CN113684605A - 一种仿生医用防粘连膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种仿生医用防粘连膜的制备方法，包括将PMPC以及PCL于室温的条件下添加至溶剂中，搅拌制备纺丝液；将纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器，调节纺丝装置和接收器间距为16‑20cm，施加电压为10‑30kv，在第一环境条件下纺丝制备第一膜层，然后在第二环境条件下，纺丝制备第二膜层以及第三膜层，经过干燥、压制处理后得到医用防粘连膜。本发明制备的医用防粘连膜形成水合润层，实现在不载药的情况下，减少术后粘连发生的概率，进而促进结缔组织或骨组织再生，且防粘连率高。

Description

一种仿生医用防粘连膜的制备方法
技术领域
本发明涉及医用生物领域，具体而言，涉及一种医用防粘连膜的制备方法。
背景技术
防粘连膜在外科手术中的应用越发广泛，它能有效防止术后组织粘连的发生，有效减少二次创伤等问题发生。防粘连膜普遍要求防粘连功能的同时，还有透气且能让营养物质渗透能力。静电纺丝技术制备的纳米纤维膜，不仅具有表面积大、孔隙率高、纳米级别、机械强度好等优良特性，还具有优异的生物相容性、生物降解性和组织引导功能等。目前主要的防粘连膜主要是以壳聚糖或胶原蛋白等为基层的纳米纤维膜，装载上透明质酸钠以及具有抑制组织粘连功能，如布洛芬、丝裂霉素等药物，但药物的副作用会减缓组织修复速度，延长痊愈时间，另外，在装载药物的情况下，防粘连膜的防粘连率一般在60％左右，表现出较低的防粘连效果。
综上，在制备医用防粘连膜领域，仍然存在亟待解决的上述问题。
发明内容
基于此，为了解决现有技术中防粘连膜减缓组织修复、防粘连率低的问题，本发明提供了一种医用防粘连膜的制备方法，具体技术方案如下：
一种医用防粘连膜的制备方法，包括以下步骤：
将PMPC以及PCL于室温的条件下添加至溶剂中，搅拌制备纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器，调节纺丝装置和接收器间距为16-20cm，施加电压为10-30kv，在第一环境条件下纺丝制备第一膜层，然后在第二环境条件下，纺丝制备第二膜层以及第三膜层，经过干燥、压制处理后得到医用防粘连膜。
优选地，按照质量百分比，所述PMPC占所述纺丝液的1％-15％，所述PMPC平均分子量20kDa。
优选地，按照质量百分比，所述PCL占所述纺丝液的10％-20％，所述PCL平均分子量80kDa。
优选地，所述溶剂为六氟异丙醇、二氯甲烷中的一种或两种。
优选地，所述搅拌的速率为500r/min-8000r/nim，所述搅拌的时间为24h。
优选地，所述第一环境条件的相对湿度为40％rh-80％rh。
优选地，所述第二环境条件的相对湿度为25％rh-38％rh。
优选地，制备第一膜层时的纺丝速度为0.6ml/h，纺丝时间为1-3h。
优选地，制备第二膜层以及第三膜层时的纺丝速度为1.0ml/h。
优选地，所述压制处理的压力为0.6-0.8MPa，所述压制处理的时间为2min-4min。
上述方案中制备的医用防粘连膜具有第一膜层、第二膜层以及第三膜层的结构，在第一纺丝条件下制备的第一膜层在带电基团的作用下吸收固定并有序排列空气中的水雾，使得第一膜层形成水合润层，实现在不载药的情况下，降低细胞表面蛋白和多肽粘附膜表面的可能，减少术后粘连发生的概率，进而促进结缔组织或骨组织再生，且有效提高防粘连率。另外，本发明制备的防粘连膜能与其它组织引导再生膜组成复合膜使用，具有更广泛的使用空间。
附图说明
图1是本发明制备的仿生医用防粘连膜的防细胞粘附效果示意图；
图2是本发明实施例1-4中制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图；
图3为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图；
图4为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜以及对照组的细胞抗粘附实验结果示意图,其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验结果示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验结果示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验结果示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验结果示意图；
图5为为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜以及对照组的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图,其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，本申请中所述PMPC为聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱；所述PCL为聚己内酯。
本发明一实施例中的一种仿生医用防粘连膜的制备方法，包括以下步骤：
