CN111529749B - 一种促进组织原位再生的再生医学材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进组织原位再生的再生医学材料及其制备方法，属于生物医药技术领域，由如下对应重量份的物质组成：85～90份聚乙二醇、4～10份甘油、1～2份医用级维生素E油、20～25份再生增强材料、2～4份葡萄糖酸内酯。本发明再生医学材料对人体组织的刺激性小，促进组织再生恢复能力强，成分简单、制造方便。

Description

一种促进组织原位再生的再生医学材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种促进组织原位再生的再生医学材料及其制备方法。
背景技术
目前，大多数促进组织再生的医用敷料是含有生物活性玻璃的敷料，生物活性玻璃具有良好的生物活性和生物相容性，能够激活与伤口愈合有关基因的表达，促进成纤维细胞的增殖和分化、加速血管的生成，促进肉芽组织的生长，促进硬组织和软组织的修复和再生，促进伤口的愈合，但含有生物活性玻璃的敷料敷在创面后，由于生物活性玻璃颗粒与液体接触时，在其表面发生快速反应，引起局部PH值迅速增加，其PH值可达到13，形成强碱性，具有一定的细胞毒性，很多患者会由于刺激导致瞬间剧疼，在使用过程中给患者带来一定的痛苦。并且自然创伤修复是一个动态的、多种细胞及生物信号参与的过程，这个动态的过程可以被大致分成四个阶段，分别是止血期、炎症期、细胞增殖期(或组织形成期)以及组织重塑期。虽然常见的敷料等手段修复组织创伤取得了一定的进展，但是多数只能满足特定的修复阶段，鲜少会有很好的符合创伤修复规律的方案。
发明内容
本发明针对背景技术所提出的问题提供了一种促进组织原位再生的再生医学材料及其制备方法，能够实现创伤组织原位再生修复，在使用过程中也会减轻患者痛苦，符合创伤修复的规律。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种促进组织原位再生的再生医学材料，由如下对应重量份的物质组成： 85～90份聚乙二醇、4～10份甘油、1～2份医用级维生素E油、20～25份再生增强材料、2～4份葡萄糖酸内酯。
优选的，由如下对应重量份的物质组成：88份聚乙二醇、7份甘油、1.5份医用级维生素E油、23份再生增强材料、3份葡萄糖酸内酯。
进一步地，所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比4～6:1混合而成。
进一步地，所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理45～50min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理1.5～2h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料。
进一步地，步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：12～16份P2O5、50～55份SiO2、4～8份Na2O、15～20份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的50～55％、颗粒粒径为1～5μm的粉粒占总重的30～35％、颗粒粒径为300～400nm 的粉粒占余量。
进一步地，步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：3～6 份纳米甲壳素、5～10份海藻酸钠、1～3份明胶、0.1～0.2份抗菌药物、120～140 份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的4～7％，氯化钙溶液的质量分数为2～3％。
进一步地，步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：10～15g：6～10g：90～100mL；所述的有机溶剂为三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇中的任意一种。
进一步地，步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为 1:9～10；所述超声处理时控制超声波的频率为500～550kHz。
进一步地，步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为700～740转/分钟，纺丝液的流动速率为7～9mL/h，电压为 16～18kV，接收距离为20～25cm，纺丝的时长为10～12h，成膜的厚度为60～100μ m；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
一种促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为 65～70℃，不断搅拌处理10～15min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至75～80℃，然后以700～800kHz的超声波超声处理1～1.5h后取出，自然冷却至室温后即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种再生医学材料，与现有材料不同的是，本发明优化改进了其配伍的原料成分及用量，在聚乙二醇、甘油、医用级维生素E油主要材料的基础上，又添加了再生增强材料、葡萄糖酸内酯成分，其中再生增强材料是一种具有高生物活性的纺丝膜微粒，此纺丝膜微粒的主要成分是以聚己内酯、可降解脂肪族聚酯为主体成膜物质加工而成，具有良好的生物相容性及降解性能，可有效的阻止成纤维细胞等向组织缺损处的长入，同时促进了组织的再生修复，优化了修复的进程和规律，然后添加了特殊处理后的生物活性玻璃粉粒，此生物活性玻璃粉粒经过复合液A处理后，具有很好的抗菌抑菌性，并提升了其分散相容性，配合自身的颗粒分级及纺丝膜的搭载，其能够有效的分布于组织中，提升引导细胞、细胞外基质、血管等组织有序爬行替代作用的效果，增强了整体的修复效果。本发明再生医学材料对人体组织的刺激性小，促进组织再生恢复能力强，成分简单、制造方便，利于推广应用。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种促进组织原位再生的再生医学材料，由如下对应重量份的物质组成： 85～90份聚乙二醇、4～10份甘油、1～2份医用级维生素E油、20～25份再生增强材料、2～4份葡萄糖酸内酯。
所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比4～6:1 混合而成。
所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理45～50min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理1.5～2h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料。
步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：12～16 份P2O5、50～55份SiO2、4～8份Na2O、15～20份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的50～55％、颗粒粒径为1～5μm的粉粒占总重的30～35％、颗粒粒径为300～400nm的粉粒占余量。
步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：3～6份纳米甲壳素、5～10份海藻酸钠、1～3份明胶、0.1～0.2份抗菌药物、120～140份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的4～7％，氯化钙溶液的质量分数为2～3％。
