CN111714705B - 一种可缝合生物膜、制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可缝合生物膜的制备方法，包括以下步骤：S1，将浓度为0.5‑1.5wt％的天然高分子生物医用材料的溶液离心，取上层清液分成若干等份；S2，取步骤S1得到的一份上层清液倒入容器，振荡平整，在温度5‑15℃、湿度为30‑70％的条件下风干形成一层薄膜，再将另一份上层清液倒入容器中已形成的薄膜上，振荡平整，同样的条件下风干形成两层复合膜，重复这样操作多次直至上层清液用完，形成多层复合膜，用氨水浸泡后清洗至中性，沥干；S3，用交联剂将步骤S2得到的多层复合膜进行交联，清洗至中性，沥干，最后进行真空冷冻干燥即得所述可缝合生物膜。该膜的抗拉强度大，适用于临床上需要对生物膜进行缝合的病症。

Description

一种可缝合生物膜、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种可缝合生物膜、制备方法及应用，属于医疗器械技术领域。

背景技术

在临床上，组织缺损修复常用到生物膜，在使用时常常需要缝合以达到固定或密闭的效果。但是，采用常规方法制备的胶原膜，强度不符合要求，禁不住缝合线的拉扯，很容易导致膜的开裂，导致这种材料在临床上应用范围受到很大限制。虽然增加材料的厚度可以适当提升抗缝合线的剪切力，但这种提升作用十分有限，而且临床上对材料的厚度有严格要求，不能无限制的增加厚度。

发明内容

本发明提供了一种可缝合生物膜及其制备方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种可缝合生物膜的制备方法，包括以下步骤：

S1，配置浓度为0.5-1.5wt％的天然高分子生物医用材料的溶液，加入浓度为0.1-0.5％的聚乙烯醇，混匀，离心取上层清液分成若干等份；

S2，取步骤S1得到的一份上层清液倒入容器，多方向振荡5-10分钟，在温度5-15℃、湿度为30-70％的条件下风干形成一层薄膜，再将另一份上层清液倒入容器中已形成的薄膜上，多方向振荡5-10分钟，在同样的条件下风干形成两层复合膜，重复这样操作多次直至上层清液用完，形成多层复合膜，用氨水浸泡后清洗至中性，沥干；

S3，用交联剂将步骤S2得到的多层复合膜进行交联，清洗至中性，沥干，最后进行真空冷冻干燥即得所述可缝合生物膜。作为进一步改进的，所述天然高分子生物医用材料选自胶原、壳聚糖、透明质酸、海藻酸钠中的一种或几种。

作为进一步改进的，所述离心的温度为3-5℃，转速为2800-3200转/分钟，离心时间为4-6min。

作为进一步改进的，所述等份的份数为2至5份。

作为进一步改进的，所述交联剂为酯类交联剂、醛类交联剂、多糖类交联剂、胺类交联剂中的一种或几种。

作为进一步改进的，所述天然高分子生物医用材料的溶液的pH为3.0-3.5。

作为进一步改进的，所述交联剂的浓度为0.01-2wt％。

作为进一步改进的,所述氨水的浓度为3-20wt％，中和时间为2-24h。

作为进一步改进的，所述胶原的提纯方法如下：

选取哺乳动物的皮或肌腱为原料，清洗后，用含0.01-0.05mol/L氢氧化钠和体积分数为1-10％过氧化氢的溶液浸泡24-48小时，再用体积分数为5-10％的异丙醇溶液浸泡6-12小时，再1-5wt％氯化钠溶液浸泡24-48小时，上述三种浸泡的用量均为2.5-5L/kg原料；用0.05-0.5wt％无花果蛋白酶或胃蛋白酶溶液37℃下酶解20-24小时，用量为0.25-0.5L/kg原料；用体积分数为0.1-1％过氧化氢溶液浸泡1H后清洗，用量为3L/kg原料；用体积分数0.1-0.5％丙二酸或者0.1-1mol/L醋酸溶液浸泡15-24小时，用量为10-20L/Kg原料；胶原溶解后放置搅拌桶搅拌10-16小时，搅拌转速100-300R/min，使用过滤器过滤胶原，过滤网目数30-60目，即得胶原。

本发明还提供一种上述的方法制备的可缝合生物膜。

本发明还提供上述的可缝合生物膜在组织缺损的修复材料制备中的应用。

本发明的有益效果是：

本发明的可缝合生物膜加入聚乙烯醇，可以增加单层膜的抗拉强度；采用多层复合的方法制成，各层中高分子纤维排列方向不同，同时多方向振荡，进一步使纤维排列方向多样化，使得生物膜可以承受多个方向的缝合线的拉扯，相较于单层膜，在同样的膜的厚度的情况下可以承受更大拉力，适合用于外科缝合。在外科缝合时能显著促进组织缺损的修复，并可有效避免因不可缝合或不可降解而造成的不良反应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例3提供的可缝合生物膜的图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1胶原的提取