将PMPC以及PCL于室温的条件下添加至溶剂中，搅拌制备纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器，调节纺丝装置和接收器间距为16-20cm，施加电压为10-30kv，在第一环境条件下纺丝制备第一膜层，然后在第二环境条件下，纺丝制备第二膜层以及第三膜层，经过干燥、压制处理后得到医用防粘连膜。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述PMPC占所述纺丝液的1％-15％，所述PMPC平均分子量20kDa；优选为：所述PMPC占所述纺丝液的6％-8％。
在其中一个实施例中，按照质量百分比，所述PCL占所述纺丝液的10％-20％，所述PCL平均分子量80kDa。
在其中一个实施例中，所述溶剂为六氟异丙醇、二氯甲烷中的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述搅拌的速率为500r/min-8000r/nim，所述搅拌的时间为24h。
在其中一个实施例中，所述第一环境条件的相对湿度为40％rh-80％rh，温度为24℃-26℃。
在其中一个实施例中，所述第二环境条件的相对湿度为25％rh-38％rh。
在其中一个实施例中，制备第一膜层时的纺丝速度为0.6ml/h，纺丝时间为1h。
在其中一个实施例中，制备第二膜层以及第三膜层时的纺丝速度为1.0ml/h。
在其中一个实施例中，所述压制处理的压力为0.6-0.8MPa，所述压制处理的时间为2min-4min。
有脊椎动物的关节软骨表面层如冰面一样光滑，且表面层内富含大量的磷脂酰胆碱脂质，磷脂酰胆碱脂质支链具有两性带电基团的结构，分别是带正电的(N+(CH3)3)基团和带负电的(PO4-)基团，两种基团随着磷脂酰胆碱脂质有序排列，可以使得水分子在骨关节表面形成稳定的水合润层，从而使关节软骨形成了近似冰面的超滑表面。因此，对其关节软骨表面进行力学仿生，利用磷脂酰胆碱类和静电纺丝相结合，生产出具有超滑表面的医用防粘连膜。
上述方案中制备的仿生医用防粘连膜具有第一膜层、第二膜层以及第三膜层的结构，在第一纺丝条件下制备的第一膜层在带电基团的作用下吸收固定并有序排列空气中的水雾，使得第一膜层形成水合润层，实现在不载药的情况下，减少术后粘连发生的概率，进而促进结缔组织或骨组织再生，且有效提高防粘连率。另外，本发明制备的仿生医用防粘连膜能与其它组织引导再生膜组成复合膜使用，具有更广泛的使用空间。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
将0.4gPMPC和3g的PCL于室温的条件下添加至20mL六氟异丙醇中，在500r/min的条件下搅拌24h，得到纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器平铺在桌面，调节纺丝装置和接收器间距为18cm，施加电压为20kv，在相对湿度40％rh，温度为26℃，纺丝速度为0.6ml/h的条件下纺丝1h制备第一膜层，然后在相对湿度为25％rh，温度为24℃，纺丝速度为1.0ml/h的条件下纺丝制备第二膜层以及第三膜层，放置烘箱室温干燥12h后，用0.6MPa的压力压制处理3min，包装后环氧乙烷气体灭菌，得到仿生医用防粘连膜，标记为一号。
实施例2：
将1.2gPMPC和3g的PCL于室温的条件下添加至20mL六氟异丙醇中，在1000r/min的条件下搅拌24h，得到纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器平铺在桌面，调节纺丝装置和接收器间距为18cm，施加电压为20kv，在相对湿度50％rh，温度为24℃，纺丝速度为0.6ml/h的条件下纺丝1h制备第一膜层，然后在相对湿度为28％rh，温度为24℃，纺丝速度为1.0ml/h的条件下纺丝制备第二膜层以及第三膜层，放置烘箱室温干燥12h后，用0.6MPa的压力压制处理3min，包装后环氧乙烷气体灭菌，得到仿生医用防粘连膜，标记为二号。
实施例3：
将1.6gPMPC和3g的PCL于室温的条件下添加至20mL六氟异丙醇中，在1500r/min的条件下搅拌24h，得到纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器平铺在桌面，调节纺丝装置和接收器间距为18cm，施加电压为20kv，在相对湿度60％rh，温度为24℃，纺丝速度为0.6ml/h的条件下纺丝1h制备第一膜层，然后在相对湿度为25％rh，温度为24℃，纺丝速度为1.0ml/h的条件下纺丝制备第二膜层以及第三膜层，放置烘箱室温干燥12h后，用0.6MPa的压力压制处理3min，包装后环氧乙烷气体灭菌，得到仿生医用防粘连膜，标记为三号。
实施例4：
将1.6gPMPC和2g的PCL于室温的条件下添加至20mL二氯甲烷中，在1000r/min的条件下搅拌24h，得到纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器平铺在桌面，调节纺丝装置和接收器间距为18cm，施加电压为20kv，在相对湿度40％rh，温度为26℃，纺丝速度为0.6ml/h的条件下纺丝1h制备第一膜层，然后在相对湿度为25％rh，温度为24℃，纺丝速度为1.0ml/h的条件下纺丝制备第二膜层以及第三膜层，放置烘箱室温干燥12h后，用0.6MPa的压力压制处理3min，包装后环氧乙烷气体灭菌，得到仿生医用防粘连膜，标记为四号。
