專利名稱：用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療外科修補(bǔ)材料，特別涉及一種以蠶絲為主要原料加工成的用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)硬腦膜等醫(yī)療外科缺損組織修復(fù)材料的報道有公開號為CN1040318的中國發(fā)明專利“一種可吸收性的人工硬腦膜及其制備方法”、公開號為CN2461505的中國發(fā)明專利“生物性人工硬腦膜”等，其成膜材料主要是硅橡膠、聚乙烯、碳纖維、聚氨酯、明膠等合成和天然高分子材料。但將其用作生物醫(yī)學(xué)材料，特別是合成材料植入人體后，如何避免對周圍組織的不良影響，如何提高材料的生物相容性，尚需進(jìn)一步研究和改進(jìn)；對采用動物或異體的膠原、明膠等天然原料制備機(jī)體缺損組織修復(fù)材料，如何充分避免異種或異體抗原的影響和疾病的傳播，也是需要進(jìn)一步研究的課題。因此，人們一直在尋找合適的機(jī)體缺損組織修復(fù)材料。
研究表明，蠶絲中的絲素蛋白無毒性、無刺激作用，具有良好的生物相容性，因此蠶絲是制造生物醫(yī)學(xué)膜材料的較理想原料。但用于硬腦膜、肌腱、韌帶、食道、血管等缺損組織修復(fù)時，膜材料需具備下列條件一是要保持絲素蛋白良好的生物相容性的特點(diǎn)；二是必須同時具備可靠的強(qiáng)度和良好的柔軟性、彈性，以滿足外科嚴(yán)密修補(bǔ)和修補(bǔ)后受力變形而不破損的要求；三是膜的表面應(yīng)能防止手術(shù)后與周圍組織(如腦組織)的粘連。在本發(fā)明作出之前，公開號為CN1316465A的中國發(fā)明專利“柔韌絲素蛋白膜及其制備方法”，采用以家蠶絲素蛋白為原料，用環(huán)氧樹脂作為成膜的交聯(lián)劑制備柔韌絲素蛋白膜，是一種柔韌性較好的絲素蛋白膜。但用于硬腦膜、肌腱、韌帶食道、血管等醫(yī)療外科修補(bǔ)材料時，在強(qiáng)度方面尚不能滿足外科嚴(yán)密修補(bǔ)和修補(bǔ)后受力變形而不破損的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對已有技術(shù)的不足，提供一種既具有良好的生物相容性，又具備可靠強(qiáng)度和較好的柔軟性，適用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料及其制備方法。
本發(fā)明所述的機(jī)體缺損組織修復(fù)材料是以蠶絲為主要原料制成的絲素蛋白膜，其特征在于膜內(nèi)有一增強(qiáng)層；膜厚為0.05～0.5mm，絲素蛋白含量為50～98％；膜的表面含有活性表面修飾劑；膜的拉伸斷裂強(qiáng)度大于18.0MPa，斷裂伸長率大于20％，伸長彈性回復(fù)率大于50％，楊氏模量小于110MPa。
本發(fā)明所述的機(jī)體缺損組織修復(fù)材料的制備方法，是先將蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析、提純后得到純絲素蛋白溶液，加入交聯(lián)劑、催化劑等，其特征在于再進(jìn)行如下步驟的加工a.將經(jīng)界面處理劑處理后的增強(qiáng)層展平于絲素蛋白溶液中，延流法熱風(fēng)干燥后制成厚度為0.05～0.5mm的膜材料；b.以分子量為200～6000的聚乙二醇、乙二醇或丙三醇中的一種為界面處理劑，將增強(qiáng)層浸漬于濃度為1～50％的界面處理劑溶液中，密閉，常溫下減壓處理5～60分鐘；c.在經(jīng)界面處理劑處理后的增強(qiáng)層表面涂上絲素蛋白溶液，烘干后成厚度為0.05～0.5mm的膜材料；d.用表面修飾劑對上述膜材料進(jìn)行處理，得到用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料，所述的表面修飾劑分子式為 式中X為Cl或O-(CH2CH2O)n-CH3，n＝1～500。
