CZ2017421A3 - Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem - Google Patents

Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem Download PDF

Info

Publication number
CZ2017421A3
CZ2017421A3 CZ2017-421A CZ2017421A CZ2017421A3 CZ 2017421 A3 CZ2017421 A3 CZ 2017421A3 CZ 2017421 A CZ2017421 A CZ 2017421A CZ 2017421 A3 CZ2017421 A3 CZ 2017421A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
solution
collagen
chitosan
membrane
crosslinked
Prior art date
Application number
CZ2017-421A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307544B6 (cs
Inventor
Jaswant Shah Rushita
Petr Sáha
Pavel StodĹŻlka
Original Assignee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
GEMINI oÄŤnĂ­ klinika a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, GEMINI oÄŤnĂ­ klinika a.s. filed Critical Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority to CZ2017-421A priority Critical patent/CZ307544B6/cs
Priority to EP18773924.8A priority patent/EP3664857B1/en
Priority to PCT/CZ2018/050039 priority patent/WO2019015704A1/en
Publication of CZ2017421A3 publication Critical patent/CZ2017421A3/cs
Publication of CZ307544B6 publication Critical patent/CZ307544B6/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/26Mixtures of macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/20Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/22Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24Collagen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • A61L31/041Mixtures of macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • A61L31/042Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • A61L31/043Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof
    • A61L31/044Collagen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/16Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of eye parts, e.g. intraocular lens, cornea

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Způsob výroby dvoustupňové síťované biopolymerní membrány pro opravy očního traumatu spočívá v tom, že se připraví směsný roztok biopolymerů kolagenu a chitosanu, k němu se po kapkách přidá roztok primárního síťovacího činidla ze skupiny taninů a litím roztoku na plochou podložku a následným vysušením se vytvoří tenká primárně síťovaná chitosan-kolagenová membrána o tloušťce po vysušení 5 až 10 μm. Ta se pak ve druhém stupni síťuje působením roztoku genipinu jako sekundárního síťovacího činidla.

