可吸收降解的多用途生物相容性材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可吸收降解的多用途生物相容性材料，所述多用途生物相容性材料的原料包括殼聚糖、膠原蛋白以及透明質酸或海藻酸鈉，殼聚糖：膠原蛋白：透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為（2-8）:（0.5-3）:（1-5），然后加入脫水劑，經交聯反應生成水凝膠，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。本發明可作為止血防粘連材料，具有良好的組織粘附性，防粘連效果顯著，能迅速止血、防粘連以及促進組織愈合，可防止再次出血，消除明膠和動物膠原蛋白所不可避免的病毒隱患，使用安全性大幅度提高，而且降解完全，可以被身體吸收利用，對身體沒有副作用。也可用于組織工程支架，人造皮膚等，具有良好的生物相容性和可吸收降解性。
【專利說明】可吸收降解的多用途生物相容性材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用材料生產【技術領域】，特別涉及一種可吸收降解的多用途生物相容性材料。
【背景技術】
[0002]手術后粘連是指結締組織纖維與相鄰組織或器官結合在一起而形成的異常結構，是術后愈合時必然的病理生理過程，是有手術史以來國內外一直存在且尚未解決的醫學難題之一。每年有大量手術后發生組織粘連，導致患者終身殘疾乃至生命危險的問題。手術創傷、局部缺血、出血和細菌感染等都可能造成術后粘連。據統計，術后粘連發生率約50-90%，還會引起嚴重的并發癥。至今，人們都在尋找各種方法來預防術后粘連。調節手術技術、使用藥物和防粘連隔離材料等方法都能達到防粘連的目的。其中，在手術中實施防粘連材料是一種有效的方法。目前，常規的止血材料纖維蛋白膠、明膠海綿、醫用紗布、膠原海綿等，但它們各自都有一定的不足之處:明膠海綿和膠原海綿的組織黏附力較差，兩者的止血功能均依賴于足量的血小板和凝血因子，故應用受到限制，纖維蛋白膠來自血液，可能會導致病毒感染，醫用紗布醫治皮膚傷口不僅愈合期較長、傷口疤痕明顯，而且在換藥過程中易黏連使得患者相當痛苦。因此，開發同時具有止血、防粘連效果的醫用材料是近年來人們一直關注的熱點問題。
[0003]殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(chitin)經過脫乙酰作用得到的，化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，自1859年，法國人Rouget首先得到殼聚糖后,這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優良性能被各行各業廣泛關注，在醫藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。膠原蛋白是一種生物高分子材料，是動物結締組織中的主`要成分，也是哺乳動物體內含量最多、分布最廣的功能性蛋白，占蛋白質總量的25%~30%`。與組織的形成、成熟、細胞間信息的傳遞，以及關節潤滑、傷口愈合、鈣化作用、血液凝固和衰老等有著密切的關系。膠原蛋白也是生物科技產業最具關鍵性的原材料之一，在醫學材料、化妝品、食品工業等均有著廣泛應用。
[0004]膠原蛋白作為生物醫用材料，具有低免疫原性、良好的生物相容性、生物可降解性和凝血性，而廣泛用于組織工程、燒傷和美容等醫學領域。
[0005]透明質酸是一種酸性粘多糖，1934年美國哥倫比亞大學眼科教授Meyer等首先從牛眼玻璃體中分離出該物質。透明質酸以其獨特的分子結構和理化性質在機體內顯示出多種重要的生理功能，如潤滑關節，調節血管壁的通透性，調節蛋白質，水電解質擴散及運轉，促進創傷愈合等。尤為重要的是，透明質酸具有特殊的保水作用，是目前發現的自然界中保濕性最好的物質，被稱為理想的天然保濕因子。
[0006]海藻酸鈉，一種天然多糖，具有藥物制劑輔料所需的穩定性、溶解性、粘性和安全性。
[0007]殼聚糖、膠原蛋白、透明質酸或海藻酸鈉可以單獨制成海綿或薄膜用于止血防粘連醫用材料，但都存在一定缺陷。
[0008]CN1994476A的發明公開了一種可降解復合生物材料醫用膜，該膜由兩層構成，作為膜片基礎材料的一層由可降解合成高分子聚乳酸、聚羥基乙酸的一種或兩者共聚物通過靜電紡絲技術紡成，使成膜纖維達到納米級別，具備納米生物材料的優良特性，再在基礎層膜上涂覆或噴涂一層可降解天然高分子殼聚糖或殼聚糖衍生物，經過后處理，得到可降解復合生物材料醫用膜；同時，還可以在兩層膜中加入不同量的醫用增塑劑來調節膜的降解速率，以適應不同的醫用要求。但其生物相容性及止血功能不佳。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種可吸收降解的多用途生物相容性材料，可作為止血防粘連材料，具有良好的組織粘附性，防粘連效果顯著，能迅速止血、防粘連以及促進組織愈合，可防止再次出血，消除明膠和動物膠原蛋白所不可避免的病毒隱患，使用安全性大幅度提高，而且降解完全，可以被身體吸收利用，對身體沒有副作用。也可用于組織工程支架，人造皮膚等，具有良好的生物相容性和可吸收降解性。
[0010]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種可吸收降解的多用途生物相容性材料，所述多用途生物相容性材料的原料包括殼聚糖、膠原蛋白以及透明質酸或海藻酸鈉，殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(2-8): (0.5-3): (1-5)，然后加入脫水劑，經交聯反應生成水凝膠，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
[0011]作為優選，殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(3-6):(0.5-2): (2-3)。