步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：10～15g：6～10g：90～100mL；所述的有机溶剂为三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇中的任意一种。
步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为1:9～10；所述超声处理时控制超声波的频率为500～550kHz。
步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为700～740转/分钟，纺丝液的流动速率为7～9mL/h，电压为16～18kV，接收距离为20～25cm，纺丝的时长为10～12h，成膜的厚度为60～100μm；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
一种促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为 65～70℃，不断搅拌处理10～15min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至75～80℃，然后以700～800kHz的超声波超声处理1～1.5h后取出，自然冷却至室温后即可。
实施例1
一种促进组织原位再生的再生医学材料，由如下对应重量份的物质组成：85 份聚乙二醇、4份甘油、1份医用级维生素E油、20份再生增强材料、2份葡萄糖酸内酯。
所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比4:1混合而成。
所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理45min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理1.5h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料。
步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：12 份P2O5、50份SiO2、4份Na2O、15份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的50％、颗粒粒径为1～5 μm的粉粒占总重的30％、颗粒粒径为300～400nm的粉粒占余量。
步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：3份纳米甲壳素、5份海藻酸钠、1份明胶、0.1份抗菌药物、120份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的4％，氯化钙溶液的质量分数为2％。
步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：10g：6g：90mL；所述的有机溶剂为三氟乙醇。
步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为1:9；所述超声处理时控制超声波的频率为500kHz。
步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为700转/分钟，纺丝液的流动速率为7mL/h，电压为16kV，接收距离为20cm，纺丝的时长为10h，成膜的厚度为60～70μm；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
一种促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为65 ℃，不断搅拌处理10min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至75℃，然后以700kHz的超声波超声处理1h后取出，自然冷却至室温后即可。
实施例2
一种促进组织原位再生的再生医学材料，由如下对应重量份的物质组成：88 份聚乙二醇、7份甘油、1.5份医用级维生素E油、23份再生增强材料、3份葡萄糖酸内酯。
所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比5:1混合而成。
所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理48min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理1.8h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料。
步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：14 份P2O5、53份SiO2、6份Na2O、18份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的53％、颗粒粒径为1～5μ m的粉粒占总重的34％、颗粒粒径为300～400nm的粉粒占余量。
步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：5份纳米甲壳素、8份海藻酸钠、2份明胶、0.15份抗菌药物、130份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的6％，氯化钙溶液的质量分数为2.5％。
步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：13g：8g：95mL；所述的有机溶剂为三氯甲烷。
步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为1:9.5；所述超声处理时控制超声波的频率为530kHz。
步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为720转/分钟，纺丝液的流动速率为8mL/h，电压为17kV，接收距离为 22m，纺丝的时长为11h，成膜的厚度为70～80μm；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
一种促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为67 ℃，不断搅拌处理13min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至78℃，然后以750kHz的超声波超声处理1.3h后取出，自然冷却至室温后即可。
实施例3
一种促进组织原位再生的再生医学材料，由如下对应重量份的物质组成： 90份聚乙二醇、10份甘油、2份医用级维生素E油、25份再生增强材料、4份葡萄糖酸内酯。
所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比6:1混合而成。
所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理50min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理2h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料。
步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：16 份P2O5、55份SiO2、8份Na2O、20份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的55％、颗粒粒径为1～5 μm的粉粒占总重的35％、颗粒粒径为300～400nm的粉粒占余量。
步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：6份纳米甲壳素、10份海藻酸钠、3份明胶、0.2份抗菌药物、140份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的7％，氯化钙溶液的质量分数为3％。