选用猪皮作为原材料，进行预处理如下：

1.1清洗：取原材料使用纯化水浸泡，去除杂质(毛质和脂肪等)，清洗。

1.2分解色素：漂白液(含氢氧化钠0.02moL/L，体积分数10％过氧化氢溶液)，每5000mL/1000g原材料，浸泡30小时，清洗。

1.3脱脂：5％的异丙醇溶液5000mL/2000g原材料，浸泡8小时，清洗。

1.4消味：4％氯化钠溶液5000mL/1500g原材料，浸泡48小时，清洗。

胶原提取如下：

2.1软化：0.2％无花果蛋白酶溶液酶解500mL/2000g原材料，37℃恒温箱培养20小时。

2.2清洗：0.5％的过氧化氢溶液3000mL，浸泡1H后清洗。

2.3溶解：0.4％丙二酸溶液10000mL/1000g酶解清洗后的原材料，浸泡20小时。

2.4搅拌：胶原溶解后放置搅拌桶中搅拌15小时，搅拌转速200R/mi n。

2.5提纯：使用不锈钢过滤器过滤胶原，过滤网目数30-60目。去除为溶解好的胶原。

2.6定值：取过滤后的少量胶原样品，60℃烘干得到固含量，根据胶原固含量数值配制所需要的浓度，搅拌均匀待用。

实施例2胶原的提取

选用猪的肌腱作为原材料，进行预处理如下：

清洗：取原材料使用纯化水浸泡，去除杂质(毛质和脂肪等)，清洗。

分解色素：漂白液(含氢氧化钠0.05moL/L，体积分数2％过氧化氢溶液)，每5000mL/2000g原材料，浸泡28小时，清洗。

脱脂：5％的异丙醇溶液5000mL/1000g原材料，浸泡6小时，清洗。

消味：5％氯化钠溶液5000mL/1000g原材料，浸泡24小时，清洗。

软化：0.05％无花果蛋白酶溶液酶解500mL/1000g原材料，37℃恒温箱培养24小时。

清洗：1％的过氧化氢溶液3000mL，浸泡1H后清洗。

溶解：0.8mol/L醋酸溶液10000mL/1000g酶解清洗后的原材料，浸泡15小时。

搅拌：胶原溶解后放置搅拌桶中搅拌10小时，搅拌转速150R/min。

提纯：使用不锈钢过滤器过滤胶原，过滤网目数30-60目。去除为溶解好的胶原。

定值：取过滤后的少量胶原样品，60℃烘干得到固含量，根据胶原固含量数值配制所需要的浓度，搅拌均匀待用。

实施例3

采用上述提取的胶原进行可缝合生物膜的制备如下：

风干：取上述提取的胶原和聚乙烯醇，配制成浓度胶原为1wt％、聚乙烯醇0.4wt％的溶液，搅拌均匀，调整pH为3.0-3.5，用大型冷冻离心机离心脱泡，温度4℃，转速3000转/min，离心5min，离心后取上清液，分成3等份，取一份倒入不锈容器(容器为四方体长40-50cm、宽40-50cm、高1-3cm)，多方向振荡平整。置入风干台上风干，风干温度30℃，湿度50％，风干后形成膜状。

层积(复合)：待前一次胶原干燥后，倒入下一份上清液，重复风干步骤，至上清液用完，形成多层复合膜。

酸碱中和：使用5％氨水中和8小时后，取3层膜清洗至中性、沥干。

生物交联：采用浓度1％醛类交联剂溶液进行交联，清洗至中性。

干燥：采用真空冷冻干燥技术干燥，即得所述可缝合生物膜。

分切和包装。

实施例4

所述膜的层数为1层，其他同实施例3。

实施例5

所述膜的层数为2层，其他同实施例3。

实施例6

所述膜的层数为4层，其他同实施例3。

实施例7

所述膜的层数为5层，其他同实施例3。

实施例8

采用购买的壳聚糖进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例3。

实施例9

采用购买的壳聚糖进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例4。

实施例10

采用购买的透明质酸进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例3。

实施例11

采用购买的透明质酸进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例4。

实施例12

采用购买的海藻酸钠进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例3。

实施例13

采用购买的海藻酸钠进行可缝合生物膜的制备，其他同实施例4。

经检测抗缝合线剪切力(N)如下表1和表2所示：

表1

表2

由此可见，2-5层胶原层的抗缝合线剪切力明显高于1层胶原层，且2层的抗缝合线剪切力要大于1层的2倍，3层要大于1层的3倍，可见，在同样的厚度的情况下，多层的胶原层的抗缝合线剪切力明显提高，但也不是简单的单层的叠加，具有意想不到的技术效果。

但是4层和5层，与3层比，抗缝合线剪切力的提高不明显，考虑到成本，优选3层。

实施例14使用效果实验

选新西兰兔54只，体重2.0-3.5kg，随机分为三组，实验组18只，对照一组18只，对照二组18只。三组新西兰兔各项指标均正常，符合动物实验要求。

对所有的兔进行静脉麻醉，头顶剃毛、固定，常规消毒头部皮肤，于兔颅中线稍偏右行2.5cm长直切口切开头皮达颅骨，在暴露颅骨冠状缝及中线右侧旁开6mm处，高速电钻磨一直径约1.2cm骨窗，暴露硬脑膜，剪掉右侧8mm×8mm圆角矩形硬脑膜。