[0012]殼聚糖作為帶正電荷多糖物質，殺菌效果好，生物降解慢，炎癥反應明顯；膠原蛋白同時帶正負電荷的蛋白質止血效果明顯，吸水速度慢；透明質酸吸水好，但生物降解速度太快；海藻酸鈉降解慢，柔韌度不足。結合上述原料各自的特點，本發明通過合理的比例，在脫水劑的作用下進行適當化學交聯反應，整合上述原料的優點，通過調整殼聚糖、膠原蛋白和透明質酸或海藻酸鈉三者不同比例，滿足止血防粘連材料不同用途的要求。
[0013]作為優選，所述脫水劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽，所述脫水劑的用量為膠原蛋白重量的0.8-1.2倍。1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)易溶于水，使用方便，而且容易去除，不會殘留在產品中產生炎癥反應。
[0014]作為優選，所述交聯反應以復合溶劑為介質，所述復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4-6: 0.5-3:0.5-3。
[0015]復合溶劑的配比決定水溶膠的形成速度和交聯強度。
[0016]作為優選，所述透明質酸由中分子透明質酸和小分子透明質酸組成按1:1的重量比組成，中分子透明質酸分子量范圍為1000000-1800000,小分子透明質酸分子量范圍為400000-1000000。透明質酸由中分子透明質酸和小分子透明質酸組成，這樣生物相容性，生物降解性好。
[0017]作為優選，所述殼聚糖的脫乙酰度要求不低于90%。殼聚糖的脫乙酰度對制品的聚合密度和均勻度有影響。低脫乙酰度的殼聚糖溶解時易產生不溶性物質。
[0018]作為優選，所述海藻酸鈉為醫用級的海藻酸鈉。[0019]作為優選，所述多用途生物相容性材料的具體制備方法為:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.4-0.6%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用40-50°C的溫水配制成質量濃度1.5-2%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.2-0.4%的透明質酸水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2-3%的海藻酸鈉水溶液；
殼聚糖本身不溶于水，但是殼聚糖分子中的胺基在酸的作用下質子化而溶于水，甲酸、乙酸、檸檬酸等有機酸，鹽酸、硫酸、磷酸等無機酸都可以使用，從醫用的安全性考慮，鹽酸是比較合適的。殼聚糖先分散于水中，然后加入計量的0.1N (當量)的鹽酸，做成質量濃度
0.4-0.6%的殼聚糖水溶液。殼聚糖水溶液要現用現配，長時間放置會降解而使分子量降低。 [0020](2)先把膠原蛋白水溶液與透明質酸水溶液或海藻酸鈉水溶液混合，加入脫水劑，再加入復合溶劑，攪拌均勻后再加入殼聚糖水溶液，復合溶劑用量為殼聚糖水溶液重量的
1-2倍，攪拌均勻后靜置2-4小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300-400目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
[0021]作為優選，所述多用途生物相容性材料的原料還包括墨魚骨粉，墨魚骨粉:殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(0.3-0.6): (2-8): (0.5-3): (1_5),所述墨魚骨粉的細度在150-250目。
[0022]墨魚骨粉具有制酸止痛、止血、接骨、骨缺損修復、抗輻射、抗腫瘤、抗潰瘍等作用。在本發明材料中再配以墨魚骨粉，墨魚骨粉為天然的生物活性碳酸鈣，具有天然的多孔結構，能與殼聚糖、膠原蛋白、透明質酸或海藻酸鈉等相吸附，控制降解速度，墨魚骨粉止血、制酸、消炎效果好，能加強防粘連作用和止血功能，促進創面愈合；同時墨魚骨粉為天然材料，組織相容性好，也易于降解。本發明的多用途生物相容性材料在加入墨魚骨粉后，特別適用于作為組織工程支架，尤其是骨修復方面的，因為墨魚骨粉降解后能釋放大量活性鈣離子，能有效促進骨修復。
[0023]作為優選，所述多用途生物相容性材料的具體制備方法為:
(1)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.4-0.6%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用40-50°C的溫水配制成質量濃度1.5-2%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.2-0.4%的透明質酸水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2-3%的海藻酸鈉水溶液；
(2)先把膠原蛋白水溶液與透明質酸水溶液或海藻酸鈉水溶液混合，加入脫水劑，再加入復合溶劑，攪拌均勻后再加入殼聚糖水溶液和墨魚骨粉，復合溶劑用量為殼聚糖水溶液重量的1-2倍，攪拌均勻后靜置2-4小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300-400目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
[0024]本發明的有益效果是:可作為止血防粘連材料，具有良好的組織粘附性，防粘連效果顯著，能迅速止血、防粘連以及促進組織愈合，可防止再次出血，消除明膠和動物膠原蛋白所不可避免的病毒隱患，使用安全性大幅度提高，而且降解完全，可以被身體吸收利用，對身體沒有副作用。也可用于組織工程支架，人造皮膚等，具有良好的生物相容性和可吸收降解性。
【具體實施方式】[0025]下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。
[0026]本發明中，若非特指，所采用的原料和設備等均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。
