CN109820624B - 一种采用光交联处理生物瓣膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用光交联处理生物瓣膜的方法，所述方法包括用对羟基苯乙胺修饰猪或牛的心包膜，然后在2,6‑蒽二酚光引发剂以及光照条件下引发光交联。羟基苯乙胺将在心包膜上引入酚羟基，2,6‑蒽二酚和光照将实现酚羟基的化学交联；本发明提供的方法能够提升生物材料的结构稳定性及抗钙化性能，潜在地延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物医学材料以及医疗器械技术领域，特别是一种采用光交联处理生物瓣膜的方法及其生物材料。
背景技术
生物心脏瓣膜通常采用猪或牛的心包膜制备而成，用于替换功能缺损的人体自有心脏瓣膜。生物心脏瓣膜相比于机械心脏瓣膜有很多优点。生物心脏瓣膜植入后患者不需要长期服用抗凝药。生物心脏瓣膜可以采用微创介入的手术方式。这些优点使得生物心脏瓣膜在临床应用当中逐步成为市场主流。
当前市场上的生物瓣膜产品几乎全部是采用戊二醛进行交联制备而成。但是，戊二醛交联的生物瓣膜寿命有限。戊二醛可以交联心包膜当中的胶原蛋白，但是无法交联心包膜当中的弹性蛋白。未经交联的弹性蛋白在体内容易发生降解和钙化而加速生物瓣膜的失效。
因此，通过优化生物心脏瓣膜的化学交联方法，特别是开发能够提高弹性蛋白结构稳定性的新型材料处理方法，将提升生物心脏瓣膜的整体结构稳定性以及抗钙化性能，对于科学研究以及相关产业领域的发展具有重大意义，而目前并没有很好的方法，因此需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种有效提升生物心脏瓣膜等生物材料的结构稳定性以及抗钙化性能，潜在地延长其使用寿命的光交联处理生物瓣膜的方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
一种采用光交联处理生物瓣膜的方法，具体包括以下步骤：
S1、获取生物材料，并于4℃低温湿润状态下保存；
S2、将步骤S1中的生物材料采用柔和摩擦和流体压力在4℃、100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时，直至没有可见的粘附的非心包或非胶原组织，同时通过渗压休克实现对心包组织有效脱细胞；
S3、然后将步骤S2清洗后的生物材料进行对羟基苯乙胺修饰，使用的对羟基苯乙胺摩尔浓度为10mM-10M的水溶液，确保对羟基苯乙胺达到接近饱和的物理渗透，从而尽可能多地引入对羟基苯乙胺；
S4、将步骤S3处理后的生物材料进行2,6-蒽二酚和光照引发的光交联，使用的2,6-蒽二酚摩尔浓度为1mM–1M；使用的光照为紫外光，光强为10-1000μJ/cm2，光照时间为10分钟至12小时；
S5、最后用蒸馏水浸泡清洗，将清除没有反应的2,6-蒽二酚。
进一步的，在步骤S1中，所述生物材料为动物组织包括心包膜、瓣膜、肠膜、脑膜、肺膜、血管、皮肤或韧带的一种或多种。
进一步的，在步骤S4中，使用的碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔溶度为0.01-1M。
本发明的有益效果是：本发明提供的方法能够提升生物材料的结构稳定性及抗钙化性能，潜在地延长其使用寿命。
附图说明
为了进一步澄清一个或多个本发明的上述以及其他的优点和特性，通过参照附图中示出的特定实施方案，呈现一个或多个本发明更具体的描述。
图1是对羟基苯乙胺修改心包膜和2,6-蒽二酚光交联化学原理示意图；
图2为大鼠皮下植入后挂钙量检测示意图；
图3为大鼠皮下植入后弹性蛋白定量结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实例对本发明进一步详细说明，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实例1：