实验组使用本发明实例3制备的生物膜，对照一组使用本发明实例3制备的生物膜，对照二组使用可缝合聚四氟乙烯膜(不可降解)。把样品剪成9mm×9mm矩形，植入缺损处，实验组和对照二组样品用4-0丝线缝合，三角针4-0丝线缝合肌层、筋膜、头皮，对照一组不缝合。于术后30天、90天、180天内进行观察。

观察指标：1.积液情况；2.植入物与脑组织粘连情况；3.炎症反应；4.硬脑膜愈合情况。

测试结果：

1.积液情况：实验组和对照二组各动物均未出现积液情况，对照一组18只动物中11只出现积液现象。

2.植入物与脑组织粘连情况：实验组和对照一组生物膜均未见与脑组织发生粘连作用。实验二组18只均发生粘连，其中14只粘连程度较严重，4只发生轻微粘连。

3.炎症反应：各组动物在14天内伤口均出现轻微炎症反应，属伤口愈合的正常反应，之后炎症反应逐渐消失。在30天、90天、180天时进行组织学观察时未见明显炎症反应。

4.硬脑膜愈合情况：

术后30d，实验组:硬脑膜缺损处可见大量成纤维细胞及胶原纤维。对照一组：硬脑膜缺损处成纤维细胞较少，可见大量脂肪细胞。对照二组：可见少量成纤维细胞，大量脂肪细胞。

术后90d，实验组:植入物部分降解，可见大量排列整齐的胶原纤维，与正常兔硬脑膜相似性高。对照一组:植入物部分降解，成纤细胞数较前减少，脂肪细胞仍较多。对照二组:植入物未降解，成纤维细胞少，脂肪细胞较多。

术后180d，实验组：植入物完全降解，胶原纤维排列整齐，与正常兔硬脑膜无明显区别。对照一组:植入物完全降解，新生组织可见大量脂肪细胞，与正常兔硬脑膜相似性极低。对照二组:植入物未降解，新生膜可见少量成纤维细胞及一定量脂肪细胞，与正常兔硬脑膜相似性较低。

实验结果说明本发明制备的可缝合生物膜与不可缝合生物膜和可缝合不可降解生物膜相比，可更显著促进组织缺损的修复，并可有效避免因不可缝合或不可降解而造成的不良反应。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可缝合生物膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，配置浓度为0.5-1.5wt％的天然高分子生物医用材料的溶液，加入浓度为0.1-0.5％的聚乙烯醇，混匀，离心取上层清液分成若干等份；

S2，取步骤S1得到的一份上层清液倒入容器，多方向振荡5-10分钟，在温度5-15℃、湿度为30-70％的条件下风干形成一层薄膜，再将另一份上层清液倒入容器中已形成的薄膜上，多方向振荡5-10分钟，同样的条件下风干形成两层复合膜，重复这样操作多次直至上层清液用完，形成多层复合膜，用氨水浸泡后清洗至中性，沥干；

S3，用交联剂将步骤S2得到的多层复合膜进行交联，清洗至中性，沥干，最后进行真空冷冻干燥即得所述可缝合生物膜；

所述天然高分子生物医用材料选自胶原、壳聚糖、透明质酸、海藻酸钠中的一种；所述等份的份数为2至5份。

2.根据权利要求1所述的可缝合生物膜的制备方法，其特征在于，所述离心的温度为3-5℃，转速为2800-3200转/分钟，离心时间为4-6min。

3.根据权利要求1所述的可缝合生物膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂为酯类交联剂、醛类交联剂、多糖类交联剂、胺类交联剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的可缝合生物膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂的浓度为0.01-2wt％。

5.根据权利要求1所述的可缝合生物膜的制备方法，其特征在于,所述氨水的浓度为3-20wt％，浸泡时间为2-24h。

6.根据权利要求2所述的可缝合生物膜的制备方法，其特征在于，所述胶原的提纯方法如下：

选取哺乳动物的皮或肌腱为原料，清洗后，用含0.01-0.05mol/L氢氧化钠和体积分数为1-10％过氧化氢的溶液浸泡24-48小时，再用体积分数为5-10％的异丙醇溶液浸泡6-12小时，再1-5wt％氯化钠溶液浸泡24-48小时，上述三种浸泡的用量均为2.5-5L/kg原料；用0.05-0.5wt％无花果蛋白酶或胃蛋白酶溶液37℃下酶解20-24小时，用量为0.25-0.5L/kg原料；用体积分数为0.1-1％过氧化氢溶液浸泡1H后清洗，用量为3L/kg原料；用体积分数0.1-0.5％丙二酸或者0.1-1mol/L醋酸溶液浸泡15-24小时，用量为10-20L/Kg原料；胶原溶解后放置搅拌桶搅拌10-16小时，搅拌转速100-300R/min，使用过滤器过滤胶原，过滤网目数30-60目，即得胶原。

7.一种如权利要求1至6任一权利要求所述的方法制备的可缝合生物膜。

8.一种权利要求7所述的可缝合生物膜在组织缺损的修复材料制备中的应用。

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