CN116688232A - 一种生物干瓣膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：将交联后的生物瓣膜浸泡在无机盐溶液中，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗，最后置于改性海藻酸钠溶液微波处理，得到脱水后的生物瓣膜；将上述脱水后的生物瓣膜进行真空冷冻干燥得到所述生物干瓣膜；所述改性海藻酸钠溶液按照以下方法制得：将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入交联剂搅拌均匀，然后继续搅拌，最后将溶液进行离心除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。本发明得到的生物干瓣膜含水量低，保存时间长。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域，具体而言，涉及一种生物干瓣膜及其制备方法。
背景技术
心脏瓣膜病是我国主要面临的一类心脏病。因生物瓣膜具有良好的生物相容性和耐久性能，不需要长期进行抗凝治疗，使得生物瓣膜的应用逐步提高。
临床上使用的生物瓣膜储存于戊二醛溶液中，戊二醛不仅可以杀灭微生物还具有良好的交联作用，使生物膜结构稳定。同时也存在以下问题：1、醛基使生物瓣膜钙化，影响使用寿命；2、生物瓣膜储存不方便，运输成本高；3、临床使用前需要漂洗，操作繁琐。为了解决这些问题，改变传统使用液体介质储存生物瓣膜的方式，通过化学溶液脱水、物理方式干燥，制备干式生物瓣膜，获得的生物干瓣膜不仅避免生物瓣膜浸泡在戊二醛溶液中产生的问题，还能保持湿式生物瓣膜良好的耐久性，血流动力学。
专利CN115212352A公开了一种生物干瓣膜的制备方法及生物干瓣膜，该方法为两步脱水法，包括：首次脱水步骤，将交联后的生物瓣膜浸泡在高渗透溶液中浸泡脱去部分自由水得到首次脱水生物瓣膜；二次脱水步骤，将首次脱水生物瓣膜在真空中冷冻干燥以脱去剩余自由水得到所述生物干瓣膜。该方法中主要使用糖类作为高渗透液，但是由于使用的为单糖、二聚糖和/或糖醇；和生物多糖的混合液，这样容易使其中的糖类物质附着在生物瓣膜的表面，虽然糖类物质对人体无害，但是他容易滋生细菌的繁殖，从而使得生物瓣膜保存时间不够长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种生物干瓣膜及其制备方法。本发明的方法简单、脱水效果好。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明的一个方面提供了一种生物干瓣膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将交联后的生物瓣膜浸泡在浓度为60-80wt％的无机盐溶液中，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为50-70wt％的改性海藻酸钠溶液微波处理，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜进行真空冷冻干燥得到所述生物干瓣膜；
所述改性海藻酸钠溶液按照以下方法制得：
将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到50-60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入交联剂搅拌均匀，然后在20-40℃下搅拌6-10h，最后将溶液进行离心除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。
进一步地，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁中的任一种。
进一步地，所述浸泡时间为24-30h。
进一步地，所述微波处理条件为：频率500-800MHz，时间60-90s。
进一步地，所述真空冷冻干燥条件为：-30～-20℃，时间10-12h。
进一步地，所述海藻酸钠分子量为200kDa～500kD。
进一步地，所述海藻酸钠、苯胺基乙酸、交联剂按照质量比1:0.03-0.06:0.2-0.6加入。
进一步地，所述交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯中的任一种。
进一步地，所述离心条件为：3000-4000rpm，时间1-3min。
进一步地，所述生物瓣膜包括牛、猪、马、驴和羊的心包膜、真皮和血管中的一种或几种。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明通过三步脱水法进行生物瓣膜的脱水处理，其脱水效果更好，得到的生物干瓣膜保存时间更长。本发明首先将生物瓣膜置于高浓度的无机盐溶液中进行长时间浸泡除去生物瓣膜中的自由水，在进行一次脱水后，用去离子水快速洗涤，一方面能够除去生物瓣膜表面残留的离子，另一方面快速洗涤能够避免去离子水结合到生物瓣膜中影响脱水效果；其次，经一次脱水后的生物瓣膜置于改性海藻酸钠溶液中微波处理，改性海藻酸钠相比于海藻酸钠或者其他糖类物质其对水的吸附性能更好，并且能够将生物瓣膜中的结合水脱去，通过对其机理进行研究可发现，海藻酸钠溶液与苯胺基乙酸在比较温和的条件下混合能够将其中亲水基团胺基和羧基结合到海藻酸钠分子链中增加海藻酸钠的亲水性，由于苯胺基乙酸常温下不溶于水，因此将反应温度设为50-60℃能够提高苯胺基乙酸的溶解性促进反应的发生，最后再交联剂的作用下将海藻酸钠分子链之间相互键合成为三维网状结构，这种三维网状结构能够容纳更多的水分子，从而使得改性后的海藻酸钠结合水的能力更强。最后通过冷冻干燥得到所述的生物干瓣膜。根据本发明的方法得到的生物干瓣膜保存时间长，便于运输，临床使用前不需漂洗，置于生理盐水中水合即可使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到50℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入乙二醇二甲基丙烯酸酯搅拌均匀，然后在30℃下搅拌8h，最后将溶液在4000rpm下进行离心2min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯按照质量比1:0.05:0.4加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为70wt％的氯化钠溶液中27h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为60wt％的改性海藻酸钠溶液在700MHz下微波处理80s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-25℃下进行真空冷冻干燥11h得到所述生物干瓣膜。
