CN111892907B - 一种白蛋白胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种白蛋白胶粘剂及其制备方法，该白蛋白胶粘剂包括牛血清白蛋白、丙烯酰胺单体、第一交联剂和第二交联剂。本发明的双网络交联的白蛋白胶粘剂可以增强其与组织间的粘结强度，具有较强的弹性和力学拉伸性能，形成过程可控。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，尤其涉及一种白蛋白胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着医学技术的进步，临床对软组织胶粘剂的需求量越来越大。据统计，世界上每年要做400万例以上的外科手术，传统上采用手术缝合线或纤维来缝合手术伤口，但由于空气或体液渗漏所造成的并发症等系列问题，造成严重的危害，甚至会危及病人的生命。早在20世纪五十年代人们就利用组织胶粘剂来解决手术缝合带来的严重问题。
组织胶粘剂是通过界面的粘附和物质的内聚等作用，使两种或两种以上的材料连接在一起，用于组织的粘合的胶粘剂，来代替手术的缝合。
蛋白类的胶粘剂由于其原料易得、价格低廉，且具有较好的粘结性能受到学者的重视，目前临床用蛋白类胶粘剂主要有纤维蛋白类粘合剂、白蛋白类粘合剂、明胶类粘合剂等，纤维蛋白类粘合剂是利用人的纤维蛋白原和人凝血酶制得的粘合剂，该粘合剂已被广泛用于心胸外科、肝外科等外科手术中，但仍然存在机械强度不足带来的例如人血来源紧张、存在病毒传播风险、生产周期长等缺点。后来人们研究了白蛋白-戊二醛以及明胶-间苯二酚-甲醛类胶粘剂，研究表明该类胶粘剂具有一定的粘结强度，在临床上被广泛用于主动脉夹层动脉手术中，但这类胶粘剂仍然存在机械性能差、粘结强度不足等缺点，因此临床亟待研发出机械强度高、粘结性能好、生物安全性高的组织胶粘剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械强度高、粘结性能好、生物安全性高的双网络白蛋白胶粘剂及其制备方法，其制备过程可控，操作简单，不需要专门的设备。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一个方面，提供：
一种白蛋白胶粘剂，包括牛血清白蛋白、丙烯酰胺单体、第一交联剂和第二交联剂。
优选的，上述牛血清白蛋白与第一交联剂交联形成第一交联网络，再经第二交联剂与丙烯酰胺单体交联形成第二交联网络。
优选的，上述牛血清白蛋白与第一交联剂的体积比为(33～38):1。
优选的，上述丙烯酰胺单体与第二交联剂的摩尔浓度比为100：(0.03～0.1)。
优选的，上述第一交联剂选自戊二醛、京尼平中的至少一种。
优选的，上述第二交联剂选自亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二烯酸酯中的至少一种。
本发明的第二个方面，提供：
一种上述白蛋白胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照上述组成，牛血清白蛋白溶液中加入丙烯酰胺单体和第二交联剂后，加入光引发剂，搅拌；
(2)搅拌加入第一交联剂，形成预胶；
(3)预胶经紫外光照射，得到白蛋白胶粘剂。
优选的，上述步骤(1)中的光引发剂选自2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、高碘酸钾中的至少一种。
优选的，上述光引发剂的摩尔浓度为0.5～3mol％。
优选的，上述步骤(3)中的紫外光的波长为350～380nm，照射的时间为1～5min。
本发明的有益效果是：
1.本发明的双网络交联的白蛋白胶粘剂可以增强其与组织间的粘结强度，其搭接拉伸剪切强度可达37.85±5.68kPa。
2.本发明的白蛋白胶粘剂具有较强的弹性，弹性形变可达到349.85±1.75％。
3.本发明的白蛋白胶粘剂具有较强的力学拉伸性能，拉伸强度达612.80±7.0kPa，同时杨氏拉伸模量达3024.40±27.90kPa。
4.本发明的白蛋白胶粘剂的制备方法中，先形成白蛋白-戊二醛交联的预胶，再通过紫外光照射交联形成最终的白蛋白胶粘剂，形成过程可控。
附图说明
图1为白蛋白胶粘剂形成机理图。
图2为胶粘剂搭接拉伸剪切强度测试示意图。
图3为胶粘剂搭接拉伸剪切强度测试测试图。
