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一种医用仿生透明薄膜植入材料及其制备方法和应用技术

技术编号:7603764 阅读:320 留言:0更新日期:2012-07-22 06:45
本发明专利技术公开的医用仿生透明薄膜植入材料是通过静电纺丝和交联得到的透明多孔薄膜,薄膜厚度为0.400~800微米,薄膜的透明度为75.0~99.9%,薄膜中各组分的质量百分数含量为:胶原75.00~95.00%;多糖1.50~15.00%;治疗性物质0.01~3.00%;其余为水。采用静电纺丝法制得。本发明专利技术工艺简单,全流程无污染,薄膜透明性高,对所载治疗性物质具有缓释功能,可显著改善人体组织损伤修复效果,可作为眼表损伤覆膜、皮肤创伤敷料、骨齿缺损再生引导膜及其它脏器修复隔离膜中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医用仿生透明薄膜植入材料及其制备方法和应用,尤其是原位载治疗性物质胶原基仿生透明薄膜材料的制备方法及应用,属于生物医药、生物材料

技术介绍
人的眼表、皮肤等组织容易因细菌感染、疾病、腐蚀性物质或外伤导致组织损伤, 采用薄膜类医用植入材料覆盖暴露的创面可以减轻刺激或疼痛症状、降低感染的可能并达到促进组织损伤的修复的目的。类似地,在骨膜损坏严重的颅骨等骨缺损中,填充颗粒、块体或自固化生物材料后再覆盖一层具有天然骨膜功能的人工引导膜既能引导缺损内骨再生,又可避免肌肉纤维组织长入。此外,粘连是结缔组织纤维带与相邻的组织或器官结合在一起而形成的异常结构,整形外科手术后,粘连和瘢痕组织的形成易导致术后严重的并发症,如肌腱粘连、周围神经粘连、眼眶损伤后软组织粘连等,常常妨碍康复,因而采用生物医用薄膜材料作为隔离物是一种避免组织粘连的有效途径。长期以来的大量研究结果和临床应用表明,最为理想的医用薄膜类植入材料需要具备诸多功能的集成,如优良的生物相容性,以免引起新的病变;促进组织再生的生物活性,能主动调节相关细胞增殖、分化和组织再生所需因子的快速表达;抑制细菌滋生,避免感染;优越的可降解性,以便在组织再生修复进程中材料被持续吸收或者代谢,实现功能完全重建。此外,优良的透明性,有利于观察创面修复进程情况,并可以减少换药引起的二次损伤;在眼表损伤修复中植入的薄膜材料不影响眼表视觉。因此,高度透明的多功能性仿生薄膜材料具有极大的临床应用价值和需求。目前,透明薄膜材料的开发得到快速发展,人工合成高分子材料、天然高分子材料和复合材料均被广泛研究。由人工合成高分子物质如涤纶、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、 聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇等制备的单组分薄膜材料,虽然具有较高抗拉伸强度,但难以协同匹配地赋予抑菌性、生物相容性尤其是生物活性,因而促进损伤再生修复的生物学效应和应用的便利性难以协调。天然高分子物质如胶原、明胶、壳聚糖、粘多糖、透明质酸或其混合物等采用传统流涎蒸发法制成的薄膜,虽然具有良好的透明性和生物相容性,但是机械强度和塑性较差。侯江平等利用胶原与壳聚糖混合溶液通过简单流延成膜制备了透明性复合膜,并在角膜损伤修复中显示了一定效果(侯江平等,中国组织工研究与临床康复. 2010; 14: 6319-6322)。此外,产妇羊膜、猪小肠黏膜下层、异种心包、动物真皮等来自各种组织、器官的天然薄膜虽然具有优良的力学性能和透明性,并含有大量细胞因子和抗炎成分能促进伤口修复,但是也存在异体疾病传播、异体免疫排斥问题,生物安全性难以保证是临床应用的重大风险。从制备技术来看,采用生物涂层技术、化学交联技术、传统的模具塑模技术将天然生物高分子如胶原、明胶、壳聚糖、透明质酸等与人工合成高分子材料复合制成的薄膜在保证机械强度的同时增加了生物相容性,但复合效率难于控制,尤其是这些薄膜仅仅具备了组成上的仿生,其微纳结构不具备生物体内细胞外基质的基本特征,因而生物学效应不足显著促进损伤修复,从而影响临床治疗效率和效果。在生物医用透明薄膜产品方面,3M公司开发的Tegaderm 透明薄膜产品构建了窗框式外围,便于与损伤外围黏贴,但是这种产品仅仅具有隔离细菌感染的功能,只透气而不具备透水性,容易影响皮肤类组织排汗的通畅性,进而危及创面修复。