图1是本发明实施例1制备的仿生医用防粘连膜的防细胞粘附效果示意图，由图1可知本发明制备的仿生医用防粘连膜具有水合润层，且纤维表面带电基团有序排列，吸收水分子后在表面形成有序的水合润层，达到优异的防粘连效果；图2是本发明实施例1-4中制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的电子显微示意图，并由图2分析可知：本发明制备的仿生医用防粘连膜纤维间具有一定的交融程度，有利于吸水；图3为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，其中，一号为实施例1制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，二号为实施例2制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，三号为实施例3制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，四号为实施例4制备的仿生医用防粘连膜的水接触角测量结果示意图，并由图3分析可知：本发明制备的仿生医用防粘连膜为疏水材料，具有优异的防水作用，有助于促进组织的自我修复。
另外，将实施例1-4制备的仿生医用防粘连膜进行细胞抗粘连实验，方法为：实验使用小鼠胚胎细胞NIH/3T3细胞。将不同组的修补片裁剪成合适尺寸放入培养板内，然后用UV灭菌24h。接入细胞悬浮液后，在37℃和5％CO2环境下培养细胞直至表征，基于细胞计数试剂盒方法测量细胞增殖数量。在培养1天、3天和7天后，用100μL CCK-8测试溶液刷新并共同孵育2小时，然后通过酶标仪读取最终溶液在450nm处的吸光度，根据比对标准细胞吸光度得出细胞增殖数量。同样，在培养1天、3天和7天后，用500μL的2mM钙黄绿素和10mM的同二聚乙胺-1(EthD-1)给每个孔混合染色30min，完成后用1mg/ml的DAPI染色五分钟，最后用共聚焦激光扫描显微镜进行观察记录。对照组为空白样。结果如图4以及图5所示，其中，图4为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜以及对照组的细胞抗粘附实验结果示意图；图5为本发明实施例1-4中制备仿生医用防粘连膜以及对照组的细胞抗粘附实验的荧光表征示意图，并由图4以及图5分析可知：在培养1天、3天和7天统计细胞数量和死活细胞分布荧光图，可以明显看出本发明制备的仿生医用防粘连膜相比与空白组、对照组抗细胞粘附能力的增强使得细胞增殖的越来越缓慢，且均具有防粘连作用，从二号仿生医用防粘连膜以及三号仿生医用防粘连膜可以看出，PMPC的浓度以及纺丝条件为优选，在防细胞粘附中表现出更为卓越的防粘连作用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PMPC以及PCL于室温的条件下添加至溶剂中，搅拌制备纺丝液；
将所述纺丝液装载至注射器内，使用铝箔为接收器，调节纺丝装置和接收器间距为16-20cm，施加电压为10-30kv，在第一环境条件下纺丝制备第一膜层，然后在第二环境条件下，纺丝制备第二膜层以及第三膜层，经过干燥、压制处理后得到医用防粘连膜。
2.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，按照质量百分比，所述PMPC占所述纺丝液的1％-15％，所述PMPC平均分子量20kDa。
3.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，按照质量百分比，所述PCL占所述纺丝液的10％-20％，所述PCL平均分子量80kDa。
4.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为六氟异丙醇、二氯甲烷中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速率为500r/min-8000r/nim，所述搅拌的时间为24h。
6.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，所述第一环境条件的相对湿度为40％rh-80％rh。
7.根据权利要求1所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，所述第二环境条件的相对湿度为25％rh-38％rh。
8.根据权利要求7所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，制备第一膜层时的纺丝速度为0.6ml/h，纺丝时间为1h。
9.根据权利要求7所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，制备第二膜层以及第三膜层时的纺丝速度为1.0ml/h。
10.根据权利要求9所述的仿生医用防粘连膜的制备方法，其特征在于，所述压制处理的压力为0.6-0.8MPa，所述压制处理的时间为2min-4min。
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