在本实施例中，新鲜采集的猪心包于4摄氏度100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时。然后浸泡在0.2M对羟基苯乙胺水溶液在室温当中4小时。然后采用10mM碳二亚胺和10mMN-羟基琥珀酰亚胺在室温浸泡24小时。然后采用20mM2,6-蒽二酚于37摄氏度150RPM转速振荡条件之下浸泡24小时。采用和紫外光(100μJ/cm2)照射40分钟。最后采用蒸馏水进行清洗。
实施例2
在本实施例中，新鲜采集的猪心包于4摄氏度100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时。然后浸泡在0.5M对羟基苯乙胺水溶液在室温当中4小时。然后采用10mM碳二亚胺和10mMN-羟基琥珀酰亚胺在室温浸泡24小时。然后采用20mM2,6-蒽二酚于37摄氏度150RPM转速振荡条件之下浸泡24小时。采用和紫外光(100μJ/cm2)照射40分钟。最后采用蒸馏水进行清洗。
实施例3
在本实施例中，新鲜采集的猪心包于4摄氏度100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时。然后浸泡在0.2M对羟基苯乙胺水溶液在室温当中4小时。然后采用10mM碳二亚胺和10mMN-羟基琥珀酰亚胺在室温浸泡24小时。然后采用50mM2,6-蒽二酚于37摄氏度150RPM转速振荡条件之下浸泡24小时。采用和紫外光(100μJ/cm2)照射40分钟。最后采用蒸馏水进行清洗。
实验例
如图1所示，对羟基苯乙胺修改心包膜和2,6-蒽二酚光交联化学原理示意图，并在处理过程中，设置的戊二醛处理组为对照组，即将心包膜浸泡于0.625％的戊二醛当中24小时。
三组实施例以及戊二醛对照组最终的胶原蛋白酶以及弹性蛋白酶重量损失百分比的含量分析结果如表1所示，挂钙量如表2所示。
| 胶原蛋白酶降解重量损失(％) | 弹性蛋白酶降解重量损失(％) | |
| 戊二醛对照组 | 9.89±0.28 | 5.96±0.28 |
| 实施例1 | 24.26±0.17 | 4.35±0.56 |
| 实施例2 | 10.91±0.60 | 2.31±0.14 |
| 实施例3 | 11.02±0.59 | 2.22±0.18 |
表1
表2
结合表1和表2可以发现采用实施例1至实施例3的方法对生物膜进行处理后，生物膜弹性蛋白酶重量损失百分比降低，挂钙量均减少。
如图2所示，该实验为大鼠皮下植入后挂钙量检测，所示标尺为100μm，对照组为戊二醛处理组，实验组为光交联处理组，实验组大鼠皮下植入后的挂钙量减少。
如图3所示，该实验为大鼠皮下植入后弹性蛋白定量结果，对照组为戊二醛处理组，实验组为光交联处理组，实验组大鼠皮下植入后弹性蛋白含量提高。
本发明的有益效果是：本发明提供的方法能够提升生物材料的弹性蛋白的稳定性及抗钙化性能，潜在地延长其使用寿命。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (2)
1.一种采用光交联处理生物瓣膜的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、获取生物材料，并于4℃低温湿润状态下保存；
S2、将步骤S1中的生物材料采用柔和摩擦和流体压力在4℃、100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时，直至没有可见的粘附的非心包或非胶原组织，同时通过渗压休克实现对心包组织有效脱细胞；
S3、然后将步骤S2清洗后的生物材料进行对羟基苯乙胺修饰，使用的对羟基苯乙胺摩尔浓度为10mM-10M的水溶液，确保对羟基苯乙胺达到接近饱和的物理渗透，从而尽可能多地引入对羟基苯乙胺；
S4、将步骤S3处理后的生物材料进行2,6-蒽二酚和光照引发的光交联，使用的2,6-蒽二酚摩尔浓度为1mM-1M；使用的光照为紫外光，光强为10-1000μJ/cm2，光照时间为10分钟至12小时；
S5、最后用蒸馏水浸泡清洗，将清除没有反应的2,6-蒽二酚。
2.如权利要求1所述的一种采用光交联处理生物瓣膜的方法，其特征在于：在步骤S1中，所述生物材料为动物组织包括心包膜、瓣膜、肠膜、脑膜、肺膜、血管、皮肤或韧带的一种或多种。
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