近年来国内各大医院临床上静脉注射时大量使用透明薄膜防治细菌经针刺部位进入体内,这些透明薄膜仅仅是创面隔离作用,不发挥治疗的主导作用。还有一类药贴可以贴附在皮肤上,主要用于止痛和治疗小创口。中国专利技术专利CN 201631488U中公开了一种透明药贴仅供给药物,自身不具备仿生和可代谢特征。新加坡生物工程与纳米技术研究所的人员开发的一种热敏性聚(N -异丙基丙烯酰胺)透明纳米孔薄膜,显示出优良的温度依赖性膨胀性,但是不具备仿生微结构及生物活性等,因而仅为观察创面愈合提供了便利性(Wang L-S, et al. Adv Mater. 2004; 16:1790-1794)。同时,他们还报道了一种由壳聚糖与海藻酸盐复合的透明薄膜材料,运用氯化钙为凝胶剂浇注而成的薄膜尽管透明,但是在微纳结构上由片状聚合物叠加而成,与细胞外基质的纳米纤维超微结构也存在差异(Wang L-S, et al. J Biomed Mater Res Part B:Appl Biomater. 2002; 63: 610-618)。美国专利4505855公开了一种超速离心法制备的透明胶原薄膜,该薄膜材料在微纳结构上不存在细胞外基质的纳米纤维形态,并且单一的胶原薄膜材料力学性能差,生物学效应仅依赖于胶原这种天然蛋白,难以实现在抑菌、抗感染和协同治疗损伤,其治疗功效仍不理想。近年来,静电纺丝技术由于可以制得与天然细胞外基质纳米纤维结构极其相似的无纺布产品而成为制备薄膜的一种新途径。它是通过强静电场作用使得聚合物溶液或熔体发生喷射作用而形成的纳米级超细纤维。该技术所需设备简单,操作控制容易实施,可通过调节过程参数控制纤维直径和取向。Bergshoef等率先报道了一种电纺丝法制备尼龙_4,6 透明薄膜材料,尽管从纳米尺度上的微结构上赋予了一定仿生特性(Bergshoef MM, et al. Adv Mater. 1999 ;11:1362-1365),但是其材料生物活性、降解性差,生物医用必然受到这些问题的影响。最近,印度学者利用静电纺丝技术制的聚碳酸酯薄膜试图应用眼表损伤修复,该薄膜具有促进内皮细胞增殖特性,但是其透明性较差,因而制约了在临床该种薄膜在眼表损伤中的应用前景(Sharma S,et al. Molecular Vision 2011; 17:2898-2910)。中国专利技术专利CN1456716公开了一种利用天然或合成高分子材料进行静电纺丝的工艺;中国专利技术专利CN 1584143A公开了一种利用电纺丝技术制备载有生长因子的纳米纤维缓释体系;中国专利技术专利CN 1739491A中公开了一种利用静电纺丝法制备载有抗炎症药物和生长因子的纳米纤维缓释薄膜。此外,利用该技术开展天然生物分子仿生纳米纤维薄膜材料的研究也逐渐成为热点。迄今不少关于胶原与壳聚糖、透明质酸等复合的纳米纤维薄膜材料在皮肤损伤修复等中开展了大量研究,但是这些研究往往忽视了赋予材料的透明性或者负载治疗性物质以增强治疗功能。由此可见,静电纺丝技术在制备多功能性高透明薄膜方面具有很大潜力。因此,根据现有技术和研究报道来看,需要探索能简便和快速成膜、能赋予促进损伤快速再生修复的多种功能并且高度透明的仿生型医用薄膜植入材料,以此满足临床上眼表损伤修复、促进软组织损伤快速修复、防止黏粘、引导骨再生等巨大应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简便、能赋予多种生物学效应和功能的医用仿生透明薄膜植入材料及其制备方法和应用。本专利技术的医用仿生透明薄膜植入材料是通过静电纺丝和交联得到的透明多孔薄膜,薄膜厚度为0. 400^800微米,薄膜的透明度为75. (T99. 9%,薄膜中各组分的质量百分数含量为胶原75. 00 95. 00%;多糖1.50 15.00%;治疗性物质 0. Of 3. 00%;其余为水,上述组分之和为100%。本专利技术的医用仿生透明薄膜植入材本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:叶娟苟中入石鑫
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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