备方法,其特征在于,所述抗细胞粘附层通过物理吸附、静电层层自组装或者化学修饰的方法层叠于所述基层的表面。
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