一种生物补片的交联方法以及交联生物补片技术

本发明专利技术涉及组织工程技术领域，尤其涉及一种生物补片的交联方法以及交联生物补片。该交联方法工艺简单，交联效率较高，能够保留胶原的天然三维结构，所获得的交联生物补片的机械强度和柔韧性较高，长期保存不会出现发黄以及易于钙化的现象。本发明专利技术实施例提供一种生物补片的交联方法，所述生物补片为脱细胞后的细胞外基质，包括：步骤1)将所述生物补片置于含有脱水缩合剂的溶液中进行脱水缩合反应；其中，所述脱水缩合剂为碳化二亚胺；或者，将所述生物补片置于含有天然生物交联剂的溶液中，使得所述生物补片上的胶原分子与所述天然生物交联剂进行交联反应；步骤2)对所述生物补片进行清洗，停止反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及组织工程
，尤其涉及一种生物补片的交联方法以及交联生物补片。
技术介绍
近年来，生物补片已用于各种组织器官的小面积损伤修复中，例如：皮肤、胸膜、颅骨、肿瘤等手术后的小面积损伤填补均会用到生物补片。在乳房整形手术中，患者大面积肌肉缺失，在将生物补片植入机体内时，能够起到固定支撑的作用，从而能够减少乳房假体移位、下垂，减小患者的机体排斥反应。但是，生物补片在用于临床时，由于其机械强度较低，降解速率较快，仍然容易引发术后并发症，难以满足临床需求，鉴于此，人们通过在生物补片内引入交联剂，以改变胶原分子的结构来提高生物补片的机械性能和柔韧性。现有的交联方法中最为常见的为：采用戊二醛通过缩醛反应来进行交联固定，以及采用环氧化合物进行交联固定，醛类物质与环氧化合物均为人工合成，毒性相对较高，尤其是采用缩醛反应所获得的生物补片降解时会释放出醛的残留毒性，表现出较大的细胞毒性。专利号为CN 200510120796.5中采用非醛类交联剂对所述生物补片进行交联固定，以提高生物补片的机械强度以及韧性，具体的，采用酰胺以及环氧化物与胶原分子中的氨基、巯基反应生成环氧键，以减少体内酶对生物补片的攻击位点，在此过程中，所述环氧化物不稳定，容易发生开环反应，并且所述环氧化物与胶原分子进行反应时，所述胶原分子需要与所述环氧化物中的两个或者多个环氧键结合才能交联形成网状结构，反应时间长，交联效率较低，难以实现产业化，所获得的产物在植入机体内时容易发生钙化现象，长期存在下变硬、变脆，从而使得力学性能降低，难以与原生物质长合在一起，虽然在该专利中，通过引入聚氨酯、聚酰胺、聚酯、聚乳酸等高分子聚合物链以提高生物补片的韧性，但是，该生物补片在植入机体内时容易引起三维结构的塌陷，发生纤维包裹，使得该生物补片与原生组织的降
解速度不一致，难以与原生物质长合以及容易出现炎症反应的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种生物补片的交联方法以及交联生物补片。该交联方法工艺简单，交联效率较高，能够保留胶原的天然三维结构，所获得的交联生物补片的机械强度和柔韧性较高，长期保存不会出现发黄以及易于钙化的现象。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种生物补片的交联方法，包括：步骤1)将脱细胞后的细胞外基质置于含有脱水缩合剂的溶液中进行脱水缩合反应，其中，所述脱水缩合剂为碳化二亚胺；或者，将脱细胞后的细胞外基质置于含有天然生物交联剂的溶液中，使得所述生物补片上的胶原分子与所述天然生物交联剂进行交联反应；步骤2)对所述生物补片进行清洗，停止反应。可选的，所述碳化二亚胺为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。优选的，所述含有脱水缩合剂的溶液中还添加有：N-羟基苯并三氮唑或N-羟基-琥珀酸酰胺。进一步优选的，所述含有脱水缩合剂的溶液中还添加有酸性缓冲剂，使得反应体系的pH值为4.5-6.5。可选的，所述酸性缓冲剂为2-N吗啉乙磺酸。优选的，所述天然生物交联剂选自花青素、核黄素、核糖和京尼平中的任意一种。可选的，所述步骤2)中的清洗溶液选自磷酸盐缓冲溶液、氯化钠溶液、hank液和水中的一种或者几种。优选的，所述步骤1)中脱水缩合反应的温度为20-30℃，反应时间为6-12h。可选的，所述步骤1)中交联反应的温度为30-37℃，反应时间为12h-48h。另一方面，本专利技术实施例提供一种通过上述所述的方法制备获得的交联生物补片。本专利技术实施例提供的一种生物补片的交联方法以及交联生物补
