一种基于纤维蛋白原的贴片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于纤维蛋白原的贴片及其制备方法和应用，所述贴片包含纤维蛋白原和稳定剂，所述纤维蛋白原的部分赖氨酸残基含有疏水性基团；所述稳定剂用于保持纤维蛋白原的活性。其制备方法包括：向纤维蛋白原溶液中滴加入疏水改性试剂，反应后进行透析，之后再进行冷冻干燥，得到所述贴片。采用该方法制得的贴片具有优异的机械强度和黏附性能，同等条件下性能明显优于现有手术粘合剂产品和紧急止血产品。该贴片具有良好的生物相容性，可以被人体吸收，在临床应用中具有巨大的潜力。在临床应用中具有巨大的潜力。在临床应用中具有巨大的潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纤维蛋白原的贴片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种基于纤维蛋白原的贴片及其制备方法和应用，属于医学组织工程领域。

技术介绍

[0002]创伤后或手术期间发生无法控制的出血是全球死亡的主要原因，导致每年200万多人的死亡。对于外科手术操作中使失血最小化、封闭组织和器官结构，减少外科手术后并发症以及手术室中手术时间是很必要和关键的。伤口敷料和组织粘合剂是用于防止血液和其他体液渗漏的装置。
[0003]目前常用的外科手术止血剂，包括纤维蛋白胶、明胶和氧化纤维素。其中，由于纤维蛋白胶具有良好的促凝血性能和生物相容性，是最广泛使用的止血剂之一。其作用机制是模拟人体自体凝血反应过程的最后一步酶级联反应，利用凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白单体，交联成纤维蛋白胶网络以封堵伤口，起到止血作用。纤维蛋白胶机械强度的黏附性能较差，无法实现对创伤湿态组织的高效黏附和封闭。虽然纤维蛋白胶具有较高的促凝血性能，但止血效果不是很理想。那么，如何增强纤维蛋白凝胶的机械强度，是解决止血性能弱的关键挑战。
[0004]纤维蛋白胶的物理机械强度，取决于纤维蛋白单体的结构、纤维蛋白胶交联网状结构及交联程度。纤维蛋白原是一个分子量为340kDa的低聚糖蛋白，由两个对称的半部分组成，每半部分包含Aα、Bβ和γ三个多肽链。纤维蛋白原被凝血酶剪切释放肽链FpA和FpB，形成的纤维蛋白单体暴露的氨基酸残基，与另一纤维蛋白单体互补形成“纽扣
‑
孔相互作用(knob
‑
hole interaction)”，最终延伸、交替、重叠形成纤维蛋白胶交联网状结构。目前，改善纤维蛋白胶机械强度的手段主要包括：调控纤维蛋白原和凝血酶的浓度、引入填充的蛋白质。第一，据文献报道，凝血酶的浓度会影响纤维蛋白形成的纤维丝粗细，关系着纤维蛋白胶的机械强度。最初，研究者们通过调节纤维蛋白胶中纤维蛋白原和凝血酶的浓度，来改善机械性能。因此，目前商品纤维蛋白胶(Tisseel，Evicel，Hemaseel等)的纤维蛋白原和凝血酶浓度均有差异，但是黏附的机械性能并未得到明显的提升。第二，科学家们通过在凝胶网络中引入蛋白质来提升水凝胶的整体力学性能。研究者们通过添加胶原蛋白、明胶的方式(如CoStasis等)作为纤维蛋白胶网络结构的填充材料，对机械强度虽有改善但提升仍然有限。此外，也有将纤维蛋白原和凝血酶固定在载体上，来改善机械性能。TachoSil Fibrin Sealant Patch是一种将人纤维蛋白原和凝血酶负载在马胶原蛋白海绵的密封剂。TachoSil应用出血或者其他体液区域时，水分会使得凝血酶剪切纤维蛋白原，快速形成纤维蛋白胶的凝块，粘合在组织表面，用于实现止血和密封伤口的作用。但是，海绵吸收水分用于溶解纤维蛋白原是一个比较费时的过程，不利于快速封堵含血液的伤口；同样地，其性能仍然主要依赖于纤维蛋白胶自身的机械性能，对整体止血和密封性能提升有限。根据文献报道，在猪肝损伤出血模型(10mm直径，10mm深的缺口)，使用TachoSil贴片按压伤口3min后，并没有成功封堵伤口，血液仍然持续流出(Nature Biomedical Engineering 5,1131
–
1142(2021))。因此，纤维蛋白原/胶虽然具有优异的促凝血性能和生物相容性能，但是其机械强度(本体自身强度和黏附性能)并未在现有技术改进下产生明显的提升。
[0005]为了实现纤维蛋白原/胶的止血性能突破，其关键在于：如何调控纤维蛋白原/胶自身的组成和结构以提升其机械强度及黏附性能？

