CN113289064A - 一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜及其制备方法。该方法包括以下步骤：将人工生物瓣膜依次浸入水凝胶合成成分和特定交联剂及催化剂的混合液中，固定成形，最终得到所需心脏生物瓣膜成品；其中，水凝胶合成成分和所使用到的化学试剂分别为透明质酸，丙烯酰胺，亚甲基双丙烯酰胺，氯化铁，过硫酸铵以及四甲基乙二胺。本发明双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜接触角在70°～110°，比普通瓣膜的接触角度大，其疏水性能使其具有明显的抗凝血抗蛋白粘附特性，具有优异的内皮化，抗凝血，抗炎症，抗钙化等生物特性，同时增强瓣膜的力学强度，潜在地延长其使用寿命。

Description

一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜及其制备方法。
(二)背景技术
随着人口的老龄化，钙化性主动脉瓣病变的发生率急剧上升，在大于75岁的人群中高达2.8％，一旦出现症状，若不进行积极的干预，患者中位生存期仅2-3年，预后比一般的恶性肿瘤还要差，严重威胁着人类的健康和生命安全，这对人口基数巨大且即将步入人口老龄化社会的我国显得尤为重要。目前尚无有效的药物治疗可以逆转或延缓主动脉瓣钙化的发生发展,近年来外科开胸的主动脉瓣置换术及经导管主动脉瓣置换术大大提高了钙化性主动脉瓣患者的生活质量和生存率，但由于植入术后患者自身因素和瓣膜制作工艺问题，无法保证生物移植瓣膜可以达到预期的使用寿命，提前发生钙化破损。因此，了解传统生物瓣膜使用材料的缺陷，发掘新的修饰改造方法，从而有效改善生物瓣膜相关特性成为亟待解决的重大科学问题之一。
目前临床上使用的生物瓣膜通常是采用戊二醛交联的猪或牛的心包膜制备而成，但经戊二醛交联固定处理后的生物瓣会存在许多弊端。生物性能方面，由于戊二醛的残留和醛基的存在，会导致内皮化不良，炎症反应发生；其表面粗糙，植入体内后由于血小板、纤维素等黏附以及血细胞、血浆成分的渗入，容易出现血栓，瓣叶增厚及力学性质改变，以上缺点的综合结果会导致瓣膜钙化及早期衰败破损。因此，通过一定的表面修饰方法对传统生物瓣材料进行优化以实现良性内皮化，抗凝血，抗粘附，抗炎症，及抗钙化的效果是行之有效的方案之一。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种双网络水凝胶修饰的瓣膜材料及其制备方法，可协同解决戊二醛固定的猪心包或脱细胞猪心包中内皮化不良，抗凝血，抗粘附，抗炎症，及抗钙化的效果较差的问题。
本发明采用的技术方法是：
一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，由如下方法制备得到：
(1)将经戊二醛交联的生物瓣膜材料置于透明质酸溶液中，浸泡18～24h后取出；
(2)将步骤(1)浸泡后的生物瓣膜材料置于氯化铁溶液中浸泡20～30min进行离子交联；
(3)丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中配制混合液，将步骤(2)浸泡后的生物瓣膜材料置于所述混合液中，0～4℃浸泡10～18h；所述混合液中丙烯酰胺质量浓度为15～20％、亚甲基双丙烯酰胺质量浓度为0.01～0.05％、过硫酸铵质量浓度为0.05～0.2％、四甲基乙二胺质量浓度为0.05～0.2％；
(4)将步骤(3)浸泡过的生物瓣膜材料置于硅胶模具中，55～60℃下进行自由基聚合凝固成型18～24h，清洗，得到所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜。
本发明双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜是指：通过浸泡方式让心脏生物瓣内部和表面包覆一种可离子交联的亲水聚合物和一种可自由基交联的亲水聚合物单体，进而通过离子交联和化学交联分别形成两种亲水聚合物相互穿插的高分子双网络水凝胶，水凝胶在心包表面和内部固定成型，从而获得表面结构平整的亲水聚合物超强水凝胶覆盖生物瓣膜。
本发明中覆盖瓣膜的双网络水凝胶，其第一重网络为可物理交联的亲水聚合物，第二重网络为自由基聚合的碳链亲水聚合物，添加带有两个或多个双键的水溶性化合物作为交联剂。
本发明用来修饰心脏生物瓣膜的双网络水凝胶中含有具有生物亲和性的透明质酸水凝胶以及高力学强度的多聚丙烯酰胺水凝胶，其不同的成分获得不同的优化效果。引入多胺基化合物，通过其上的氨基与瓣膜材料上的醛基间的席夫碱反应可直接饱和残留醛基，避免钙离子附着在残留醛基上形成钙盐结晶，提高瓣膜材料的抗钙化能力，同时也避免残留醛基带来的炎症反应；透明质酸和甲基丙烯酰化明胶的生物亲和性，可以有效且选择性地促进宿主内皮细胞的粘附，迁移和增殖；多聚丙烯酰胺水凝胶的高力学强度，保护生物瓣膜细胞外基质的稳定性，增强其使用耐久性。
本发明还涉及一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜的制备方法，所述方法包括：
(1)将经戊二醛交联的生物瓣膜材料置于透明质酸溶液中，浸泡18～24h后取出；
(2)将步骤(1)浸泡后的生物瓣膜材料置于氯化铁溶液中浸泡20～30min进行离子交联；
(3)丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中配制混合液，将步骤(2)浸泡后的生物瓣膜材料置于所述混合液中，0～4℃浸泡10～18h；所述混合液中丙烯酰胺质量浓度为15～20％、亚甲基双丙烯酰胺质量浓度为0.01～0.05％、过硫酸铵质量浓度为0.05～0.2％、四甲基乙二胺质量浓度为0.05～0.2％；
(4)将步骤(3)浸泡过的生物瓣膜材料置于硅胶模具中，55～60℃下进行自由基聚合凝固成型18～24h，清洗，得到所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜。
优选的，步骤(1)中透明质酸溶液质量浓度为1～5％。
优选的，步骤(2)中氯化铁溶液质量浓度为1～3％。
所述生物瓣膜材料通常为动物源生物瓣膜材料，包括脱细胞和未脱细胞的异种瓣与同种瓣，其中异种瓣包括但不限于猪主动脉瓣、猪心包瓣、牛心包瓣、驴心包瓣和各类动物源性小肠粘膜；同种瓣包括但不限于新鲜同种主动脉瓣、自体阔筋膜瓣、同种硬脑膜瓣。
所述模具可以使用硅胶模具，橡胶模具，铜、铁、铝等金属模具，玻璃、石英、聚四氟乙烯模具，亚克力、聚苯乙烯等塑料模具，或直接悬挂成型。
