一种交联抗菌型脱细胞基质材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌型脱细胞基质材料的制备方法。本发明专利技术采用氧化壳聚糖季铵盐交联脱细胞基质材料，利用氧化壳聚糖季铵盐上的多个醛基与脱细胞基质上的活性基团之间形成交联，提高材料的结构稳定性，同时将壳聚糖季铵盐接枝到脱细胞基质材料中，从而赋予脱细胞基质材料优良抗菌抑菌性能。本方法将材料的交联与赋予抗菌性能合二为一，是一种新型的功能性脱细胞基质材料的制备方法，可以广泛应用于生物材料领域。

Method for preparing crosslinked antibacterial acellular matrix material

The invention discloses a method for preparing antibacterial acellular matrix material. The invention adopts the oxidation of quaternary ammonium salt of chitosan crosslinked acellular matrix material by oxidative crosslinking chitosan formed between the active groups of multiple aldehyde and quaternary ammonium salt on the acellular matrix, improve the structural stability of the material, and the quaternary ammonium salt of chitosan grafted onto acellular matrix material, thus giving the acellular matrix material with excellent antibacterial property. The method combines the cross-linking of the material with the antibacterial property, and is a novel method for preparing the functional acellular matrix material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，应用于生物材料领域。
技术介绍
脱细胞基质材料是通过物理、化学和生物的方法处理基质材料，进行脱细胞处理、除去相关的抗原后获得的材料。它除去了天然材料中的细胞成分，保留了基质成分，有效降低了天然材料的免疫原性，同时能够保持基质材料的基本结构和性能（如宏观编织结构、微观孔隙结构、物理机械强度等）。常见的脱细胞基质材料有脱细胞真皮基质、脱细胞角膜基质、羊膜脱细胞基质、猪主动脉脱细胞基质、牛（或猪）心包脱细胞基质、猪小肠黏膜下脱细胞基质、尿道脱细胞基质、脱细胞软骨，可用于皮肤、血管、瓣膜、泌尿道等的修复或组织填充，已广泛应用于医疗领域（张晨，王志军，高景恒. 脱细胞组织基质的研究进展.大连大学学报，2007,28（3）：57-60）。通过交联可以消除或降低免疫原性、改善物理机械性能、提高耐降解能力，更好地满足使用的需要。物理交联法（如热脱氢）由于局限于材料表面且交联度程度低，未能广泛应用。合成交联剂来源广泛，可以通过分子设计的方法获得特定的分子结构，引入多个化学活性基团到交联剂分子中，因而交联高；但合成交联剂（如戊二醛）由于副产物和纯度不足等原因，容易导致交联后的材料生物相容性差。天然产物及其衍生物交联剂（如京尼平），相对生物相容性好，但往往品种较少，制备和纯化成本相对较高，无法大规模产业化应用。近年来，随着科学的进步，以氧化天然多糖类为代表的天然产物衍生物交联剂，成为研究热点。该类交联剂以天然糖类为母体，通过氧化形成多个醛基，从而使糖类具有交联性能。由于多糖生物相容性好，引入到生物材料中后，仍能保证交联后材料的具有良好的生物相容性。例如，将海藻酸盐氧化制备得到的氧化海藻酸钠被用作生物医用材料交联剂，取得了较好的效果（ Hu, Y， Lju, L，Gu ZP， Dan, WH et al. Modification of collagen with a natural derived cross-linker，alginate dialdehyde[J]. CARBOHYDRATE POLYMERS，2014，102: 324-332。）此种交联剂拥有较高的交联度，克服了物理交联程度低的缺点；拥有较好的生物相容性，克服了合成交联剂生物相容性差的缺点。由于多糖类相对价廉易得，制备成本相对较低，因而具有广阔的应用前景，是比较理想的生物交联剂。生物材料在治疗疾病的同时，也存在一些问题。人们发现无论是长期或是短期留置在人体内的生物材料，常会引起各种细菌感染。据报道，美国一年内发生的血管内导管感染病例就有5万至20万例，死亡率高达20%。而且，这些感染一旦发生，即使应用正常剂量上百倍的药物也不能有效治疗，人体自身的免疫系统也不能清除这些细菌。据统计，45%的医院感染与生物材料的使用相关（罗建斌.抗菌生物材料的研究进展[J].高分子通报，2009，3:58-60）。而对于治疗体表创伤、烧伤的生物材料，感染也是最为普遍的并发症之一，它会导致伤口出现大量的渗出液，分解细胞外基质蛋白及多种生长因子，阻碍表皮再生及伤口闭合，从而显著影响康复的进程，甚至有可能导致烧创伤患者死亡（周英，许零.抗菌敷料研究进展. 中华损伤与修复杂志，2012，7（3）：307-310）。可见，无论是应用于体表还是体内的生物材料，具有抗菌抑菌功能是生物材料需要具备的高级功能，生物材料抗菌性能的改善成为保证生物材料使用性能的关键技术之一。目前广泛使用的抗菌材料包括抗生素、金属离子、季铵盐、天然抗菌材料等。抗生素的使用，容易产生抗药性；金属离子（如银）则可能存在细胞易变质、性能不稳定、成本高等多种问题；普通季铵盐拥有良好的广谱抗菌性，但往往生物相容性不佳；天然抗菌材料（如壳聚糖）生物相容性优良，抗菌性能良好，但溶解性较差，限制了其应用。