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于纤维蛋白原的贴片及其制备方法和应用，本专利技术意外地用简单的方法得到一种全新的组织贴片，通过结构的改进使得所述的贴片具有优异的机械强度和黏附性能，能够更好地应用于止血或组织粘合，能够快速高效实现封闭。
[0007]本专利技术采用如下的技术方法：
[0008]一种基于纤维蛋白原的贴片，所述贴片包含纤维蛋白原和稳定剂，所述纤维蛋白原的部分赖氨酸残基含有疏水性基团；所述稳定剂用于保持纤维蛋白原的活性。
[0009]上述技术方案中，所述的稳定剂用于保持纤维蛋白原的活性不仅指保持纤维蛋白原的空间结构和生物活性；还包括保持贴片状态下以及在制作贴片过程中纤维蛋白原的稳定性。所述的稳定剂通常可以为氯化钠，氯化钙，氯化钾，氯化镁，柠檬酸钠，磷酸二氢钠，磷酸二氢钾，磷酸氢二钠，盐酸精氨酸，甘氨酸的一种或多种。
[0010]所述疏水性基团是包含有羰基、碳碳双键、酯基、酰胺键、苯基的一种或多种基团的烃基。
[0011]作为优选，所述的疏水性基团为
‑
CO
‑
(CH2)
n
CH3，n＝1
‑
19；更优选的，所述的疏水性基团为
‑
CO
‑
(CH2)
n
CH3，n＝2
‑
10；最优选的，所述的疏水性基团为
‑
CO
‑
(CH2)
n
CH3，n＝3
‑
6。
[0012]作为优选，所述疏水性基团与纤维蛋白原赖氨酸残基的伯胺形成酰胺键(
‑
NH
‑
CO
‑
)。
[0013]所述纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的2％
‑
70％，按数量计；所述的赖氨酸残基总数为含有疏水性基团的赖氨酸残基与未修饰的赖氨酸残基的和。
[0014]作为优选，纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的5％
‑
40％；更优选的，纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的10％
‑
30％。
[0015]所述纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的比例需要在特定范围，才能确保微观层面含疏水性基团的纤维蛋白原分子相互缠结作用，使得纤维蛋白原贴片的机械性能在宏观层面上得以体现。若纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的比例过低，如低于2％，则在宏观层面纤维蛋白原贴片相对于未修饰的纤维蛋白原贴片的力学性能并没有明显变化。若纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的比例高于70％，由于蛋白质表面大量碱性氨基酸(赖氨酸)被取代，会导致纤维蛋白原蛋白质变性和空间结构不稳定，最终导致贴片力学性能变差，甚至不及原未修饰型的纤维蛋白原。因此，特定比例的赖氨酸残基修饰程度，有利于实现修饰型纤维蛋白原的高力学性能。
[0016]所述贴片每平方厘米不少于含有2mg含疏水性基团的纤维蛋白原。作为优选，所述
贴片每平方厘米含有4～100mg含疏水性基团的纤维蛋白原；优选的，贴片每平方厘米含有10～50mg含疏水性基团的纤维蛋白原；更优选的，贴片每平方厘米含有20～30mg含疏水性基团的纤维蛋白原。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述贴片包含纤维蛋白原和稳定剂，所述纤维蛋白原的部分赖氨酸残基含有疏水性基团；所述稳定剂用于保持纤维蛋白原的活性。2.根据权利要求1所述的基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述疏水性基团是包含有羰基、碳碳双键、酯基、酰胺键、苯基的一种或多种基团的烃基。3.根据权利要求1所述的基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述疏水性基团与纤维蛋白原赖氨酸残基的伯胺形成酰胺键(
‑
NH
‑
CO
‑
)。4.根据权利要求1所述的基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述纤维蛋白原上含有疏水性基团的赖氨酸残基占赖氨酸残基总数的2％
‑
70％。5.根据权利要求1所述的基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述贴片每平方厘米含有不少于2mg含疏水性基团的纤维蛋白原。6.根据权利要求1所述的基于纤维蛋白原的贴片，其特征在于，所述的稳定剂为氯化钠，氯化钙，氯化钾，氯化镁，柠檬酸钠，磷酸二氢钠，磷酸二氢钾，磷酸氢二钠，盐酸精氨酸，甘氨酸的一种或多种。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛峥伟，余丽莎，丁元，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：