Description

Způsob výroby dvoustupňové síťované biopolymemí membrány a biopolymemí membrána zhotovená tímto způsobem
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby dvoustupňové síťované biopolymemí membrány a biopolymemí membrána zhotovená tímto způsobem, která je určena pro opravy očního traumatu, zejména pak opravy traumatu rohovky.
Dosavadní stav techniky
Oční onemocnění a poranění postihují miliony lidí po celém světě. Ve většině případů se jedná o onemocnění či zranění postihující rohovku. V posledních letech se věnuje pozornost technickým biopolymerům trojrozměrné architektury k vytvoření nosných struktur pro tkáňové inženýrství. Biointeraktivní nosné struktury získávají význam v regeneračních lécích, protože napodobují extracelulámí matrice (ECM) těla. Široká škála připravených biomateriálů sestává z hybridů přírodních a syntetických polymerů. Tím napodobují složky extracelulámí matrice. Tyto biomimetické materiály (materiály napodobující přírodní materiály a struktury) jsou vyráběny ve formě hydrogelů, membrán, sítí a dalších struktur.
Bylo představeno několik konkrétních biomateriálů připravených z biopolymerů, síťovaných přírodními síťovacími činidly vhodných pro oční terapii a opravu tkáně. Chitosan, deacetylovaná forma chitinu, je v současné době často využívána v různých lékařských a farmaceutických aplikacích, protože má dobrou biologickou kompatibilitu, inertnost a schopnost vytvářet film, Je to materiál sterilizovatelný, netoxický a biologicky odbouratelný.
Kolagenová matrice je úspěšným resorbovatelným biomateriálem používaným ve tkáňovém inženýrství, protože vykazuje dobré hemostatické vlastnosti, nízkou antigenitu (schopnost vyvolat reakci imunitního systému) a náchylnost ke vzniku zánětlivých reakcí.
Rostlinné polyfenoly, jako je kyselina tříslová, jsou kategorizovány jako stahující, antioxidační, antimikrobiální, antivirová a protizánětlivá činidla a slouží rovněž jako síťovací činidlo pro membrány na bázi kolagenu.
Genipin získaný z přírodního zdroje Gardenia jasminoides Ellis slouží jako účinné síťovací činidlo v polymerech s aminoskupinou.
Pokud jde o konkrétní aplikace v oční terapii - výzkumníci (J. Jeremy Chae a kol., 2015) rekonstruovali rohovkový epitel pomocí kolagenové membrány, která je nezbytná pro ~2~
proces hojení. Jednalo se o kolagen typu I přinášející prospěšnou migraci epiteliálních buněk a správnou diferenciaci, při čemž celá studie byla provedena na králících.
Rovněž byla provedena in vivo studie biokompatibility membrány na bázi chitosanu síťovaného genipinem na přední komoře očí králíků (Jui-Yang Lai, 2012).
Materiálu připraveného zesíťováním biologických látek, jako je kolagen a chitosan přírodním síťovacím činidlem genipinem se týká patent
1138. Tento biopolymemí materiál je určen pro použití v obvazech na rány nebo jako adhezivum, Předmětem dalšího patentu US 8τ>42υ88 je směsná matrice chitosanu a taninu určená pro dávkování léků, antibakteriální a/nebo antifungální aplikace, tkáňové inženýrství, a aplikace při hojení ran.
Patentová přihláška . US 201^142200 popisuje dvostupňově síťované kolagenové materiály pro použití v oftalmologii, zejména při keratoprotetických implantacích. K síťování se zde používají chemická (syntetická) síťovací činidla -(1 -ethyl-3 (3-dimethylaminopropyl) karbodiimid (EDC) jako primární síťovací činidlo a N-hydroxysukcinimid (NHS) jako sekundární síťovací činidlo.
Až dosud ale neexistuje řešení, které by vedlo k vytvoření tenké polymemí membrány na bázi biopolymemího materiálu dvoustupňové síťovaného přírodními síťovacími činidly,použitelné pro opravy očního traumatu, zejména pak opravy traumatu rohovky např. dočasný implantát k opravě poškozené rohovky nebo implantát ke korekci nepravidelnosti v přední vrstvě rohovky v důsledku některého z onemocnění rohovky.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedeného nedostatku přispívá způsob výroby dvoustupňové síťované biopolymemí membrány pro opravy očního traumatu podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se připraví směsný roztok biopolymerů kolagenu a chitosanu, k němu se po kapkách přidá roztok primárního síťovacího činidla ze skupiny taninů a litím roztoku na plochou podložku a následným vysušením se vytvoří tenká primárně síťovaná chitosankolagenová membrána o tloušťce po vysušení 5 až 10 pm. Ta se pak ve druhém stupni síťuje působením roztoku genipinu jako sekundárního síťovacího činidla.
Jako směsný roztok biopolymerů kolagenu a chitosanu se použije s výhodou roztok v kyselině octové o celkové koncentraci směsi biopolymerů 0.5 až 2 % hmotnostních a hmotnostním poměru kolagenu a chitosanu 20:80 až 30:70.
~3~
Jako síťovacím činidlo ze skupiny taninů se s výhodou použije kyselina taninová (tříslová). Konkrétně se jedná především o roztok kyseliny taninové v demineralizované vodě o koncentraci 0^5 až 3 % hmotnostních.
Jako roztok sekundármího síťovacího činidla se použije s výhodou roztok genipinu v dimethylsulphoxidu (DMSO) o koncentraci 0^.25 až 0^5 % hmotnostních s fosfátovým pufrem.
Využití směsi biopolymerů kolagenu a chitosanu a kombinace dvou přírodních síťovacích činidel představuje nový způsob, jak vyrobit biomateriál s prespektivní aplikací v oftalmologii. Při tomt
výroby dvoustupňové síťované membrány se primárně vytvoří působením kyseliny taninové vodíková vazba a následně pak ve druhém stupni proběhne kovalentní zesíťování mezi aminoskupinami biopolymerů a sekundárním síťovacím činidlem genipinem. Celý proces se provádí při pokojové teplotě (25 až 28 °[C) může proběhnout v rozmezí 48 až 72 hodin. Jedná se o nově formulovaný proces k získání netransparentní, tmavě zbarvené membránové fólie, která se použije na okrajovou oblast očí během operace oka.
Objas není u.
přehled obrázků.na/vykres»eh<
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložené výkresy, kde představuje obr. 1 - SEM mikroskopické snímky (a) - kolagen-chitosanové membrány, (b) - kolagenchitosanové membrány síťované kyselinou taninovou, (c) - kolagen-chitosanové membrány dvoustupňové síťované kyselinou taninovou a genipinem;
obr. 2 - FTIR spekrum kolagen-chitosanové membrány síťované kyselinou taninovou (Chi:Col:TA), kolagen-chitosanové membrány dvoustupňové síťované kyselinou taninovou a genipinem (Chi:Col:TA:Gp).
y
Příklad*uskutečněm vynálezu
Připraví se směsný roztok biopolymerů kolagenu a chitosanu v kyselině octové (1 J%W) 0 celkové koncentraci směsi biopolymerů 0^5 až 2 % hmotnostních a hmotnostním poměru kolagenu a chitosanu 25:75. K tomuto roztoku se za stálého magnetického míchání a přidá po kapkách roztok primárního síťovacího činidla - kyseliny taninové v demineralizované vodě o koncentraci 0r5 až 3 % hmotnostních.
Poté se litím roztoku na plochou podložku - polystyrénovou desku a vysušením vytvoří tenká primárně síťovaná chitosan-kolagenová membrána o tloušťce po vysušení 5 až ~4~
IO gm s propustností 42 až 48% (při vlnové délce ve vizuálním rozsahu: 400 až 700jun). Získaný film membrány zůstává porézní.
Membrána připravená v prvním stupni se pak ve |^( druhém stupni síťuje působením sekundárního síťovacího činidla - roztoku genipinu v dimethylsulphoxidu (DMSO) o koncentraci 0^25 až 0^5 % hmotnostních s fosfátovým pufrem. '
Po úspěšném zesíťování vykazují sítě obsahující genipin vysoký stupeň autofluorescence, která membráně dodává tmavě zelenožlutou barvu. Tlouštíka výsledné membrány se pohybuje v rozmezí 8 až 10 pm společně a její propustnost (při vlnové délce kolem 650 nm) je alespoň 15%. I v její trojrozměrné struktuře přetrvává pórovitost.

