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一种生物医用材料及其制备方法和用途技术

技术编号:677213 阅读:187 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种生物医用材料,其特征在于它主要是由下列重量份的原料制成:    皮胶原蛋白或皮明胶,分子量为6.0×10↑[4]~2.5×10↑[5],有效物含量为8~10%,    30~70份    葡甘聚糖,纯度>95%,  20~40份    硫酸软骨素,  0~40份    壳聚糖,脱乙酰度为85%~95%,  0~40份    其中硫酸软骨素和壳聚糖不能同时为零。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物医用材料及其制备方法和用途,属于生物医学材料领域。
技术介绍
医用生物材料在临床治疗和医学科学研究中具有十分重要的地位,尤其是在组织工程研究和应用中起着非常重要的作用,它是组织工程实现产业化的关键。目前已开发的医用生物材料主要有两大类,一是化学合成的,主要以聚乳酸(PLA)和聚羟基乙酸(PGA)为主,这些材料在生物相容性、降解速度等方面尚有许多问题未得到解决,其致命的缺陷是会引起材料周围的组织产生无菌炎症。毕红等人以合成新的材料α-羟基酸和α-氨基酸的共聚物“新型组织工程支架材料”《生物学杂志》,2001,18(1)来解决此不足。二是以天然生物材料,如胶原蛋白、壳聚糖、硅藻酸钠等改性的生物材料用作创伤敷料、止血海绵(纤维)等,这些材料虽有临床应用,但因所用原料来源短缺,胶原提取率低,目标产物价格高,降解速度过快,不适宜作组织工程支架材料,且无规模化生产。国内外有关基于胶原改性的生物材料的研究报道表明,大量的研究工作主要集中在天然真皮替代物和人工真皮的研制方面,主要的代表性产品有人工皮肤、止血海绵和医用胶原膜。这些材料除上述来源短缺、价格昂贵外,用作组织工程材料仍有一系列亟待解决的问题,如(1)力学性能差。在含水条件下难以塑形,不利于人体内部器官的重建;(2)体外及新生组织细胞产生的胶原酶极易将其降解。材料在体内降解吸收过快,使得材料不能与体内的组织细胞生长、繁殖的速度相匹配;(3)为提高胶原的力学性质和降低其在体内的降解吸收速度,使用戊二醛对胶原进行交联,形成网状交联的大分子。但戊二醛的用量较难控制,过量时易引起目标材料发黄,产生毒性,不利于组织细胞的培养生长;量少时则又达不到改进胶原性能缺陷的目的。(4)有专家指出,目前人工皮肤尽管已经应用于临床,但仍然没有完整皮肤的功能。最大的问题是胶原凝胶的收缩,不能抵抗胶原酶的消化,抗感染能力差。为了解决上述问题,一般采取在胶原分散溶液中加入壳聚糖或选择无毒性的交联剂,调节其用量,使胶原大分子交联成网状结构。如杨君,肖仕初等人报道的“海绵状胶原膜真皮替代物的研制及实验研究”《中华烧伤杂志》,2002,18(1),用0.1%的醋酸提取胶原,在胶原中加入进口(美国产)硫酸软骨素,再用0.25%的戊二醛交联。邹海燕等人报道的“bFGF胶原海绵的制备及其组织相容性评价”《生物医学工程与临床》,2003,1,以猪筋腱为原料,用0.5mol/l醋酸和胃蛋白酶提取胶原,再与其他材料复合。刘晋宇等人报道的“组织工程化人工复合皮肤的构建”《中国修复重建外科杂志》,2001,15(4),以牛肌腱提取的胶原制成膜再用戊二醛交联。也有在胶原中加入高亲水性的合成生物材料,胶原在体内降解后,合成材料可以与生长的组织细胞相容和维持原有的形态和塑形,以提高目标材料的抗降解性能。这些方法仍未解决原料来源短缺、价格昂贵和用戊二醛交联的不足,以及合成材料带来的负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种生物医用材料及其制备方法和用途,其特点是将皮胶原蛋白或皮明胶与魔芋葡甘聚糖和硫酸软骨素或壳聚糖经共混改性制成具有独特效果的生物医用材料。本专利技术选用同是天然生物多糖的葡甘聚糖、壳聚糖和硫酸软骨素改性皮胶原。