本发明的有益效果主要体现在：本发明双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜接触角在70°～110°，比普通瓣膜的接触角度大，其疏水性能使其具有明显的抗凝血抗蛋白粘附特性，具有优异的内皮化，抗凝血，抗炎症，抗钙化等生物特性，同时增强瓣膜的力学强度，潜在地延长其使用寿命，具有较好应用前景。
(四)附图说明
图1为接触角测试实验图；左图为传统心脏生物瓣膜材料(77.2°)，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料(51.2°)。
图2为蛋白粘附实验图；左图为传统脏生物瓣膜材料，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料。
图3为血小板粘附实验扫描电镜图；左图为传统脏生物瓣膜材料，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料。
图4为内皮细胞粘附实验扫描电镜图；左图为传统脏生物瓣膜材料，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料。
图5为材料植入大鼠皮下28天后取材切片CD68染色；左图为传统脏生物瓣膜材料，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料。
图6为材料植入大鼠皮下28天后取材切片茜素红染色；左图为传统脏生物瓣膜材料，右图为双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的猪心包瓣置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(透明质酸浓度2wt％)中，浸泡24小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(氯化铁浓度3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵分别溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4℃浸泡12小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形24小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜。
接触角测试：
(1)将实验样品(1×1cm2)加在玻璃片之间，用以固定平整表面，然后进行冷冻干燥；
(2)然后用接触角系统进行测量。用仪器相机拍摄侧面照并计算接触角度。
测试结果参见图1。由图可见，相比于左图的传统心脏生物瓣膜材料，右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料的亲水性较好，接触角减少约20°左右。
蛋白粘附实验：
(1)实验样品(1×1cm2)实验前在PBS中浸泡12小时；
(2)然后在带FITC的牛血清白蛋白(BSA-FITC)(1mg/ml)中孵育2小时。孵育结束后的样品，用纯水轻柔漂洗3次；
(3)用荧光正置显微镜进行拍摄，激发波长488nm。
测试结果参见图2。由图可见，经过BSA-FTIR的孵育后，左图的传统心脏生物瓣膜材料显示出明显的绿色荧光，而右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料基本没有绿色荧光出现，该结果提示双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料有良好的抗非特异蛋白吸附的能力,和其亲水性较好相关。
血小板粘附实验：
(1)大鼠全血采集后装入含EDTA-K2抗凝剂的采血管中；
(2)收集的全血离心1500rpm，十分钟后收集血小板富集血浆(PRP)；
(3)将每组样品(直径＝6mm)放置于96孔板底，PBS浸泡1小时；
(4)弃掉PBS，在放置样品的孔中加入100ulPRP，37℃孵育1小时；
(5)孵育后的样品取出,用2.5％的Glut固定，电镜拍摄并观察。
测试结果参见图3。由图可见，经血小板富集液孵育后，相对于左图的传统心脏生物瓣膜材料，右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料基本未观察到血小板的粘附，提示双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料可以抗血小板粘附。
内皮细胞粘附实验：
(1)每组实验样品(1×1cm2)使用前PBS清洗，紫外线照射消毒，放置于24孔板中；
(2)按2×105/ml的细胞浓度，每孔将500ul的HUVECs细胞悬液种于材料上，培养3天收集长有HUVECs的每组材料，进行电镜拍摄并观察具体生长情况。
测试结果参见图4。由图可见，HUVECs在材料上生长3天后，左图的传统心脏生物瓣膜材料上的HUVECs呈球状散在分布，而右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料上的HUVECs完全铺展并与毗邻细胞紧密相连，几乎完全覆盖下面的材料。
将制得心脏生物瓣膜材料大鼠皮下28天后取材切片CD68染色，结果见图5。由图可见，在左图的传统心脏生物瓣膜材料附近有大量巨噬细胞浸润，而右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料附近很少有巨噬细胞浸润。
将制得心脏生物瓣膜材料大鼠皮下28天后取材切片茜素红染色，结果见图6。由图可见，左图的传统心脏生物瓣膜材料发现大量红染的钙结节，而右图的双网络水凝胶修饰的心脏生物瓣膜材料基本没有观察到。
实施例2：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的脱细胞猪心包瓣(购自杭州启明医疗器械股份有限公司)置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(2wt％)中，浸泡24小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于的氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡12小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形24小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。