Claims (3)

  1. 1. Způsob výroby dvoustupňové síťované biopolymemí membrány pro opravy očního traumatu, zejména pak opravy traumatu rohovky, vyznačující se tím, že se připraví směsný roztok biopolymerů kolagenu a chitosanu v kyselině octové o celkové koncentraci směsi biopolymerů 0,5 až 2 % hmotnostních a hmotnostním poměru kolagenu a chitosanu 20:80 až 3 0:70, k tomuto roztoku se po kapkách přidá roztok primárního síťovacího činidla ze skupiny taninů v demineralizované vodě o koncentraci 0,5 až 3 % hmotnostních a litím takto vzniklé směsi roztoků na plochou podložku a následným vysušením se vytvoří tenká primárně síťovaná chitosan-kolagenová membrána o tloušťce po vysušení 5 až 10 pm, která se pak ve druhém stupni síťuje působením roztoku genipinu jako sekundárního síťovacího činidla s tím, že tímto roztokem je roztok genipinu v dimethylsulpKoxidu o koncentraci 0,25 až 0,5 % hmotnostních s fosfátovým pufrem.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako síťovací činidlo ze skupiny taninů se použije kyselina taninová (tříslova .
  3. 3. Biopolymemí membrána zhotovená způsobem podle nároku 1.
CZ2017-421A 2017-07-20 2017-07-20 Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem CZ307544B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-421A CZ307544B6 (cs) 2017-07-20 2017-07-20 Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem
EP18773924.8A EP3664857B1 (en) 2017-07-20 2018-07-17 A process for producing a two-stage crosslinked biopolymer membrane and a biopolymer membrane made in this process
PCT/CZ2018/050039 WO2019015704A1 (en) 2017-07-20 2018-07-17 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A BIOPOLYMER BIOPOLYMER MEMBRANE IN TWO STEPS AND A BIOPOLYMER MEMBRANE MANUFACTURED THEREFOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-421A CZ307544B6 (cs) 2017-07-20 2017-07-20 Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2017421A3 true CZ2017421A3 (cs) 2018-11-21
CZ307544B6 CZ307544B6 (cs) 2018-11-21