[0027]本發明的原料:透明質酸(市售)由中分子透明質酸和小分子透明質酸組成按1:1的重量比組成，中分子透明質酸分子量范圍為1000000-1800000,小分子透明質酸分子量范圍為400000-1000000。殼聚糖的脫乙酰度要求不低于90%。海藻酸鈉為醫用級的海藻酸鈉。脫水劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，市售)。
[0028]實施例1:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.4%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用40°C的溫水配制成質量濃度2%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.2%的透明質酸水溶液。
[0029](2)先把2.5g膠原蛋白水溶液與50g透明質酸水溶液混合，加入0.04gEDC,再加入100g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4: 0.5:0.5，攪拌均勻后再加入50g殼聚糖水溶液，攪拌均勻后靜置2-小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿。
[0030]實施例2:
(1)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.6%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用50°C的溫水配制成質量濃度1.5%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.4%的透明質酸水溶液。
[0031](2)先把IOg膠原蛋白水溶液與50g透明質酸水溶液混合，加入0.18g EDC，再加入150g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4:2: 2，攪拌均勻后再加入100g殼聚糖水溶液，攪拌均勻后靜置3小時形成水凝膠，將水凝膠倒入400目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿。
[0032]實施例3:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.5%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用45°C的溫水配制成質量濃度1.5%的膠原蛋白水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2%的海藻酸鈉水溶液。
[0033](2)先把20g膠原蛋白水溶液與25g海藻酸鈉水溶液混合，加入0.3g EDC，再加入160g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:6: 3: 3，攪拌均勻后再加入160g殼聚糖水溶液，攪拌均勻后靜置4小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿，再壓制成薄膜。
[0034]實施例4:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.5%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用45°C的溫水配制成質量濃度1.5%的膠原蛋白水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度3%的海藻酸鈉水溶液。
[0035](2)先把IOg膠原蛋白水溶液與IOg海藻酸鈉水溶液混合，加入0.15g EDC，再加入60g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4:2: 2，攪拌均勻后再加入60g殼聚糖水溶液，攪拌均勻后靜置2小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿。
[0036]實施例5:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.5%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用45°C的溫水配制成質量濃度1.5%的膠原蛋白水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2%的海藻酸鈉水溶液。
[0037](2)先把IOg膠原蛋白水溶液與IOg海藻酸鈉水溶液混合，加入0.15g EDC,再加入100g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4: 2: 2，攪拌均勻后再加入100g殼聚糖水溶液和細度在150-250目的墨魚骨粉
0.03g，攪拌均勻后靜置2小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿。
[0038]實施例6:
(I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.5%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用45°C的溫水配制成質量濃度1.5%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.4%的透明質酸水溶液。
[0039](2)先把IOg膠原蛋白水溶液與50g透明質酸水溶液混合，加入0.15g EDC,再加入100g復合溶劑，復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4: 2: 2，攪拌均勻后再加入100g殼聚糖水溶液和細度在150-250目的墨魚骨粉
