一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛脱除方法技术

本发明专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛的脱除方法。本发明专利技术采用化学中和结合物理离心的方法将生物材料里的戊二醛彻底去除。具体来说，将与戊二醛交联后的生物材料在甘氨酸中以300

【技术实现步骤摘要】
一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛脱除方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛的脱除方法。

技术介绍

[0002]生物材料是指可用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的一类材料，可进一步细分为合成生物材料和天然生物材料。对于一些常见的天然大分子生物材料，例如胶原、纤维素、壳聚糖、明胶、丝素蛋白和脱细胞外基质等，其表面通常具有丰富的羟基、氨基和羧基等特征基团，为该类材料提供了诸多化学反应位点，因此为该类材料的功能化和高性能化的实现提供可能。但这些天然生物大分子材料在进一步再生或加工后，得到的后续材料的机械性能往往达不到应用要求，因此需要进一步通过物理交联或化学交联的手段来提高材料的机械性，实现高性能化。
[0003]戊二醛是目前认为交联强度最好的交联剂之一，然而却因经过戊二醛处理的生物材料中残留的戊二醛(包括游离戊二醛分子和戊二醛残基)具有较强的细胞毒性，因此限制了在生物材料领域的深入应用。目前，戊二醛交联生物材料中残留戊二醛脱除方法主要有如下3种：(1)反复洗涤，如用氨基乙酸洗涤，但这种方法仅能除去材料表面交联的戊二醛，对渗透入材料内部的残留戊二醛去除效果有限。(2)热处理，如120℃高温下进行12小时的热处理，将戊二醛从交联的胶原蛋白中去除，但这种工艺若控制不当会引起胶原的高温变性。(3)超临界二氧化碳萃取残留戊二醛，但搭建超临界二氧化碳平台的设备成本较高，萃取脱除工艺具有较大难度，高压条件也对安全性也提出了更高要求。因此，寻求一种低成本、简单高效的戊二醛脱除方法，对促进生物材料广泛临床化应用于组织修复与再生具有极大地推动作用。
[0004]申请号为CN202210860705.5，专利技术名称为“生物组织片材的处理工艺以及由该工艺得到的生物组织片材”的专利，公开了一种将先经过戊二醛交联固定的生物组织片用NaCl水溶液清洗1～8次，然后再与甘氨酸溶液混合反应3～6小时以去除残留戊二醛。然而该方法中甘氨酸的作用是作为化学中和试剂对戊二醛进行了中和，但本质上中和后的戊二醛仍然留在生物组织片内部因此并未真正解决将戊二醛从生物组织片中脱除的问题。因此该专利方法处理后的生物组织片仍然具有一定程度的戊二醛残留，导致该生物组织片还是具有较低的生物毒性。此外，已有研究表明，甘氨酸和戊二醛反应后的产物为甘氨酰基戊二醛，甘氨酰基戊二醛会使处理后的生物材料发生黄变。且甘氨酰基戊二醛不稳定，容易再次分解为甘氨酸和戊二醛。另一方面，残留在生物材料中的甘氨酸会发生氧化，也会使得材料变黄。因此清除甘氨酸与戊二醛的反应后产物及残留尤为重要。最后，该专利方法工艺方法耗时较长，仅与甘氨酸共浸泡的时间就需要3～6小时。
[0005]综上所述，有必要提出改进的方法和策略，以有效去除生物材料中的残留戊二醛，提高生物材料的安全性和适用性。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛的彻底去除的方法，具体技术方案如下。
[0007]：一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛的脱除方法，所述方法为化合中和结合物理离心，主要采用甘氨酸短时超声浸泡结合间接机械离心，具体步骤如下：
[0008]步骤1：生物材料预处理；
[0009]步骤2：将步骤1中预处理后的生物材料与质量浓度为0.001％～0.1％的戊二醛溶液交联10～48h；
[0010]步骤3：将步骤2得到的与戊二醛交联的生物材料置于甘氨酸溶液中以300
‑
600W的功率超声浸泡10～30min；
[0011]步骤4：将步骤3完成超声浸泡后的生物材料放入滤布中，并在滤布中加入少量纯净水使所述生物材料保持湿润，然后将所述滤布封口并固定于离心管中部，控制离心温度为17～40℃、离心转速为4000～10000rpm离心5～30min；