片。该交联方法工艺简单，交联效率较高，其中，所述生物补片中的胶原分子在脱水缩合剂的存在下发生自身脱水缩合反应，使得胶原分子的羧基和氨基生成分子内或者分子间的酰胺键，而脱水缩合剂并没有成为实际交联的一部分，在步骤2)中可以清洗掉，从而能够保持胶原的天然三维结构，细胞毒性小，而天然生物交联剂几乎无细胞毒性，与人工合成的化合物相比，所获得的生物补片的生物相容性好，安全性好，通过上述交联方法所获得的生物补片具有较高的机械强度和柔韧性，长期保存不会出现发黄以及易于钙化的现象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种生物补片的交联方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种碳化二亚胺与胶原分子发生交联反应的机理图；图3为本专利技术实施例提供的在N-羟基-琥珀酸酰胺存在下碳化二亚胺与胶原分子发生交联反应的机理图；图4为本专利技术实施例提供的实施例1和对照例在不同反应阶段的收缩温度增加量与自由氨基的消耗量的关系曲线图；图5为本专利技术实施例提供的交联之前的生物补片的DSC图谱；图6为本专利技术实施例提供的生物补片A的DSC图谱。具体实施方式现将详细地提供本专利技术实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本专利技术进行多种修改和变化而不背离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例所涉及的材料均可以通过商业途径或通过申请人获取。一方面，本专利技术实施例提供一种生物补片的交联方法，参见图1，包括：步骤1)将脱细胞后的细胞外基质置于含有脱水缩合剂的溶液中进行脱水缩合反应，其中，所述脱水缩合剂为碳化二亚胺；或者，将脱细胞后的细胞外基质置于含有天然生物交联剂的溶液中，使得所述生物补片上的胶原分子与所述天然生物交联剂进行交联反应；步骤2)对所述生物补片进行清洗，停止反应。所述碳化二亚胺是一种多肽缩合剂，碳化二亚胺与胶原分子进行交联的反应机理参见图2所示，碳化二亚胺1与胶原分子2的羧基耦合形成O-异酰基脲活化中间体3，这一活化中间体3受到胶原分子2中-NH2的进攻脱去，形成酰胺4和脲5，活性中间体3可以与另一胶原分子2的羧酸反应生成酸酐6，酸酐6与胶原分子2中的-NH2反应也得到酰胺4，在此过程中，碳化二亚胺仅起到脱水缩合作用，并不成为交联产物的一部分。本专利技术实施例提供的一种生物补片的交联方法。该交联方法工艺简单，交联效率较高，其中，所述脱细胞后的细胞外基质中的胶原分子在脱水缩合剂的存在下发生自身脱水缩合反应，使得胶原分子的羧基和氨基生成分子内或者分子间的酰胺键，而脱水缩合剂并没有成为实际交联的一部分，在步骤2)中可以清洗掉，从而能够保持胶原的天然三维结构，细胞毒性小，而天然生物交联剂几乎无细胞毒性，与人工合成的化合物相比，所获得的生物补片的生物相容性好，安全性好，通过上述交联方法所获得的生物补片具有较高的机械强度和柔韧性，长期保存不会出现发黄以及易于钙化的现象。本专利技术的一实施例中，所述碳化二亚胺为1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐。由于1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐的细胞毒性小，具有良好的水溶性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物补片的交联方法，所述生物补片为脱细胞后的细胞外基质，其特征在于，包括：步骤1)将所述生物补片置于含有脱水缩合剂的溶液中进行脱水缩合反应；其中，所述脱水缩合剂为碳化二亚胺；或者，将所述生物补片置于含有天然生物交联剂的溶液中，使得所述生物补片上的胶原分子与所述天然生物交联剂进行交联反应；步骤2)对所述生物补片进行清洗，停止反应。

【技术特征摘要】
1.一种生物补片的交联方法，所述生物补片为脱细胞后的细胞外基质，其特征在于，包括：步骤1)将所述生物补片置于含有脱水缩合剂的溶液中进行脱水缩合反应；其中，所述脱水缩合剂为碳化二亚胺；或者，将所述生物补片置于含有天然生物交联剂的溶液中，使得所述生物补片上的胶原分子与所述天然生物交联剂进行交联反应；步骤2)对所述生物补片进行清洗，停止反应。2.根据权利要求1所述的交联方法，其特征在于，所述碳化二亚胺为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。3.根据权利要求1所述的交联方法，其特征在于，所述含有脱水缩合剂的溶液中还添加有：N-羟基苯并三氮唑或N-羟基-琥珀酸酰胺。4.根据权利要求1所述的交联方法，其特征在于，所述含有脱水缩合剂的溶液中还添加有酸性缓冲剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉永峰，
申请(专利权)人：陕西瑞盛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61