一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料、医疗器械及其方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料以及方法，将清洗后的生物瓣膜材料浸泡于甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液中，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯原位修饰的生物瓣膜；将上述生物瓣膜清洗后浸泡于自由基聚合引发剂中，使生物瓣膜上的甲基丙烯酸酯基团与自由基聚合引发剂反应，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料。解决了现有采用戊二醛交联方法所存在的一系列技术缺陷，能有效提升生物心脏瓣膜等生物材料的抗钙化性能、抗酶降解性能以及细胞相容性，潜在地延长其使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料、医疗器械及其方法和用途


[0001]本专利技术是一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料、医疗器械及其方法和用途，具体涉及属于一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联制备生物瓣膜材料的方法、由其制备得到的生物瓣膜材料、生物瓣膜材料的用途以及含有该生物瓣膜材料的医疗器械额，属于生物医学材料医疗器械


技术介绍

[0002]心脏瓣膜疾病是一种常见的瓣膜衰退疾病。在解剖学上表现为血液通路变窄或瓣膜关闭不全。心脏瓣膜疾病的治疗包括开胸瓣膜置换手术以及经皮心脏瓣膜置换手术。开胸手术对病人创伤大、风险高、恢复慢、需体外循环支持，很多患者无法接受。经皮心脏瓣膜置换手术因为对病人创伤小、风险低，成为未来瓣膜手术的主要趋势。
[0003]生物心脏瓣膜是指一类用于替换人体病变心脏瓣膜的生物医学材料及其器械。生物心脏瓣膜瓣叶一般由猪心包膜、牛心包膜等通过戊二醛交联制备而成。戊二醛交联处理具有操作简单，成本低以及胶原蛋白交联程度高的特点。然而，对于戊二醛交联的生物心脏瓣膜由于瓣膜上残留醛基的存在，具有一定毒性、材料降解、血栓以及钙化的问题。对于年轻患者的病损瓣膜，由于患者群体代谢能力旺盛，从而导致生物心脏瓣膜更容易发生钙化且只有10年左右的有效使用年限。因此通过戊二醛交联方法虽然可以一定程度上稳定材料中的胶原蛋白，但是由于残留醛基的存在导致一定的细胞毒性及钙化，同时其抗凝血性能亟待提高，继而导致戊二醛交联的生物材料具有一定技术缺陷。
[0004]公开号为CN109833519A的专利技术专利公开了一种人工生物瓣膜的方法，可通过水凝胶和生物组织复合制备得到干燥的生物瓣膜，制备时，将生物组织浸泡在亲水聚合物/亲水单体溶液中，然后加入交联剂，使之在催化剂/引发剂的存在下经交联反应而形成的三维网络结构，得到水凝胶复合的生物组织，然后对该生物组织中的蛋白纤维进行交联、脱水后，即得干燥的生物瓣膜。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联制备生物瓣膜材料的方法，解决了现有采用戊二醛交联方法所存在的一系列技术缺陷，能有效提升生物心脏瓣膜等生物材料的抗钙化性能、抗酶降解性能以及细胞相容性，潜在地延长其使用寿命，为此，本专利技术还提供了由该方法制备得到的生物瓣膜材料及含有该生物瓣膜的医疗器械。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联制备生物瓣膜材料的方法，包括以下步骤：
[0007]S1.将清洗后的生物材料浸泡于甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液中，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯原位修饰的生物瓣膜；
[0008]S2.清洗步骤S1的生物瓣膜，使生物瓣膜上的甲基丙烯酸酯基团在自由基聚合引
发剂存在的条件下反应，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料。
[0009]所述步骤S1中，将生物材料进行甲基丙烯酸异氰基乙酯的原位修饰，是指通过将生物材料浸泡于甲基丙烯酸异氰基乙酯的乙醇溶液中使生物瓣膜材料中的氨基与甲基丙烯酸异氰基乙酯中的异氰酸酯基团反应实现化学键合，从而将可自由基聚合的甲基丙烯酸酯基团原位修饰于生物瓣膜材料上。
[0010]所示步骤S1中，生物材料选自心包膜、瓣膜、肠膜、脑膜、肺膜、血管、皮肤或韧带中的至少一种。
[0011]所述步骤S1中，生物材料清洗时，可采用柔和摩擦和流体压力在振荡条件之下用蒸馏水清洗心包组织，去除粘附的非心包和非胶原组织。进一步的，可通过渗压休克实现对心包组织有效脱细胞，清洗持续到没有可见的粘附的非心包或非胶原组织，例如：在4摄氏度100RPM转速振荡条件之下蒸馏水清洗2小时。
[0012]所示步骤S1中，甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液的体积百分浓度为0.1～20％。