本發(fā)明所述的機(jī)體缺損組織修復(fù)材料，由于膜內(nèi)連續(xù)相及增強(qiáng)層都以絲素蛋白為原料，既保持了絲素蛋白膜具備良好生物相容性的優(yōu)點(diǎn)，又使膜的增強(qiáng)層能夠承受外力的作用，從而具備了較高的強(qiáng)度，不易破損；由于使用了無毒、無害的界面處理劑，在不影響膜的良好的生物相容性的同時，界面處理劑使膜內(nèi)增強(qiáng)層與連續(xù)相絲素蛋白之間產(chǎn)生一定程度的結(jié)合力，防止分離，但又允許相互間有一定程度的可回復(fù)位移，使膜具備了較好的柔軟性和彈性；活性表面修飾劑的使用，能防止修復(fù)手術(shù)后膜與周圍組織發(fā)生粘連。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1、2制膜時增強(qiáng)層與金屬框架組合體示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1、2制膜過程中制膜模具組合體示意圖；圖中所示，增強(qiáng)層1，金屬框架2，塑料成膜模具3。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一1.將0.5公斤繭層放入20升濃度為0.4％的中性皂溶液中，于98～100℃處理2小時，脫盡蠶絲外圍的絲膠，充分洗滌后得到純絲素，即絲素蛋白；晾干后的純絲素，用28升8.5摩爾/升的溴化鋰溶液，于60±2℃攪拌溶解成絲素蛋白混合溶液；用水透析去除溴化鋰等雜質(zhì)，再經(jīng)過濾得到純的絲素蛋白溶液；在絲素溶液中添加脂肪族縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂，分子量為460～560，環(huán)氧樹脂的添加量為溶液含固率的37.4％，充分?jǐn)嚢?；再添加催化劑KSCN，催化劑的添加量為環(huán)氧樹脂重量的1％，充分?jǐn)嚢琛⒚撆荨?br> 2.將家蠶絲平紋機(jī)織生坯織物置于0.3％的碳酸鈉溶液中，于98～100℃處理0.5小時，重復(fù)處理3次，自然晾干后得到蠶絲平紋機(jī)織熟織物。
3.以分子量800的聚乙二醇為界面處理劑，將家蠶絲平紋機(jī)織熟織物浸漬于濃度為10％的界面處理劑溶液中，密閉，常溫下減壓處理15分鐘，重復(fù)處理3次。
4.參見圖1，上述經(jīng)界面處理劑浸漬過的家蠶絲熟織物為增強(qiáng)層1，將其展平、繃緊、固定于不銹鋼制的金屬框架2上，形成增強(qiáng)層與金屬框架組合體。
5.參見圖2，將增強(qiáng)層與金屬框架組合體平置于塑料模具3內(nèi)，形成制膜模具組合體。
6.將步驟1所制備的含交聯(lián)劑環(huán)氧樹脂及催化劑的絲素蛋白溶液，倒入圖2所示的制膜模具組合體內(nèi)，充分驅(qū)除氣泡。
7.用30℃的熱風(fēng)干燥，使溶液成膜。
8.經(jīng)12小時回潮后，沿金屬框架2的邊緣剪開蠶絲織物增強(qiáng)層，剝出增強(qiáng)絲素蛋白膜，將分子量為2000的活性聚乙二醇1g溶解在100ml的硼酸緩沖溶液(pH9.5)中，作為表面修飾劑，將約100cm2的上述增強(qiáng)絲素蛋白膜放入表面修飾劑中，在5℃的溫度條件下反應(yīng)1.5小時后，加入pH為7.0的磷酸緩沖溶液50ml，取出充分洗滌后用去離子水浸漬72小時，得到用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料，經(jīng)封裝、消毒，即得成品。
按實(shí)施例一所述制備方法得到的用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料，其主要結(jié)構(gòu)、性能見表一。
實(shí)施例二1.將1公斤下腳生絲(繅絲廠副產(chǎn)品)放入40升濃度為0.05％的碳酸鈉水溶液中，煮沸0.5小時，重復(fù)處理三次，脫盡蠶絲外圍的絲膠，得到純絲素；晾干后的純絲素，用20升重量比為45∶30∶25的硝酸鈣、水、乙醇溶液，在80±2℃下攪拌溶解成絲素混合溶液；用水透析，以去除硝酸鈣等雜質(zhì)，再經(jīng)過濾得到純的絲素蛋白溶液；在絲素溶液中添加聚醚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，分子量為922～1022，環(huán)氧樹脂的添加量為溶液含固率的23.3％，充分?jǐn)嚢?；在上述溶液中再添加催化劑Na2S2O3，催化劑的添加量為環(huán)氧樹脂重量的0.01％，充分?jǐn)嚢琛⒚撆荨?br> 2.將家蠶絲針織經(jīng)編生坯織物置于0.3％的碳酸鈉溶液中，于98～100℃處理0.5小時，重復(fù)處理3次，晾干后得到蠶絲針織經(jīng)編熟織物。