实施例3：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的猪心包瓣置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(2wt％)中，浸泡1小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于的氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡1小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形1小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。
实施例4：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的猪心包瓣置于硫酸软骨素溶于去离子水中形成溶液(2wt％)中，浸泡24小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于氯化镁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液C；所述的混合溶液C中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡12小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形24小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。
实施例5：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的猪心包瓣置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(2wt％)中，浸泡24小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将甲基丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡12小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形24小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。
实施例6：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的猪心包瓣置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(2wt％)中，浸泡24小时且在60℃下进行；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)中，浸泡30分钟进行离子交联且在60℃下进行；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡12小时且在60℃下进行；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，在室温进行自由基聚合凝固成形48小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。
实施例7：
一种双网络水凝胶修饰修饰的心脏生物瓣膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经戊二醛交联的1cm×1cm大小的猪心包瓣置于透明质酸溶于去离子水中形成溶液(2wt％)5ml中，浸泡24小时；
(2)将经步骤(1)浸泡过的材料置于氯化铁溶于去离子水中得到的溶液(3wt％)5ml中，浸泡30分钟进行离子交联；
(3)将丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中形成混合溶液；所述的混合溶液中，丙烯酰胺的浓度为17wt％，亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.026wt％，过硫酸铵的浓度为0.1wt％，四甲基乙二胺的浓度为0.1wt％，余量为去离子水；
(4)将经步骤(2)浸泡过的材料置于步骤(3)中所得的混合溶液中，4度浸泡12小时；
(5)将经步骤(4)浸泡过的材料置于与材料大小适配的硅胶模具中，60℃进行自由基聚合凝固成形24小时，然后清洗，即制得所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，其接触角约在50°左右。

Claims (4)

1.一种双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜，由如下方法制备得到：
(1)将经戊二醛交联的生物瓣膜材料置于质量浓度透明质酸溶液中，浸泡18～24h后取出；
(2)将步骤(1)浸泡后的生物瓣膜材料置于质量浓度氯化铁溶液中浸泡20～30min进行离子交联；
(3)丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中配制混合液，将步骤(2)浸泡后的生物瓣膜材料置于所述混合液中，0～4℃浸泡10～18h；所述混合液中丙烯酰胺质量浓度为15～20％、亚甲基双丙烯酰胺质量浓度为0.01～0.05％、过硫酸铵质量浓度为0.05～0.2％、四甲基乙二胺质量浓度为0.05～0.2％；
(4)将步骤(3)浸泡过的生物瓣膜材料置于硅胶模具中，55～60℃下进行自由基聚合凝固成型18～24h，清洗，得到所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜。
2.制备权利要求1所述的生物心脏瓣膜的方法，所述方法包括：
(1)将经戊二醛交联的生物瓣膜材料置于透明质酸溶液中，浸泡18～24h后取出；
(2)将步骤(1)浸泡后的生物瓣膜材料置于氯化铁溶液中浸泡20～30min进行离子交联；
(3)丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺溶于去离子水中配制混合液，将步骤(2)浸泡后的生物瓣膜材料置于所述混合液中，0～4℃浸泡10～18h；所述混合液中丙烯酰胺质量浓度为15～20％、亚甲基双丙烯酰胺质量浓度为0.01～0.05％、过硫酸铵质量浓度为0.05～0.2％、四甲基乙二胺质量浓度为0.05～0.2％；