[0013]所示步骤S1中，甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液中的溶剂选自乙醇、吐温
‑
水的混合溶液、乙醇
‑
水的混合溶液、异丙醇或异丙醇
‑
水的混合溶液中的至少一种。
[0014]例如：使用甲基丙烯酸异氰基乙酯的浓度为0.1～10％的乙醇溶液，处理时间为0.5小时至24小时，温度为0摄氏度。
[0015]所述步骤S2中，清洗生物瓣膜时可采用蒸馏水清洗，以清除黏附在生物瓣膜材料表面的其他杂质。
[0016]所述步骤S2中，自由基聚合引发剂选自过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠，过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钠、过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸钾
‑
亚硫酸氢钾、过硫酸铵
‑
四甲基乙二胺，过硫酸钾
‑
四甲基乙二胺中的至少一种。
[0017]所述步骤S2中，自由基聚合引发剂的浓度为1～100mM。
[0018]本专利技术的技术方案还包括由上述所述方法制备得到的生物瓣膜材料，以及该生物瓣膜材料的用途，用于制备经皮介入生物心脏瓣膜材料或开胸瓣膜置换手术所用的生物瓣膜材料。
[0019]本专利技术的技术方案还包括含有上述生物瓣膜材料的医疗器械。该医疗器械包括介入生物瓣膜、人工血管、人工皮肤、人工心肌补片和硬脑膜。
[0020]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0021]本专利技术通过将甲基丙烯酸异氰基乙酯用于生物瓣膜材料的交联从而可以实现改善生物瓣膜材料稳定性及抗钙化性能等方面的诸多优势。其中，可自由基聚合的甲基丙烯酸酯基团在自由基聚合引发剂的作用下可形成较为稳定的碳碳单键而实现生物瓣膜材料的稳定交联。相比于戊二醛交联剂在交联中的可逆席夫碱键，异氰酸酯基团与生物瓣膜材料中的氨基的反应活性较高，形成的脲键稳定性较高，有利于提高生物瓣膜材料中胶原成份的稳定性。另外，相比于戊二醛交联剂，甲基丙烯酸异氰基乙酯交联剂无残留的毒性醛基，可潜在地规避残留醛基带来的细胞毒性、钙化等问题。
附图说明
[0022]图1为制备甲基丙烯酸异氰基乙酯交联生物心脏瓣膜材料的具体流程图；
[0023]图2为本专利技术采用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联生物心脏瓣膜材料的原理示意图；
[0024]图3为不同的交联方法处理的生物瓣膜材料的酶降解失重率；
[0025]图4为不同的交联方法处理的生物瓣膜材料的酶降解细胞毒性；
[0026]图5为不同的交联方法处理的生物瓣膜材料的酶降解内皮细胞相容性。
[0027]图6为不同的交联方法处理的生物瓣膜材料的抗钙化性能。
具体实施方式
[0028]下面将本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。
[0029]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本专利技术提供进一步的说明，除非另有说明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]生物瓣膜材料是用于心脏瓣膜置换手术中的重要医学材料及器械，戊二醛交联方法是将生物心脏瓣膜通过戊二醛进行交联的处理方式，该方法由于瓣膜上残本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用甲基丙烯酸异氰基乙酯交联制备生物瓣膜材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.将清洗后的生物材料浸泡于甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液中，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯原位修饰的生物瓣膜；S2.清洗步骤S1的生物瓣膜，使生物瓣膜上的甲基丙烯酸酯基团在自由基聚合引发剂存在的条件下反应，得到甲基丙烯酸异氰基乙酯交联的生物瓣膜材料。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所示步骤S1中，生物材料选自心包膜、瓣膜、肠膜、脑膜、肺膜、血管、皮肤或韧带中的至少一种。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所示步骤S1中，甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液的体积百分浓度为0.1～20％。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所示步骤S1中，甲基丙烯酸异氰基乙酯溶液中的溶剂选自乙醇、吐温
‑
水的混合溶液、乙醇
‑
水的混合溶液、异丙醇或异丙醇
‑
水的混合溶液中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云兵，郑城，雷洋，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：