壳聚糖季铵盐是将壳聚糖的氨基转变为季铵盐基团或者接枝低分子季铵盐而得到的产物。它属于聚阳离子化合物，具有良好的水溶性、絮凝性、生物相容性、吸湿保湿性和更好的抗菌性等特点，因此其应用范围相当广泛。（钟婧，洪艳，陈勇.壳聚糖季铵盐的最新研究进展. 中国组织工程研究与临床康复，2008，12（6）：1115-1118）。采用物理共混的方法，将壳聚糖季铵盐加入到生物材料中，能够赋予生物材料以抗菌抑菌功能，是目前普遍采用的方法。然而，壳聚糖季铵盐分子中缺少具有化学反应活性的基团，难以与生物材料形成牢固的共价键结合。物理共混加入的壳聚糖季铵盐容易从生物材料中产生迁移、流失，不能产生长久的抗菌抑菌性能，难以达到预期效果。由上可见，目前的生物材料，一方面需要采用生物相容性优良的交联剂进行交联，同时需要赋予生物材料以良好的抗菌抑菌功能。目前的方法往往只能满足其中之一。能否将交联与抗菌合二为一，在交联的同时，赋予生物材料以抗菌性？我们在长期的生物材料交联研究中，提出了“功能化尺度交联”的新观点：即在交联的同时，赋予生物材料以其它功能。该观点为我们寻找和制备新一代功能型交联剂提供了新思路。采用兼具交联性和抗菌性的交联剂，既可以满足交联的需要，又可以赋予材料以抗菌性能。氧化壳聚糖季铵盐，其母体为壳聚糖，本身具有良好的生物相容性；壳聚糖季铵盐经过选择性氧化后，产生多个化学活泼的醛基，因而能够与生物材料之间形成牢固的交联，提高材料的耐降解能力；同时在生物材料中接入了壳聚糖季铵盐结构，因而具有优良的抗菌抑菌性能，由于交联过程中生成了牢固的共价键，因而有效避免了抗菌剂的迁移和流失，克服了以往方法的缺点。本方法将生物材料的交联与赋予抗菌性能合二为一，同时达到了产生交联效果与赋予抗菌性的双重目的，是一种新型的功能性脱细胞基质材料的制备方法，可以广泛应用于生物材料领域。
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抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，它是由以下技术措施来实现的。一种抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，其特征是：称取100重量份的脱细胞基质材料，在20～65℃下，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，处理10～60min；然后加入1～20重量份的氧化度为1～98%的氧化壳聚糖季铵盐，处理0.5～24.0小时；弃去反应废液，加入200～1000重量份的水，清洗10～30分钟；弃去清洗废液，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，加入0.5～2.0重量份的氨基酸，在20～65℃下，处理0.5～4.0小时；弃去废液，加入200～1000重量份的水，清洗20～60分钟；弃去废液，加入100～300重量份的水，加入0.1～1.0重量份的乳酸或乳酸钠，在20～35℃下，处理30～90分钟，将浴液pH调节至中性；弃去废液，加入200～1000重量份的30～42℃的注射水，清洗1～4h；弃去废液，加入200～1000重量份的30～42℃的注射水，清洗1～4h。根据权利要求1所述的抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，其中所述的氧化壳聚糖季铵盐是指壳聚糖季铵盐经选择性氧化后形成的结构中含有多个醛基的壳聚糖季铵盐。根据权利要求1所述的抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，其中所述的氨基酸，是指甘氨酸、精氨酸、赖氨酸和组氨酸。根据权利要求1所述的抗菌型脱细胞基质材料的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，其特征是：称取100重量份的脱细胞基质材料，在20～65℃下，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，处理10～60min；然后加入1～20重量份的氧化度为1～98%的氧化壳聚糖季铵盐，处理0.5～24.0小时；弃去反应废液，加入200～1000重量份的水，清洗10～30分钟；弃去清洗废液，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，加入0.5～2.0重量份的氨基酸，在20～65℃下，处理0.5～4.0小时；弃去废液，加入200～1000重量份的水，清洗20～60分钟；弃去废液，加入100～300重量份的水，加入0.1～1.0重量份的乳酸或乳酸钠，在20～35℃下，处理30～90分钟，将浴液pH调节至中性；弃去废液，加入200～1000重量份的30～42℃的注射水，清洗1～4h；弃去废液，加入200～1000重量份的30～42℃的注射水，清洗1～4h。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型脱细胞基质材料的制备方法，其特征是：称取100重量份的脱细胞基质材料，在20～65℃下，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，处理10～60min；然后加入1～20重量份的氧化度为1～98%的氧化壳聚糖季铵盐，处理0.5～24.0小时；弃去反应废液，加入200～1000重量份的水，清洗10～30分钟；弃去清洗废液，加入100～1000重量份的pH值为3.0～10.5的缓冲液，加入0.5～2.0重量份的氨基酸，在20～65℃下，处理0.5～4.0小时；弃去废液，加入200～1000重量份的水，清洗20～60分钟；弃去废液，加入100～300重量份的水，加入0.1～1.0重量份的乳酸或乳酸钠，在20～35℃下，处理30～90分钟，将浴液pH调节至中性；弃去废液，加入200～1000重量份的30～42℃的注射水，清洗1～4h...

【专利技术属性】
技术研发人员：但年华，但卫华，陈一宁，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51