3.以丙三醇為界面處理劑，將家蠶絲針織經(jīng)編熟織物浸漬于濃度為30％的界面處理劑溶液中，密閉，常溫下減壓處理30分鐘，重復(fù)處理2次。
4.經(jīng)界面處理劑浸漬過的家蠶絲針織經(jīng)編熟織物作為增強(qiáng)層1，將其展平、繃緊、固定于鐵制表面鍍鋅的金屬框架2上，形成增強(qiáng)層與金屬框架組合體。
5.將增強(qiáng)層與金屬框架組合體平置于塑料模具3內(nèi)，形成制膜模具組合體。
6.將步驟1所制備的含交聯(lián)劑環(huán)氧樹脂及催化劑的絲素蛋白溶液，倒入制膜模具組合體內(nèi)，充分驅(qū)除氣泡。
7.用50℃的熱風(fēng)干燥，使溶液成膜。
8.經(jīng)24小時回潮后，沿金屬框架邊緣剪開蠶絲織物增強(qiáng)層，剝出增強(qiáng)絲素蛋白膜，將分子量為12000的活性聚乙二醇0.5g溶解在35ml的硼酸緩沖溶液(pH9.5)中，作為表面修飾劑，將約25cm2的上述增強(qiáng)絲素蛋白膜放入表面修飾劑中，在5℃的溫度條件下反應(yīng)1小時后，加入pH為7.0的磷酸緩沖溶液25ml，取出充分洗滌后用去離子水浸漬72小時，得到用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料，經(jīng)封裝、消毒，即得成品。
按實(shí)施例二所述制備方法得到的用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料，其主要結(jié)構(gòu)、性能見表二。
表一

表二

權(quán)利要求
1.用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料，它是一種絲素蛋白膜，其特征在于膜內(nèi)有一以家蠶絲熟織物制成的增強(qiáng)層；膜的厚度為0.05～0.5mm，絲素蛋白含量為50～98％；膜的表面含有活性表面修飾劑；膜的拉伸斷裂強(qiáng)度大于18.0MPa，斷裂伸長率大于20％，伸長彈性回復(fù)率大于50％，楊氏模量小于110MPa。
2.用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的材料的制備方法，先將蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析、提純后得到純絲素蛋白溶液，加入交聯(lián)劑、催化劑等，其特征在于再進(jìn)行如下步驟的加工a.將家蠶絲生坯織物置于中性皂或碳酸鈉溶液中，在98～100℃的溫度條件下處理0.5～1小時，干后得到家蠶絲熟織物作為增強(qiáng)層；b.以分子量為200～6000的聚乙二醇、乙二醇或丙三醇中的一種為界面處理劑，將增強(qiáng)層浸漬于濃度為1～50％的界面處理劑溶液中，密閉，常溫下減壓處理5～60分鐘；c.將經(jīng)界面處理劑處理后的增強(qiáng)層展平于絲素蛋白溶液中，延流法熱風(fēng)干燥后制成厚度為0.05～0.5mm的膜材料；d.用表面修飾劑對上述膜材料進(jìn)行處理，得到用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料，所述的表面修飾劑分子式為 式中X為Cl或O-(CH2CH2O)n-CH3，n＝1～500。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療外科修補(bǔ)材料，特別涉及用于機(jī)體缺損組織修復(fù)的蠶絲蛋白材料及其制備方法。它以家蠶絲熟織物經(jīng)界面處理后作為增強(qiáng)層，展平于絲素蛋白溶液中，延流法熱風(fēng)干燥后再經(jīng)表面活性修飾處理加工而成，既具有良好的生物相容性，又具備較大的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率和較好的柔軟性，可用作硬腦膜、食道、血管、韌帶、肌腱等醫(yī)療外科修復(fù)材料及創(chuàng)面覆蓋、人工皮膚材料等。
文檔編號A61L27/00GK1397355SQ0213812
公開日2003年2月19日 申請日期2002年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者李明忠, 盧神州 申請人:蘇州大學(xué)