CN113616854A - 一种人工软组织及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种人工软组织的制备方法，步骤包括：对所述脱细胞生物膜的组织面进行机械起绒，使其表面形成更多的绒毛状脱细胞生物膜纤维；将所述脱细胞生物膜平铺于平整表面，并将所述脱细胞生物膜的组织面朝上，在所述脱细胞生物膜的组织面上均匀地铺设脱细胞基质纤维后，将所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上，冻干、交联、灭菌后，即得所述人工软组织。本发明通过密度控制、脱细胞生物膜和脱细胞基质纤维组合、物理或化学交联的方法使材料在足够的时间内保持力学性能，适用于软组织缺损的修补。

Description

一种人工软组织及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种人工软组织及其制备方法。
背景技术
软组织是与人体骨骼结构相对应的组织，软组织最常见的就是皮肤、皮下组织、脂肪、肌肉、肌腱、韧带、筋膜、滑膜、滑囊、神经、血管等，这些组织结构都属于软组织范畴，而且这些组织结构的质地都是相对比较柔软。
支架材料应用于软组织缺损修复，如皮肤组织损伤修复、口腔颌面部软组织的缺损等。高分子材料缺乏细胞黏附、增殖和分化所需的各种生物信号分子，细胞相容性较差，合成技术要求高，大规模生产受限；纳米材料的应用有限且合成技术要求高；天然生物支架材料，特别是脱细胞基质材料，具有最好的生物相容性。
脱细胞处理得到的细胞外基质以Ⅰ型胶原纤维为主，对细胞亲和力高，生物力学性能优越，并可诱导组织再生，用于各部位软组织的缺损修复，可以有效恢复缺损组织的外形及功能。特别是口腔软组织(结缔组织)的牙龈细胞暴露于口腔复杂机械力环境下。特别在手术后的伤口愈合期间，可能出现内外力对修复处的挤压，需要在充足时间内，植入物能够作为维持组织体积的支架承受各种机械力，保持体积和形状。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种人工软组织及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明的第一方面是提供一种人工软组织，包括：单层脱细胞生物膜以及黏贴于所述单层脱细胞生物膜上的脱细胞基质纤维膜片；或
双层脱细胞生物膜以及黏贴于所述双层脱细胞生物膜中的脱细胞基质纤维膜片。
优选地，所述脱细胞基质纤维膜片的厚度选自：2-4mm、4-8mm或8-12mm。
优选地，所述脱细胞生物膜的厚度选自：0.1-0.4mm、0.4-0.8mm或0.8-1.2mm。
优选地，所述脱细胞生物膜选自：脱细胞腹膜、脱细胞心包膜或脱细胞膀胱膜。
本发明的第二方面是提供一种如上所述的人工软组织的制备方法，步骤包括：
S1、对所述脱细胞生物膜的组织面进行机械起绒，使其表面形成更多的绒毛状脱细胞生物膜纤维；
S2、将所述脱细胞生物膜平铺于平整表面，并将所述脱细胞生物膜的组织面朝上，在所述脱细胞生物膜的组织面上均匀地铺设脱细胞基质纤维后，将所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上，冻干、交联、灭菌后，即得所述人工软组织。
优选地，所述脱细胞基质纤维以5-20g/100cm2的量均匀地铺设于所述脱细胞生物膜的组织面上。
优选地，所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上后，取另一组织面起绒的脱细胞生物膜，并将其组织面朝下，黏贴于所述脱细胞基质纤维膜片上后，冻干。
优选地，所述交联的方式包括：采用化学交联剂交联、采用真空热交联或采用紫外线交联。
优选地，步骤S2还包括：
S2-1、取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎；
S2-2、按重量百分比取湿重0.5％-3.0％的所述脱细胞基质、0.01％-0.1％的冰醋酸以及余量的纯化水，混合后降温至2℃-8℃；
S2-3、在21Hz-28Hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行2次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为4％-6％的NaOH溶液，调节所滤得浆料的pH至6.5-7.0，离心后即得脱细胞基质纤维；
S2-4、按重量百分比将步骤S2-3中制得的所述脱细胞基质纤维制成0.5％-1.5％的水系分散液，并采用冰醋酸将其pH调节至3.0-5.0后，即可均匀地铺设于所述脱细胞生物膜的组织面上。
优选地，步骤S2还包括：