图4为实施例1～2和对比例1～3胶粘剂的形变-搭接剪切强度测试结果图。
图5为实施例1～2和对比例1～2胶粘剂的拉伸强度-形变曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
图1是本发明白蛋白胶粘剂形成机理图，牛血清白蛋白(BSA)先与第一交联剂形成第一交联网络，再与丙烯酰胺单体(AAM)和第二交联剂交联形成第二交联网络。下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：一种白蛋白胶粘剂及其制备方法：
(1)称取5.0g牛血清白蛋白(BSA)溶解在10mL水溶液中，配制成质量浓度为50％的BSA水溶液，加入3.0g丙烯酰胺单体(AAM)(质量浓度为30％)，再加入0.0019g的亚甲基双丙烯酰胺(BIS)(摩尔浓度为0.03mol％)和0.095g的2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(I2959)(摩尔浓度为1mol％)，混合溶液在室温下搅拌30min，形成均匀溶液。
(2)均匀溶液在室温搅拌下加入质量浓度为10％的戊二醛溶液300μL，搅拌2min后形成预胶；
(3)预胶放置在紫外线中，365nm紫外光照射3min，得到白蛋白胶粘剂。
实施例2：一种白蛋白胶粘剂及其制备方法：
(1)称取2.0g牛血清白蛋白(BSA)溶解在10mL水溶液中，配制成质量浓度为20％的BSA水溶液，加入3.0g丙烯酰胺单体(AAM)(质量浓度为30％)，再加入的0.0019g亚甲基双丙烯酰胺(BIS)(摩尔浓度为0.03mol％)和19.4g的KIO4(摩尔浓度为1mol％)，混合溶液在室温下搅拌30min，形成均匀溶液。
(2)均匀溶液在室温搅拌下加入质量浓度为10％的戊二醛溶液300μL，搅拌2min后形成预胶；
(3)预胶放置在紫外线中，380nm紫外光照射3min，得到白蛋白胶粘剂。
对比例1：一种胶粘剂及其制备方法：
称取5.0g牛血清白蛋白(BSA)溶解在10mL水溶液中，配制成质量浓度为50％的BSA水溶液，加入质量浓度为10％的戊二醛溶液300μL，搅拌2min后得到胶粘剂。
对比例2：一种胶粘剂及其制备方法：
(1)称取5.0g牛血清白蛋白(BSA)溶解在10mL水溶液中，配制成质量浓度为50％的BSA水溶液，加入3.0g丙烯酰胺单体(AAM)(质量浓度为30％)，再加入0.0019g的亚甲基双丙烯酰胺(BIS)(摩尔浓度为0.03mol％)和0.095g的2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(I2959)(摩尔浓度为1mol％)，混合溶液在室温下搅拌30min，形成均匀溶液。
(2)均匀溶液放置在紫外线中，365nm紫外光照射3min，得到胶粘剂。
对比例3：一种胶粘剂及其制备方法：
(1)称取3.0g丙烯酰胺单体(AAM)溶解在10mL水溶液中，配制成质量浓度为30％的AAM水溶液，加入0.0019g的亚甲基双丙烯酰胺(BIS)(摩尔浓度为0.03mol％)和0.095g的2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(I2959)(摩尔浓度为1mol％)，混合溶液在室温下搅拌30min，形成均匀溶液。
(2)均匀溶液在室温搅拌下加入质量浓度为10％的戊二醛溶液300μL，搅拌2min后形成预胶；
(3)预胶放置在紫外线中，365nm紫外光照射3min，得到白蛋白胶粘剂。
测试例1：胶粘剂搭接拉伸剪切强度测试
实验原料：新鲜猪皮(面积为：25mm×75mm)和表面涂有明胶的载玻片(面积为：25mm×75mm)
实施例1～2和对比例1～3的胶粘剂的测试方法均为：如图2所示，分别取200μL配好的质量浓度为50％的胶粘剂溶液，均匀涂在新鲜猪皮表面，将载玻片搭接在上面，搭接面积为20mm×25mm，用50g砝码按压30min后，365nm的紫外光照射3min(30mW/cm2)。如图3所示，利用万能试验机进行测试，将试样防御试验机夹头处，夹头以1mm/min的速度进行测试，直至试样被破坏，搭接剪切强度为单位面积的搭接剪切力，单位为：kPa。每个胶粘剂平行做3次，取平均值，代表性曲线图如图4所示。
