用于无血管环境和角膜植入物的上皮化微孔生物材料制造技术

提供一种适用于无血管环境中的手术植入的微孔生物复合物。该微孔生物复合物包括(1)厚度小于约100μm的聚合物支架，其具有延伸到聚合物支架的至少一个表面的结点结构，和(2)在聚合物支架上的亲水性涂层。在一些实施方式中，多孔支架是具有结点结构的微孔生物材料，该结点结构从微孔生物材料的第一表面延伸至其第二表面。亲水性涂层可以是结点和原纤维涂层。微孔生物复合物允许上皮细胞在其表面上的整合和持续的活力以及生物材料与其他细胞类型(例如角膜基质细胞和成纤维细胞)的组织整合和内部定植。在至少一个实施方式中，可以将微孔生物复合物结合到人工角膜植入物中或其他无血管的介观植入物中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无血管环境和角膜植入物的上皮化微孔生物材料
本公开总体上涉及生物材料，更具体地，涉及微孔生物复合物，其适合于在无血管环境中进行外科手术植入并且能够在无血管环境中直接在微孔生物复合物的表面上形成稳定的生物界面并持续上皮化。
技术介绍
角膜通常将光折射并聚焦到视网膜上，并作为眼睛眼内成分的保护屏障。角膜易患多种疾病，遗传疾病和外伤，这些疾病和外伤可能导致原本对视网膜是光学透明窗口的角膜变得不透明。尽管存在外科手术程序，可以用从供体眼中获取的活组织角膜代替受损或患病的角膜，但可能无法获得供体角膜，受损眼的潜在状况可能导致供体角膜衰竭或排斥，和/或患者的生理状况可能会导致供体角膜衰竭或排斥。在无法实现供体角膜植入的情况下，植入人工角膜是一种潜在的替代治疗方法。角膜假体移植是外科手术植入人工角膜，以替代部分或全部受损或患病的角膜。角膜假体移植面临的主要挑战是生物整合并发症和眼睛对装置排异。其他并发症包括感染，假体后膜形成，炎症，青光眼，机械耐久性不足和光学污染。已经尝试了多种方法来解决人工角膜装置排斥的问题。一种方法涉及具有芯和裙型构造的角膜假体。芯和裙型装置通常具有用于视觉恢复的无孔光学芯和用于与裙周围的眼组织生物整合的裙。但是，这种常规的芯和裙型结构没有表现出最佳的装置固定和长期的光学通畅。
技术实现思路
根据一个实例(“实例1”)，一种生物相容性生物复合物包括：(1)聚合物支架，其厚度小于约100μm，并且包括从所述聚合物支架的至少一个表面延伸的结点结构(nodalstructure)；和(2)聚合物支架上的亲水性涂层，其中所述生物复合物被配置用于在无血管环境中实现所述生物复合物表面上的上皮细胞的持续活力。根据实例1进一步的另一个实例(“实例2”)，聚合物支架是微孔生物材料，其包括具有结点(node)和原纤维微结构的膨胀的含氟聚合物膜，其中结点通过原纤维相互连接并且孔由位于结点和原纤维之间的空隙形成，并且结点结构从所述聚合物支架的第一表面延伸至其第二表面。根据实例1进一步的另一个实例(“实例3”)，聚合物支架是微孔生物材料，其包括具有结点和原纤维微结构的膨胀的非氟聚合物膜，其中结点通过原纤维相互连接并且孔由位于结点和原纤维之间的空隙形成，并且结点结构从所述聚合物支架的第一表面延伸至其第二表面。根据实例2或实例3进一步的另一个实例(“实例4”)，孔的尺寸大于约30μm。根据实例2-4中任一实例的进一步的另一个实例(“实例5”)，亲水性涂层涂覆所述结点，所述原纤维和所述结点结构。根据实例2、4或5中任一实例的进一步的另一个实例(“实例6”)，微孔生物材料是具有所述结点和原纤维微结构的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜。根据实例2或4-6中任一实例的进一步的另一个实例(“实例7”)，聚合物支架是在其上具有所述结点结构的ePTFE膜，其中所述结点结构是附着到所述ePTFE膜的表面并从该表面凸起的ePTFE岛。根据实例2或4-7中任一实例的进一步的另一个实例(“实例8”)，聚合物支架是三层结构，其包括其上包含所述结点结构的第一ePTFE膜，包含所述结点结构的第二ePTFE膜，和位于所述第一ePTFE膜和第二ePTFE膜之间的生物相容性粘合剂，其中所述结点结构是由ePTFE形成的柱。根据实例1-8中任一实例的进一步的另一个实例(“实例9”)，亲水性涂层包含聚(四氟乙烯-共-乙烯醇)或聚乙烯醇。根据一个实例(“实例10”)，人工角膜包括：中心芯，其包括聚合物角膜替代物；和根据实例1-9中任一实例的微孔生物复合物。根据实例10的进一步的另一实例(“实例11”)，中心芯由配置成允许上皮细胞在其上生长的材料形成。附图简要说明包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。图1是描绘根据至少一个实施方式的径向膨胀的ePTFE的扫描电子显微照片，该径向膨胀的ePTFE具有原纤维在各个方向上均从结点发散的微结构；图2是描绘根据至少一个实施方式的径向膨胀的ePTFE膜的横截面的扫描电子显微照片，该膜具有垂直取向的穿过该膜的结点结构；图3是描绘根据至少一个实施方式的径向膨胀的ePTFE的扫描电子显微照片(SEM)，其描绘了通过等离子体处理形成的独立式结点结构；图4是根据至少一个实施方式的示例性人工角膜的图像，其具有透明角膜替代物区域和围绕透明角膜替代物区域的白色区域，所述白色区域包括微孔生物复合物；图5是根据至少一个实施方式的人工角膜的示意图；图6是根据至少一个实施方式的图5的人工角膜构造的后透视图；图7是根据至少一个实施方式的图5的人工角膜构造的俯视图；图8是根据至少一个实施方式的沿线7-7截取的图5的人工角膜构造的截面图；图9是根据至少一个实施方式的三层生物复合材料的示意图；图10是根据至少一个实施方式的通过在ePTFE膜的表面上形成结构柱而制成的三层生物复合物的示意图；图11A是根据至少一个实施方式的ePTFE膜的顶表面的扫描电子显微照片(SEM)，其描绘了ePTFE岛；图11B是根据至少一个实施方式的图11A的ePTFE膜的横截面的扫描电子显微照片(SEM)；图12A是根据至少一个实施方式的适用于生物相容性生物复合物的ePTFE膜的顶表面的扫描电子显微照片(SEM)；图12B是图12A的ePTFE膜的截面的扫描电子显微照片(SEM)；图13是根据至少一个实施方式的ePTFE(血管移植物)膜的扫描电子显微照片(SEM)，该膜的平均节距为35至100微米，厚度为约110微米至约170微米；图14是根据至少一个实施方式的ePTFE膜的扫描电子显微照片(SEM)，其平均节距为40微米，厚度为约300微米。图15A是根据至少一个实施方式的在组织整合裙中具有大穿孔的人工角膜的俯视图的示意图；和图15B是根据至少一个实施方式的图15A的人工角膜的截面图的示意图。专利技术详述本领域的技术人员应理解，可通过构造用于执行目标功能的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。应当理解，术语“微孔生物材料”和“生物材料”在本文中可以互换使用。另外，术语“微孔生物复合物”，“生物复合物”和“生物复合材料”可以互换使用。本专利技术涉及适用于无血管环境中的手术植入的微孔生物复合物。所述微孔生物复合物包括(1)厚度小于约100μm的多孔支架，其由延伸到所述多孔支架的至少一个表面的结点结构形成；和(2)在微孔生物材料上的亲水性涂层。在示例性实施方式中，结点结构从多孔支架的第一表面(例如，底表面)延伸到第二表面(例如，顶表面)。在至少一个实施方式中，多孔支架是具有结点结构的微孔生物材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物相容性生物复合物，其包括：/n(1)聚合物支架，其厚度小于约100μm，并且包括从所述聚合物支架的至少一个表面延伸的结点结构；和/n(2)在聚合物支架上的亲水性涂层，/n其中，所述生物复合物被配置用于在无血管环境中实现所述生物复合物表面上的上皮细胞的持续活力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180614 US 62/684,8431.一种生物相容性生物复合物，其包括：
(1)聚合物支架，其厚度小于约100μm，并且包括从所述聚合物支架的至少一个表面延伸的结点结构；和
(2)在聚合物支架上的亲水性涂层，
其中，所述生物复合物被配置用于在无血管环境中实现所述生物复合物表面上的上皮细胞的持续活力。