S2-5、将步骤S2-3中制得的所述脱细胞基质纤维制成水系分散液，按重量百分比，其中，所述脱细胞基质纤维的浓度为0.5％-2.5％、明胶的浓度为0.05％-0.1％、水余量，并采用冰醋酸将其pH调节至4.0-6.5，以2-20mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，于RH为60％-99％的环境湿度下平衡0.5-12小时，并压平、再次冻干，即得所述脱细胞基质纤维膜片。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明通过密度控制、脱细胞生物膜和脱细胞基质纤维组合、物理或化学交联的方法使材料在足够的时间内保持力学性能，适用于软组织缺损的修补。
附图说明
图1为本发明实施例1中所制得的人工软组织的结构示意图；
图2为本发明实施例2中所制得的人工软组织的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种人工软组织，其制备的步骤包括：
①取动物组织生物膜，制备脱细胞生物膜(包括但不限于：脱细胞腹膜、脱细胞心包膜、脱细胞膀胱膜，制备方法在此不再赘述，本领域普通技术人员可根据中国专利CN103191466B或其他类似方法进行制备)；对所述脱细胞生物膜的组织面进行机械起绒，使其表面形成更多的绒毛状脱细胞生物膜纤维；
②取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎；按重量百分比取湿重0.5％的所述脱细胞基质、0.01％的冰醋酸以及余量的纯化水，混合后降温至2℃；在21Hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行2次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为4％的NaOH溶液，调节所滤得浆料的pH至6.5，离心后即得脱细胞基质纤维；
③按重量百分比将②中所制得的所述脱细胞基质纤维制成0.5％的水系分散液，并采用冰醋酸将其pH调节至3.0；
④将②中所制得的所述脱细胞基质纤维制成水系分散液，按重量百分比，其中，所述脱细胞基质纤维的浓度为0.5％、明胶的浓度为0.05％、水余量，并采用冰醋酸将其pH调节至4.0，以2mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，于RH为60％的环境湿度下平衡0.5小时，并压平、再次冻干，即得所述脱细胞基质纤维膜片；
⑤将①中所制得的所述脱细胞生物膜平铺于平整表面，并将所述脱细胞生物膜的组织面朝上，在所述脱细胞生物膜的组织面上以5g/100cm2的量均匀地铺设③中所制得的浆料后，将④中所制得的所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上，按照3mm厚度控制辊压，冻干，120℃、24h真空热交联，环氧乙烷灭菌后，即得所述人工软组织。
实施例2
如图2所示，本实施例提供另一种人工软组织，其制备的步骤包括：
①取动物组织生物膜，制备脱细胞生物膜(包括但不限于：脱细胞腹膜、脱细胞心包膜、脱细胞膀胱膜，制备方法在此不再赘述，本领域普通技术人员可根据中国专利CN103191466B或其他类似方法进行制备)；对所述脱细胞生物膜的组织面进行机械起绒，使其表面形成更多的绒毛状脱细胞生物膜纤维；
②取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎；按重量百分比取湿重3.0％的所述脱细胞基质、0.1％的冰醋酸以及余量的纯化水，混合后降温至8℃；在28Hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行2次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为6％的NaOH溶液，调节所滤得浆料的pH至7.0，离心后即得脱细胞基质纤维；
③按重量百分比将②中所制得的所述脱细胞基质纤维制成1.5％的水系分散液，并采用冰醋酸将其pH调节至5.0后，根据所测得的含固量配制成脱细胞基质纤维的浓度为1.5％、pH为5.0的浆料；
④将②中所制得的所述脱细胞基质纤维制成水系分散液，按重量百分比，其中，所述脱细胞基质纤维的浓度为2.5％、明胶的浓度为0.1％、水余量，并采用冰醋酸将其pH调节至6.5，以20mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，于RH为99％的环境湿度下平衡12小时，并压平、再次冻干，即得所述脱细胞基质纤维膜片；