(4)将步骤(3)浸泡过的生物瓣膜材料置于硅胶模具中，55～60℃下进行自由基聚合凝固成型18～24h，清洗，得到所述双网络水凝胶修饰的生物心脏瓣膜。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)中透明质酸溶液质量浓度为1～5％。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(2)中氯化铁溶液质量浓度为1～3％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114748694A (zh) * 2021-11-17 2022-07-15 四川大学 一种共交联生物瓣膜材料及其制备方法和应用
WO2024103390A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 四川大学 基于醛基交联的生物瓣膜材料及其制备方法和应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102114270A (zh) * 2011-02-22 2011-07-06 微创医疗器械(上海)有限公司 一种梯度交联及修饰型耐久性人工生物瓣及其制备方法
CN102757723A (zh) * 2012-07-19 2012-10-31 黄斌 一步法改进生物医用材料表面生物相容性的涂层液及涂层法
CN106498720A (zh) * 2016-11-18 2017-03-15 辽东学院 一种温敏防水透湿面料及其制备方法
CN107441556A (zh) * 2017-07-05 2017-12-08 北京大清生物技术股份有限公司 一种聚氨基酸封端的组织修补材料及其制备方法
CN107617126A (zh) * 2017-08-11 2018-01-23 天津大学 一种多孔材料的表面修饰方法及应用
CN109106974A (zh) * 2018-06-21 2019-01-01 广州迈普再生医学科技股份有限公司 凝胶组织封堵材料及其制备方法和封堵制品
CN109125810A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 上海微创心通医疗科技有限公司 一种生物瓣膜的制备方法
CN109172867A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 杭州启明医疗器械有限公司 一种可快速复水的预装式生物心脏瓣膜及其制备方法
CN109820625A (zh) * 2018-09-30 2019-05-31 四川大学 一种交联的人工生物瓣膜处理方法
CN110101911A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 四川大学 一种含促进内皮化生长因子的干燥人工生物心脏瓣膜及其制备方法
CN110755688A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 四川大学 一种鱼鳔生物瓣膜材料的制备及保存方法
CN111569152A (zh) * 2020-05-28 2020-08-25 四川大学 一种兼具抗凝血和抗钙化性能的生物瓣膜及其制备方法
CN112111073A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 苏州凝智新材料发展有限公司 一种抗疲劳的全水凝胶复合材料及其制备方法和应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102114270A (zh) * 2011-02-22 2011-07-06 微创医疗器械(上海)有限公司 一种梯度交联及修饰型耐久性人工生物瓣及其制备方法
CN102757723A (zh) * 2012-07-19 2012-10-31 黄斌 一步法改进生物医用材料表面生物相容性的涂层液及涂层法
CN106498720A (zh) * 2016-11-18 2017-03-15 辽东学院 一种温敏防水透湿面料及其制备方法
CN109125810A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 上海微创心通医疗科技有限公司 一种生物瓣膜的制备方法
CN107441556A (zh) * 2017-07-05 2017-12-08 北京大清生物技术股份有限公司 一种聚氨基酸封端的组织修补材料及其制备方法
CN107617126A (zh) * 2017-08-11 2018-01-23 天津大学 一种多孔材料的表面修饰方法及应用
CN109106974A (zh) * 2018-06-21 2019-01-01 广州迈普再生医学科技股份有限公司 凝胶组织封堵材料及其制备方法和封堵制品
CN109172867A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 杭州启明医疗器械有限公司 一种可快速复水的预装式生物心脏瓣膜及其制备方法
CN109820625A (zh) * 2018-09-30 2019-05-31 四川大学 一种交联的人工生物瓣膜处理方法
CN110101911A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 四川大学 一种含促进内皮化生长因子的干燥人工生物心脏瓣膜及其制备方法
CN110755688A (zh) * 2019-11-07 2020-02-07 四川大学 一种鱼鳔生物瓣膜材料的制备及保存方法
CN111569152A (zh) * 2020-05-28 2020-08-25 四川大学 一种兼具抗凝血和抗钙化性能的生物瓣膜及其制备方法
CN112111073A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 苏州凝智新材料发展有限公司 一种抗疲劳的全水凝胶复合材料及其制备方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114748694A (zh) * 2021-11-17 2022-07-15 四川大学 一种共交联生物瓣膜材料及其制备方法和应用
WO2024103390A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 四川大学 基于醛基交联的生物瓣膜材料及其制备方法和应用

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