0.06g，攪拌均勻后靜置2小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥48h制成海綿,再壓制成薄膜。
[0040]
本發明的可吸收降解的多用途生物相容性材料無毒副作用，對皮膚及粘膜無刺激性，在體內不產生免疫抗原反應及熱源反應，不溶血、無致突變性及無致死性突變效應，可在體內降解并被人體吸收，并通過代謝系統排出體外，是一種組織相容性良好的新的體內植入生物材料。
[0041]本發明的可吸收降解的多用途生物相容性材料可作為止血防粘連材料，具有良好的組織粘附性，防粘連效果顯著，能迅速止血、防粘連以及促進組織愈合，可防止再次出血，消除明膠和動物膠原蛋白所不可避免的病毒隱患，使用安全性大幅度提高，而且降解完全，可以被身體吸收利用，對身體沒有副作用。也可用于組織工程支架，人造皮膚等，具有良好的生物相容性和可吸收降解性。
[0042]在小鼠背部開IcmX Icm的出血創面，使用本發明的多用途生物相容性材料制成的薄膜覆蓋在傷口，平均止血時間小于2min，其在Imin內顯效平均達92%，經觀察本發明的材料能促進創面愈合，減少疤痕形成。
[0043]以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權利要求】
1.一種可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述多用途生物相容性材料的原料包括殼聚糖、膠原蛋白以及透明質酸或海藻酸鈉，殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(2-8): (0.5-3): (1-5)，然后加入脫水劑，經交聯反應生成水凝膠，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
2.根據權利要求1所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(3-6): (0.5-2): (2-3)。
3.根據權利要求1或2所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述脫水劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽，所述脫水劑的用量為膠原蛋白重量的0.8-1.2倍。
4.根據權利要求1或2所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述交聯反應以復合溶劑為介質，所述復合溶劑由乙醇、丙二醇和二丙二醇組成，乙醇、丙二醇和二丙二醇的重量比為:4-6: 0.5-3:0.5-3。
5.根據權利要求1或2所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述透明質酸由中分子透明質酸和小分子透明質酸組成按1:1的重量比組成，中分子透明質酸分子量范圍為1000000-1800000，小分子透明質酸分子量范圍為400000-1000000。
6.根據權利要求1或2所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述殼聚糖的脫乙酰度要求不低于90%。
7.根據權利要求1或2所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述海藻酸鈉為醫用級的海藻酸鈉。
8.根據權利要求1所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述多用途生物相容性材料的具體制備方法為: (1)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.4-0.6%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用40-50°C的溫水配制成質量濃度1.5-2%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.2-0.4%的透明質酸水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2-3%的海藻酸鈉水溶液； (2)先把膠原蛋白水溶液與透明質酸水溶液或海藻酸鈉水溶液混合，加入脫水劑，再加入復合溶劑，攪拌均勻后再加入殼聚糖水溶液，復合溶劑用量為殼聚糖水溶液重量的1-2倍，攪拌均勻后靜置2-4小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300-400目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
9.根據權利要求1所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述多用途生物相容性材料的原料還包括墨魚骨粉，墨魚骨粉:殼聚糖:膠原蛋白:透明質酸或海藻酸鈉的重量比例為(0.3-0.6):(2-8): (0.5-3): (1-5)，所述墨魚骨粉的細度在150-250目。
10.根據權利要求9所述的可吸收降解的多用途生物相容性材料，其特征在于:所述多用途生物相容性材料的具體制備方法為: (I)、把各原料先配制成水溶液:殼聚糖配制成質量濃度0.4-0.6%的殼聚糖水溶液；膠原蛋白用40-50°C的溫水配制成質量濃度1.5-2%的膠原蛋白水溶液；透明質酸先分散于水中，待充分溶脹后緩慢攪拌，配制成質量濃度0.2-0.4%的透明質酸水溶液；海藻酸鈉溶于水中配制成質量濃度2-3%的海藻酸鈉水溶液；(2)先把膠原蛋白水溶液與透明質酸水溶液或海藻酸鈉水溶液混合，加入脫水劑，再加入復合溶劑，攪拌均勻后再加入殼聚糖水溶液和墨魚骨粉，復合溶劑用量為殼聚糖水溶液重量的1-2倍，攪拌均勻后靜置2 -4小時形成水凝膠，將水凝膠倒入300-400目網袋中，用雙蒸水洗滌除雜質，最后冷凍干燥制成海綿或薄膜。
【文檔編號】A61L27/58GK103483625SQ201310403737
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】王春正, 戴建英 申請人:戴建英