结果分析：从图4可看出，实施例1中的胶粘剂的搭接拉伸剪切强度为30.0±2.0kPa～37.85±5.68kPa，实施例2中胶粘剂的搭接拉伸剪切强度为20.0±3.0kPa～25.0±2.5kPa；均远高于对比例1～3制得的胶粘剂的搭接拉伸剪切强度，表明本发明的双网络交联的白蛋白胶粘剂可以增强其与组织间的粘结强度。
测试例2：胶粘剂拉伸强度测试
实施例1～2和对比例1～3的胶粘剂的测试方法均为：
将配好的质量浓度为50％的胶粘剂溶液置于聚四氟乙烯模具中，做成哑铃形试样，其中形部分长40mm，宽4mm，厚1.5mm，放置在紫外箱中(30mW/cm2)，365nm紫外光照射3min，形成胶粘剂试样。将试样置于万能试验机上进行测样，传感器拉力为500N，以30mm/s的拉伸速度进行测试，直至试样断裂，杨氏拉伸模量计算取5％线性形变区间内的应力-应变曲线斜率。每个胶粘剂平行做3次，取平均值。结果如表1和图5所示：
表1实施例1～2和对比例1～3胶粘剂拉伸测试数据
| 样品 | 最大力伸长率(％) | 拉伸强度(kPa) | 杨氏模量(kPa) |
| 实施例1 | 349.85±1.75 | 612.80±7.00 | 3024.40±27.90 |
| 实施例2 | 300.80±2.00 | 598.80±5.00 | 2830.40±15.20 |
| 对比例1 | 84.41±5.61 | 55.97±3.24 | 128.73±20.47 |
| 对比例2 | 177.85±8.00 | 206.70±6.55 | 2138.96±54.38 |
| 对比例3 | 1000.0±3.0 | 40.0±2.24 | 0.05±5.0 |
结果分析：由表1和图5可看出，本发明的白蛋白胶粘剂具有较强的弹性，弹性形变可达到300.0±2.0％～349.85±1.75％，拉伸强度达590±5.0kPa～612.80±7.0kPa，同时杨氏模量达3024.40±27.90kPa，高于对比例1～2的胶粘剂，对比例3的胶粘剂弹性形变虽可达到1000.0±3.0％，但杨氏拉伸模量很低，仅有0.05±5.0kPa。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种白蛋白胶粘剂，其特征在于：包括牛血清白蛋白、丙烯酰胺单体、第一交联剂和第二交联剂；所述第一交联剂选自戊二醛、京尼平中的至少一种；所述第二交联剂选自亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二烯酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的白蛋白胶粘剂，其特征在于：所述牛血清白蛋白与所述第一交联剂交联形成第一交联网络，再经所述第二交联剂与所述丙烯酰胺单体交联形成第二交联网络。
3.根据权利要求1或2所述的白蛋白胶粘剂，其特征在于：所述牛血清白蛋白与所述第一交联剂的体积比为(33～38):1。
4.根据权利要求1或2所述的白蛋白胶粘剂，其特征在于：所述丙烯酰胺单体与所述第二交联剂的摩尔浓度比为100：(0.03～0.1)。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的白蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按照权利要求1～4任一项所述的组成，牛血清白蛋白溶液中加入丙烯酰胺单体和第二交联剂后，加入光引发剂，搅拌；
(2)搅拌加入第一交联剂，形成预胶；
(3)预胶经紫外光照射，得到白蛋白胶粘剂。
6.根据权利要求5所述的白蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述光引发剂选自2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
7.根据权利要求5或6所述的白蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述光引发剂的摩尔浓度为0.5～3mol％。
8.根据权利要求5所述的白蛋白胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述紫外光的波长为350～380nm，所述照射的时间为1～5min。
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