[0012]步骤5：重复1次步骤4的离心操作。
[0013]可以理解的是，为保持生物材料本身的形状和性质，不影响后续的临床使用，本专利技术使用间接机械离心的方式来进行。此外，由于生物材料在温度较高的环境下离心容易变性，因此本专利技术将离心时的温度控制在17～40℃。
[0014]进一步，所述步骤2中生物材料与戊二醛溶液交联的时间为24h。
[0015]进一步，步骤2中的生物材料与戊二醛溶液在室温下交联。交联完成后用纯水洗涤3～8次。
[0016]进一步，步骤3中完成超声浸泡后的生物材料用纯水洗涤3～8次。
[0017]进一步，控制所述步骤3中超声浸泡的温度为25～40℃。
[0018]进一步，所述步骤3中甘氨酸溶液的摩尔浓度为0.01mol/L～1mol/L。
[0019]优先的，所述超声的功率为400W。
[0020]进一步，所述步骤4中滤布目数为50～500目。
[0021]进一步，所述步骤4中加入纯净水的量为2～5ml。
[0022]进一步，所述步骤4和步骤5中完成离心操作后取出滤袋中的生物材料进行纯水漂洗。
[0023]进一步，所述生物材料包括脱细胞外基质、胶原、明胶、弹力蛋白或蚕丝蛋白。这些材料的基本结构单元为氨基酸，氨基酸上游离的氨基或羟基基团能与戊二醛发生交联反应。
[0024]可以理解的是，本专利技术脱除残留戊二醛的方法还可以适用于几丁质、甲壳素、壳聚糖、琼脂糖、透明质酸、纤维蛋白原、硫酸软骨素、藻酸盐、氨基葡聚糖或脂质体。
[0025]进一步，所述步骤1中的生物材料预处理包括脱脂处理和/或脱细胞处理；所述脱脂处理是将生物材料置于有机试剂中浸泡清洗，所述有机试剂包括丙酮、异丙醇、乙醚、甲醇、氯仿、乙酸乙酯或正己烷中的任意一种。
[0026]在其中一些实施例中，所述生物材料为猪腹膜，将猪腹膜与有机试剂以1:6～1:14(w/v)的比例浸泡一定时间，然后在纯水中洗涤3～8次。
[0027]进一步，所述脱细胞处理是将生物材料置于氢氧化钠与氯化钠混合的碱性溶液中
浸泡后再用纯水清洗。
[0028]优选的，氢氧化钠浓度为0.1％～2％(w/w)，氯化钠浓度为0.5％～2％(w/w)。
[0029]进一步，将上述步骤处理后的脱细胞外基质在真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，以便进行保存。
[0030]有益技术效果
[0031]本专利技术提出一种化学中和结合物理离心的方法将生物材料里的戊二醛彻底去除。具体来说，采用甘氨酸超声短时浸泡结合2次间接机械离心，以彻底去除生物材料内部残留的戊二醛。首先，与甘氨酸短时浸泡可以较好的避免生物材料变黄，进而不影响生物材料的后续应用。而超声的方式则可以加快甘氨酸对戊二醛的中和，因此该步骤可以做到在较短时间内完成甘氨酸对生物材料内部绝大部分戊二醛的中和，同时使生物材料颜色不会变得过黄。进一步，采用间接机械离心，使被中和的戊二醛和残留的甘氨酸一起彻底脱除，同时保护生物材料不发生形变和质变。经过本专利技术设置的2轮间接机械离心后，生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种戊二醛交联的生物材料中残留戊二醛的脱除方法，其特征在于，所述方法主要采用甘氨酸短时超声浸泡结合间接机械离心，具体步骤如下：步骤1：生物材料预处理；步骤2：将步骤1中预处理后的生物材料与质量浓度为0.001％～0.1％的戊二醛溶液交联10～48h；步骤3：将步骤2得到的与戊二醛交联的生物材料置于甘氨酸溶液中以300
‑
600W的功率超声浸泡10～30min；步骤4：将步骤3完成超声浸泡后的生物材料放入滤布中，并在滤布中加入少量纯净水使所述生物材料保持湿润，然后将所述滤布封口并固定于离心管中部，控制离心温度为17～40℃、离心转速为4000～10000rpm离心5～30min；步骤5：重复1次步骤4的离心操作。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中生物材料与戊二醛溶液交联的时间为24h。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述步骤3中超声浸泡的温度为25～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巧铃，龚雪，何美玲，周忠娇，
申请(专利权)人：重庆生物智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：