实施例2
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入二甘醇二丙烯酸酯搅拌均匀，然后在20℃下搅拌10h，最后将溶液在4000rpm下进行离心2min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、二甘醇二丙烯酸酯按照质量比1:0.03:0.6加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为80wt％的氯化钠溶液中24h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为50wt％的改性海藻酸钠溶液在800MHz下微波处理70s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-25℃下进行真空冷冻干燥11h得到所述生物干瓣膜。
实施例3
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到50℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入甲基丙烯酸烯丙基酯搅拌均匀，然后在40℃下搅拌12h，最后将溶液在3000rpm下进行离心2min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、甲基丙烯酸烯丙基酯按照质量比1:0.06:0.2加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为60wt％的氯化镁溶液中30h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为70wt％的改性海藻酸钠溶液在500MHz下微波处理90s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-30℃下进行真空冷冻干燥12h得到所述生物干瓣膜。
实施例4
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯搅拌均匀，然后在30℃下搅拌12h，最后将溶液在3000rpm下进行离心3min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照质量比1:0.04:0.3加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为70wt％的氯化钙溶液中26h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为70wt％的改性海藻酸钠溶液在600MHz下微波处理70s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-20℃下进行真空冷冻干燥10h得到所述生物干瓣膜。
实施例5
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入丁二醇二丙烯酸酯搅拌均匀，然后在20℃下搅拌6h，最后将溶液在4000rpm下进行离心1min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、丁二醇二丙烯酸酯按照质量比1:0.05:0.5加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为80wt％的氯化钾溶液中28h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为60wt％的改性海藻酸钠溶液在600MHz下微波处理60s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-30℃下进行真空冷冻干燥12h得到所述生物干瓣膜。
实施例6
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备改性海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入丁二醇二甲基丙烯酸酯搅拌均匀，然后在40℃下搅拌6h，最后将溶液在3000rpm下进行离心3min除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠、苯胺基乙酸、丁二醇二甲基丙烯酸酯按照质量比1:0.05:0.4加入。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为60wt％的氯化钠溶液中24h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为50wt％的改性海藻酸钠溶液在700MHz下微波处理70s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-25℃下进行真空冷冻干燥10h得到所述生物干瓣膜。
对比实施例1
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
制备海藻酸钠溶液：将海藻酸钠(分子量为200kDa～500kD)溶于水中得到海藻酸钠溶液。其中，海藻酸钠的加入量与实施例1中一致。