本专利技术者发现这些天然多糖均有生物可降解性,降解产物易被组织吸收,无毒副作用,尤其在一定条件下它们均属聚电解质化合物,因此,通过改变它们之间的配比和环境条件(如温度、pH值等)就能显著改变它们之间的聚集态形式和交联方式,由此改变它们的物理力学、生物学特性。实践证明,在皮胶原蛋白溶液中,加入少量的葡甘聚糖和硫酸软骨素或壳聚糖,能显著改善胶原蛋白的综合性能。本专利技术的目的由以下技术措施实现,其中所述原料分数除特殊说明外,均为重量分数。1.生物医用材料的配方组分为皮胶原蛋白或皮明胶,分子量为6.0×104~2.5×105,有效物含量8~10%,30~70份葡甘聚糖,纯度≥95%, 20~40份硫酸软骨素,0~40份壳聚糖,脱乙酰度为85%~95%,0~40份其中硫酸软骨素和壳聚糖不能同时为零。2.生物医用材料制备方法(1)胶原蛋白或明胶的制备取小猪皮或小牛皮100份放入容器中,用去离子水洗净,加1~2倍去离子水,升温到40~45℃,加入纯碱0.5~2.0份、食用油脂清洗剂2份、AS1.398或2709蛋白酶0.2~0.4份、脂肪酶0.1~0.4份,保温搅拌60~90分钟,祛除毛、表皮和油脂等,再用去离子水洗净;将上述处理后的皮绞粹或捣成浆,取皮浆100份,加1~2倍去离子水,加温到80~90℃,升温60~90分钟,降温至40~45℃,调节PH值到6.5~7.0,加入蛋白酶0.1~0.3份,保温搅拌3~9小时,加热到60~75℃,保温60~120分钟,降温到45~55℃,离心过滤,将清液减压浓缩至有效物含量8~10%,测得分子量为6.0×104~2.5×105,低温保存备用;(2)葡甘聚糖的制备取魔芋精粉50g,用50%乙醇洗3次,每次洗涤均在搅拌下进行30~40分钟,自然干燥后,加无水乙醚/乙醇=2/1体积比的混合液浸泡,在温度35~45℃下搅拌脱脂3~6小时,用适量蒸馏水稀释,用离心机分离20~30分钟,上层清液依次用40%、60%、80%、95%乙醇沉淀,无水乙醇洗涤,冷冻干燥,制得的葡甘聚糖含量≥95%,将制得的葡甘聚糖配成浓度为1.0~1.5%的水溶液备用;(3)硫酸软骨素的配制将市售硫酸软骨素用去离子水配成3~6%的溶液备用;(4)壳聚糖的配制将市售医用或食用壳聚糖,脱乙酰度为85%~95%,用1.5~2.0%的醋酸水溶液配成2.5~3.0%的溶液备用;(5)生物医用材料的制备取皮胶原蛋白或皮明胶30~70份,葡甘聚糖20~40份,硫酸软骨素0~40份和/或壳聚糖0~40份加入容器中,在温度25~45℃搅拌70~100分钟,将搅拌均匀的改性复合物于温度40~50℃下减压脱泡90~150分钟,再将脱泡后的改性复合物注入模具中,在温度20~60℃干燥,制成厚度为0.05~1.0mm的薄膜,待膜干燥后,移入浓度为0.02~0.3%的碱水溶液中浸泡20~30分钟,移出、放入去离子水中洗涤至水的pH值为7.0~7.5,自然干燥或在温度40~60℃热风干燥,分割包装,并在常温下经10~15KGy剂量辐照灭菌处理,获得薄膜产品;或者将脱泡后的改性复合物注入模具中,在温度-75~-40℃下冷冻干燥制成厚度为1.0~3.0mm的海绵状多孔膜,再按前述方法进行碱处理,水洗干燥,辐照灭菌处理,获得海绵状、多孔医用膜产品。碱处理中所用的碱为NaOH、KOH、NaCO3、Ca(OH)2、NaAc、Na3PO4、和/或K3PO4中的至少一种。生物医用材料的性能1.有极好的生物相容性、血液相容性和细胞相容性种子细胞诸如内皮细胞、成纤维细胞等均可在这种材料上正常生长、繁殖和铺展,内皮细胞在其上的繁殖比无细胞猪真皮高3倍,比对照样(聚苯乙烯培养板)高6倍,同时具有很好的血液相容性,因而可作为组织工程支架材料;2.有良好的透气性、透水汽性和粘附性通过调整共混的组分及比例,适当改变成膜条件,可制成治疗创伤的敷料,动物实验表明贴敷共混膜的创伤伤口不易感染,无炎热红肿现象,创口愈合快本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王坤余王碧
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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