步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：15g：10g：100mL；所述的有机溶剂为甲醇。
步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为1:10；所述超声处理时控制超声波的频率为550kHz。
步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为740转/分钟，纺丝液的流动速率为9mL/h，电压为18kV，接收距离为25cm，纺丝的时长为12h，成膜的厚度为90～100μm；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
一种促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为70 ℃，不断搅拌处理15min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至80℃，然后以800kHz的超声波超声处理1.5h后取出，自然冷却至室温后即可。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，区别仅在于，在再生增强材料的制备中，省去了复合液A的使用，即不对生物活性玻璃粉粒进行任何处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，区别仅在于，再生增强材料的制备方法不同，本对比实施例2的再生增强材料的制备方法是：将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理48min后滤出即得再生增强材料；所用的复合液A则与实施例2相同，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，区别仅在于，不对生物活性玻璃粉粒进行特殊的颗粒大小分级处理，仅保持90％的粉粒的颗粒粒径小于50um，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，区别仅在于，用等质量份的生物活性玻璃粉粒取代再生增强材料成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1～4对应制得的再生医学材料进行细胞毒性实验、动物试验及稳定性实验验证；其中细胞毒性选用人表皮成纤维细胞，使用MTT法进行评价；具体的：
动物实验：选择健康合格普通级别Wistar大鼠15只，雌雄兼用，根据体重随机分为5组，每组3只，每组对应一个实施例，每个实施例对应3只Wistar大鼠，开始实验：(1)对所有实验用的Wistar大鼠做常规无菌处理；(2)在Wistar大鼠背部脊柱两侧旁2cm处用直径为2cm的圆孔做好标记，然后用手术刀去除表皮、真皮及皮下结缔组织，每侧2个，每只Wistar大鼠4个创口，将四个创口分别标记为A、B和Cl、C2， A不做任何处理，记为空白对照标记；B施加适量的同类上市产品含生物活性玻璃皮肤创面敷料并涂抹均匀，记为阳性对照标记；对5组的Wistar大鼠Cl、C2标记处施加各自实施例对应的再生医学材料，记为实验标记；最后用无菌纱布包扎，每日加药一次，观察创面的愈合情况；
稳定性实验：将实施例对应的再生医学材料放置0个月、12个月、24个月，分别在0个月、12个月、24个月的时候使用放置对应月份的再生医学材料进行上述相同的动物实验，及细胞毒性实验；
上述实验的对比数据详见下表1、表2：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 247204DEST_PATH_IMAGE002
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE003
由上表1和表2可以看出，本发明再生医学材料在修复效率和修复效果上均得到了显著的改善，且其使用稳定性和舒适性均得到了明显的优化，极具市场竞争力和推广应用价值。

Claims (7)

1.一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，由如下对应重量份的物质组成：85～90份聚乙二醇、4～10份甘油、1～2份医用级维生素E油、20～25份再生增强材料、2～4份葡萄糖酸内酯；
所述的再生增强材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将生物活性玻璃粉粒浸入到复合液A内，然后向复合液A内加入氯化钙溶液，不断搅拌处理45～50min后滤出备用；
(2)将聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂共同混合，磁力搅拌均匀后得混合液B备用；
(3)将步骤(1)处理后的生物活性玻璃粉粒投入到步骤(2)所得的混合液B内，超声处理1.5～2h后得混合液C备用；
(4)对步骤(3)所得的混合液C进行静电纺丝处理，制得纺丝膜，随后将纺丝膜粉碎，最后再经干燥、消毒后即得再生增强材料；
步骤(1)中所述的生物活性玻璃粉粒是由如下对应重量份的物质组成：12～16份P2O5、50～55份SiO2、4～8份Na2O、15～20份CaO；所述的生物活性玻璃粉粒经过了颗粒大小分级处理，其中颗粒粒径为25～30μm的粉粒占总重的50～55％、颗粒粒径为1～5μm的粉粒占总重的30～35％、颗粒粒径为300～400nm的粉粒占余量；
步骤(1)中所述的复合液A是由如下对应重量份的物质组成：3～6份纳米甲壳素、5～10份海藻酸钠、1～3份明胶、0.1～0.2份抗菌药物、120～140份去离子水；所述的氯化钙溶液的加入量是复合液A总质量的4～7％，氯化钙溶液的质量分数为2～3％。
2.根据权利要求1所述的一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，由如下对应重量份的物质组成：88份聚乙二醇、7份甘油、1.5份医用级维生素E油、23份再生增强材料、3份葡萄糖酸内酯。
3.根据权利要求1所述的一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，所述的聚乙二醇是由聚乙二醇400和聚乙二醇4000对应按照重量比4～6:1混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，步骤(2)中所述的聚己内酯、可降解脂肪族聚酯、有机溶剂对应的重量体积比为：10～15g：6～10g：90～100mL；所述的有机溶剂为三氟乙醇、三氯甲烷、甲醇中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，步骤(3)中所述的生物活性玻璃粉粒与混合液B的重量比为1:9～10；所述超声处理时控制超声波的频率为500～550kHz。
6.根据权利要求4所述的一种促进组织原位再生的再生医学材料，其特征在于，步骤(4)中所述的静电纺丝处理时以不锈钢滚筒为接收装置，控制滚筒的转速为700～740转/分钟，纺丝液的流动速率为7～9mL/h，电压为16～18kV，接收距离为20～25cm，纺丝的时长为10～12h，成膜的厚度为60～100μm；所述的纺丝膜粉碎后控制其片状的颗粒直径不大于3mm。
7.一种如权利要求1所述的促进组织原位再生的再生医学材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)先将聚乙二醇和甘油共同投入到容器内，加热保持容器内的温度为65～70℃，不断搅拌处理10～15min；
(二)向容器内再加入医用级维生素E油、再生增强材料和葡萄糖酸内酯，将容器内的温度升至75～80℃，然后以700～800kHz的超声波超声处理1～1.5h后取出，自然冷却至室温后即可。
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