Family

ID=63682946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-421A CZ307544B6 (cs) 2017-07-20 2017-07-20 Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3664857B1 (cs)
CZ (1) CZ307544B6 (cs)
WO (1) WO2019015704A1 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112870444A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 上海翰凌医疗器械有限公司 一种改性生物组织材料及其制备方法
CN113045786B (zh) * 2021-04-02 2022-11-08 广西大学 多功能自契合膜及其快速定位成膜的方法和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6624138B1 (en) * 2001-09-27 2003-09-23 Gp Medical Drug-loaded biological material chemically treated with genipin
US8642088B2 (en) * 2009-09-04 2014-02-04 Wisconsin Alumni Research Foundation Tannin-chitosan composites
US20140142200A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 Eyegenix LLC Keratoprosthesis
CZ2012932A3 (cs) * 2012-12-19 2013-12-04 C2P S.R.O. Prípravek pro postupné uvolnování kyseliny nikotinové a/nebo nikotinamidu
CZ307301B6 (cs) * 2013-12-17 2018-05-23 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Kompaktní útvar kompozitního charakteru a způsob jeho přípravy
CZ20131035A3 (cs) * 2013-12-19 2015-07-01 C2P S.R.O. Hydrogel k zevnímu ošetření sliznic
CN105034369A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 青岛尤尼科技有限公司 三维角膜基质支架材料及三维角膜基质支架的构建方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3664857B1 (en) 2022-12-21
WO2019015704A1 (en) 2019-01-24
EP3664857A1 (en) 2020-06-17
CZ307544B6 (cs) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Carboxymethyl chitosan/gelatin/hyaluronic acid blended-membranes as epithelia transplanting scaffold for corneal wound healing
Duan et al. Dendrimer crosslinked collagen as a corneal tissue engineering scaffold: mechanical properties and corneal epithelial cell interactions
Lai Biocompatibility of chemically cross-linked gelatin hydrogels for ophthalmic use
Liu et al. Recombinant human collagen for tissue engineered corneal substitutes
JP5661722B2 (ja) 眼用デバイス及びその製造方法
Oelker et al. Synthesis and characterization of dendron cross-linked PEG hydrogels as corneal adhesives
CN104958783B (zh) 一种天然多糖基水凝胶及制备和在眼结膜修复中的应用
CN104812419B (zh) 选择性可聚合组合物及其活体内使用方法
JP2019512283A (ja) 角膜修復のための生体接着剤
Wang et al. Ductility and porosity of silk fibroin films by blending with glycerol/polyethylene glycol and adjusting the drying temperature
Long et al. Collagen–hydroxypropyl methylcellulose membranes for corneal regeneration
Lei et al. Electrical signal initiates kinetic assembly of collagen to construct optically transparent and geometry customized artificial cornea substitutes
Sun et al. Construction and evaluation of collagen-based corneal grafts using polycaprolactone to improve tension stress
US20170087274A1 (en) Silica-based composite ocular device and methods
Liu et al. A collagen film with micro-rough surface can promote the corneal epithelization process for corneal repair
Lai Hyaluronic acid concentration-mediated changes in structure and function of porous carriers for corneal endothelial cell sheet delivery
Nizam et al. Injectable gelatin–palmitoyl–GDPH hydrogels as bioinks for future cutaneous regeneration: physicochemical characterization and cytotoxicity assessment
CZ2017421A3 (cs) Způsob výroby dvoustupňově síťované biopolymerní membrány a biopolymerní membrána zhotovená tímto způsobem
Li et al. Synthetic crosslinker based on amino–yne click to enhance the suture tension of collagen-based corneal repair materials
US20110256185A1 (en) Reinforced tissue shields
WO2023034550A1 (en) Functionalized, decellularized corneal extracellular matrix hydrogels for ocular tissue treatment
Fang et al. Potential of an Amphiphilic Artificial Corneal Endothelial Layer as a Replacement Option for Damaged Corneal Endothelium
Romo-Valera et al. In Vitro Evaluation of Gelatin-Based Hydrogels as Potential Fillers for Corneal Wounds
Hamzah et al. Surface entrapment of collagen on single layer polylactic acid film containing sustainable drug delivery properties for corneal tissue engineering application
KR20230022392A (ko) 유무기 복합 하이드로겔 제조용 조성물 및 이를 포함하는 유무기 복합 하이드로겔 제조용 키트