2.如权利要求1所述的生物复合物，其中，所述聚合物支架是微孔生物材料，其包括具有结点和原纤维微结构的膨胀含氟聚合物膜，其中结点通过原纤维相互连接并且孔由位于结点和原纤维之间的空隙形成，以及
其中，所述结点结构从所述聚合物支架的第一表面延伸至其第二表面。


3.如权利要求1所述的生物复合物，其中，所述聚合物支架是微孔生物材料，其包括具有结点和原纤维微结构的膨胀非氟聚合物膜，其中结点通过原纤维相互连接并且孔由位于结点和原纤维之间的空隙形成，以及
其中，所述结点结构从所述聚合物支架的第一表面延伸至第二表面。


4.如权利要求2所述的生物复合物，其中，所述孔的尺寸大于约30μm。


5.如权利要求2所述的生物复合物，其中，所述亲水性涂层涂覆所述结点，所述原纤维和所述结点结构。


6.如权利要求5所述的生物复合物，其中，所述微孔生物材料是具有所述结点和原纤维微结构的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜。


7.如权利要求2所述的生物复合物，其中，所述聚合物支架是在其上具有所述结点结构的ePTFE膜，
其中，所述结点结构是附着到所述ePTFE膜的表面并从该表面凸起的ePTFE岛。


8.如权利要求8所述的生物复合物，其中，所述聚合物支架是三层结构，其包括其上包含所述结点结构的第一ePTFE膜，包含所述结点结构的第二ePTFE膜，和位于所述第一ePTFE膜和第二ePTFE膜之间的生物相容性粘合剂，
其中，所述结点结构是由ePTFE形成的柱。


9.如权利要求1-8中任一项所述的生物复合物，其中，所述亲水性涂层包含聚(四氟乙烯-共-乙烯醇)或聚乙烯醇。


10.一种人工角膜，其包括：
中心芯，其包括聚合物角膜替代物；和
围绕中心芯的微孔生物复合物，
其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·V·巴拉吉，P·J·菲希尔，T·B·舒米德尔，A·辛格，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US