⑤将①中所制得的所述脱细胞生物膜平铺于平整表面，并将所述脱细胞生物膜的组织面朝上，在所述脱细胞生物膜的组织面上以20g/100cm2的量均匀地铺设③中所制得的浆料后，将④中所制得的所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上，取另一组织面起绒的脱细胞生物膜，并将其组织面朝下，黏贴于所述脱细胞基质纤维膜片上后，按照3mm厚度控制辊压，冻干，120℃、24h真空热交联，环氧乙烷灭菌后，即得所述人工软组织。
实施例3
采用与实施例2相似的方法制得另一人工软组织，区别在于：不含明胶。
抗拉性能(N/cm)
实施例2 2.5-5.0
实施例3 0.5-1.5
可见，所加入的明胶可作为粘合剂或填充剂，进入脱细胞基质纤维结构内及纤维间，从而增强最后产品的物理性能。
此外，通过控制脱细胞基质纤维的浓度以及浇模的厚度，能够控制人工软组织的密度为0.22±0.06g/cm3，而不同密度的人工软组织具备不同的弹性，植入体内后受到周围组织的挤压，恢复体积的能力不同(即体积的保持)，这对软组织的增量有直接意义；体积的保持同时确保了孔隙结构，确保细胞贴附、分裂、爬行和组织再生的空间需求；密度过低，力学性能差，植入体内后，无法保持一定的体积，降解过快，无法实现修补；密度过高，会出现植入部位的过度炎症反应，或者吸收液体后体积膨胀，组织张力大，出现开裂、肿胀，修补失败。
综上所述，本发明通过密度控制、脱细胞生物膜和脱细胞基质纤维组合、物理或化学交联的方法使材料在足够的时间内保持力学性能，适用于软组织缺损的修补。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种人工软组织，其特征在于，包括：单层脱细胞生物膜以及黏贴于所述单层脱细胞生物膜上的脱细胞基质纤维膜片；或
双层脱细胞生物膜以及黏贴于所述双层脱细胞生物膜中的脱细胞基质纤维膜片。
2.根据权利要求1所述的人工软组织，其特征在于，所述脱细胞基质纤维膜片的厚度选自：2-4mm、4-8mm或8-12mm。
3.根据权利要求1所述的人工软组织，其特征在于，所述脱细胞生物膜的厚度选自：0.1-0.4mm、0.4-0.8mm或0.8-1.2mm。
4.根据权利要求1所述的人工软组织，其特征在于，所述脱细胞生物膜选自：脱细胞腹膜、脱细胞心包膜或脱细胞膀胱膜。
5.一种如权利要求1所述的人工软组织的制备方法，其特征在于，步骤包括：
S1、对所述脱细胞生物膜的组织面进行机械起绒，使其表面形成更多的绒毛状脱细胞生物膜纤维；
S2、将所述脱细胞生物膜平铺于平整表面，并将所述脱细胞生物膜的组织面朝上，在所述脱细胞生物膜的组织面上均匀地铺设脱细胞基质纤维后，将所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上，冻干、交联、灭菌后，即得所述人工软组织。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述脱细胞基质纤维以5-20g/100cm2的量均匀地铺设于所述脱细胞生物膜的组织面上。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述脱细胞基质纤维膜片黏贴于所述脱细胞生物膜上后，取另一组织面起绒的脱细胞生物膜，并将其组织面朝下，黏贴于所述脱细胞基质纤维膜片上后，冻干。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述交联的方式包括：采用化学交联剂交联、采用真空热交联或采用紫外线交联。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2还包括：
S2-1、取湿态的脱细胞基质，将其剪成小于1cm2的碎片后，在1min内进行高速捣碎；
S2-2、按重量百分比取湿重0.5％-3.0％的所述脱细胞基质、0.01％-0.1％的冰醋酸以及余量的纯化水，混合后降温至2℃-8℃；
S2-3、在21Hz-28Hz的频率下进行匀浆，将收集到的料液再进行2次匀浆后，滤除粗颗粒，并采用浓度为4％-6％的NaOH溶液，调节所滤得浆料的pH至6.5-7.0，离心后即得脱细胞基质纤维；
S2-4、按重量百分比将步骤S2-3中制得的所述脱细胞基质纤维制成0.5％-1.5％的水系分散液，并采用冰醋酸将其pH调节至3.0-5.0后，即可均匀地铺设于所述脱细胞生物膜的组织面上。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S2还包括：
S2-5、将步骤S2-3中制得的所述脱细胞基质纤维制成水系分散液，按重量百分比，其中，所述脱细胞基质纤维的浓度为0.5％-2.5％、明胶的浓度为0.05％-0.1％、水余量，并采用冰醋酸将其pH调节至4.0-6.5，以2-20mm的厚度浇模，真空冷冻干燥后，于RH为60％-99％的环境湿度下平衡0.5-12小时，并压平、再次冻干，即得所述脱细胞基质纤维膜片。
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