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为70wt％的氯化钠溶液中27h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为60wt％的海藻酸钠溶液在700MHz下微波处理80s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-25℃下进行真空冷冻干燥11h得到所述生物干瓣膜。
对比实施例2
一种生物干瓣膜的制备方法，包括以下步骤：
将交联后的生物瓣膜(猪心包)浸泡在浓度为70wt％的氯化钠溶液中27h，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜在-25℃下进行真空冷冻干燥11h得到所述生物干瓣膜。
试验例1瓣膜材料的理化性能检测
实验对象：实施例1-6及对比实施例1-2
实验方法：
1、分别测量交联后生物瓣膜、脱水干燥后的生物干瓣膜以及水合后的生物瓣膜(瓣膜：生理盐水(体积比)＝1：100，将干瓣完全浸没5分钟)的拉伸最大力和断裂力。根据现有常规方法采用万能力学实验机进行拉伸测试(如表1)，拉伸速率25mm/min，拉伸直至试样反生断裂(如表2)。
表1拉伸强度检测数据(MPa)
表2断裂伸长率检测数据(％)
由表1和2可知，交联后的生物瓣膜经脱水干燥后，其拉伸强度和断裂伸长率均有不同程度的下降，但对比实施例1和2制备的生物干瓣膜下降的幅度更大，如拉伸强度和断裂伸长率。由表1和2可发现，本发明的生物干瓣膜水合后生物瓣膜的拉伸强度、断裂伸长率检测数据均优于对比实施例1和2，这表明脱水后的生物瓣膜水合后机械强度效果更显著。由上可知，使用本发明的方法得到的生物干瓣膜性能保持良好。
2、水分检测
将生物干瓣膜密封一段时间后，测试其水分含量(％)，采用分析天平称量得到W1，放置电热恒温鼓风干燥箱80℃烘干24小时，冷却至室温恒重后，再次称量得到W2。计算含水量，如表3所示。
含水量％＝(W1-W2)/W1×100％
表3含水量检测
| 密封时间(月) | 0 | 6 | 12 | 18 | 24 |
| 实施例1 | 25.3 | 25.8 | 25.7 | 26.4 | 26.7 |
| 实施例2 | 25.2 | 25.5 | 25.6 | 25.9 | 26.8 |
| 实施例3 | 25.2 | 25.4 | 25.6 | 25.8 | 26.6 |
| 实施例4 | 25.4 | 25.7 | 25.9 | 26.3 | 26.7 |
| 实施例5 | 25.3 | 25.7 | 25.7 | 26.2 | 26.8 |
| 实施例6 | 25.3 | 25.6 | 25.7 | 26.4 | 26.9 |
| 对比实施例1 | 35.3 | 36.7 | 37.9 | 38.9 | 40.3 |
| 对比实施例2 | 38.7 | 39.4 | 40.2 | 40.9 | 41.8 |
由表3的结果可以看出，在0个月，即根据不同方法得到的生物干瓣膜，与对比实施例1-2相比，本发明实施例1-6得到的生物干瓣膜其含水量明显更低，同时，在对6-24个月中的含水量检测中发现，本发明得到的生物干瓣膜保存时间更久，含水量更稳定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将交联后的生物瓣膜浸泡在浓度为60-80wt%的无机盐溶液中，浸泡完毕后取出，用去离子水冲洗3-6s，最后置于浓度为50-70wt%的改性海藻酸钠溶液微波处理，得到脱水后的生物瓣膜；
将上述脱水后的生物瓣膜进行真空冷冻干燥得到所述生物干瓣膜；
所述改性海藻酸钠溶液按照以下方法制得：
将海藻酸钠溶于水中得到海藻酸钠溶液，然后将溶液加热到50-60℃后边搅拌边加入苯胺基乙酸，加入完毕后待溶液冷却至室温后加入交联剂搅拌均匀，然后在20-40℃下搅拌6-10h，最后将溶液进行离心除去沉淀，得到改性海藻酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁中的任一种。
3.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述浸泡时间为24-30h。
4.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述微波处理条件为：频率500-800MHz，时间60-90s。
5.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥条件为：-30~-20℃，时间10-12h。
6.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠分子量为200kDa～500kD。
7.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠、苯胺基乙酸、交联剂按照质量比1:0.03-0.06:0.2-0.6加入。
8.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、氰脲酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯中的任一种。
9.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述离心条件为：3000-4000rpm，时间1-3min。
10.根据权利要求1所述的生物干瓣膜的制备方法，其特征在于，所述生物瓣膜包括牛、猪、马、驴和羊的心包膜、真皮和血管中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310923130.1A CN116688232A (zh) | 2023-07-26 | 2023-07-26 | 一种生物干瓣膜及其制备方法 |
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Publications (1)
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