一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法及应用，涉及医学和生物工程中的医用材料领域

【技术实现步骤摘要】
一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法及应用


[0001]本专利技术涉及医学和生物工程中的医用材料领域，特别是一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法及应用
。

技术介绍

[0002]角膜于眼球前表面，是保护眼球和维持视力的重要结构
。
迄今为止，临床解决角膜致盲最彻底的途径就是进行角膜移植
。
由于文化传统
、
伦理等原因，人源性供体角膜材料供应严重不足，而以玻璃或高分子等基材制成的人工角膜材料并发症多，难实现对角膜的永久性替代
。
随着组织工程兴起，学者将目光转向组织工程化角膜组织研究，希望能弥补人源性角膜供体不足及人工角膜临床缺陷，诱导角膜组织再生
。
[0003]组织工程角膜由角膜支架材料
、
角膜干细胞和信号因子三部分组成
。
组织工程角膜支架材料主要由生物大分子或合成高分子制成
。
截止目前已有几种角膜支架材料应用于临床，较典型的是脱细胞猪角膜和羊膜，但均存在一些性能上的缺陷：脱细胞猪角膜会传播人畜共患疾病病原体，移植后可能出现吸水肿胀，透明度恢复不良甚至溶解，且只适用于前板层的角膜移植；羊膜力学强度差，移植时难缝合，易起皱，移植后易出现早期降解，仅适用于眼表重建
。
[0004]鱼鳞基生物角膜材料免疫原性低，具有与角膜类似的结构和组成而受到研究者的关注
。
遗憾的是，理想的组织工程角膜支架材料除了具有良好的生物活性及光学性能外，临床上与眼球间良好的生物力学匹配性也是组织工程角膜移植成功的关键
。
过去数年间研究的多种角膜移植物由于在临床上表现出组织整合不佳和不良反应而未能通过临床试验，部分归因于材料生物力学性不匹配
。
鱼鳞基胶原材料存在同样的问题，已经证实鱼鳞基胶原材料具有一定的生物活性，但是，鱼鳞基角膜材料与眼球组织的生物力学相容性差，尤其是脱钙后鱼鳞基材料顺应性太差，导致植入时难以缝合，容易发生应力开裂，植入后机械刺激严重，疤痕增生，植入失败
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法及应用
。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，将鱼鳞基生物膜置于既定溶液中浸泡8～
15 h
，浸泡后置于反应釜中再加入新的既定溶液进行反应，反应的温度为4～
200 ℃
，反应的压强为
0.1
～
20 MPa
，反应时间为5～
24 h
，反应后获得改善力学性能的鱼鳞基生物膜；其中，所述既定溶液为酸液与
A
液的混合溶液，所述
A
液为硬脂酸盐
、
十二烷基磺酸钠
、
十二烷基苯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠
、
甘胆酸钠或甘油中的至少一种
。
[0007]进一步地，所述酸液为甲酸
、
草酸
、
硝酸
、
硫酸
、
盐酸
、
乙酸
、
甘蔗酸
、
苹果酸
、
柠檬酸
、
硼酸
、EDTA
或软脂酸中的至少一种
。
[0008]进一步地，所述鱼鳞基生物膜与既定溶液的质量体积比为
0.01
～
0.5 g:1 mL。
[0009]进一步地，所述酸液的浓度为
0.1
～
2mol/L
，
A
液的浓度
0.1
～
5mol/L
，酸液与
A
液的体积比为
0.1
～
10:1。
[0010]进一步地，所述鱼鳞基生物膜的制备方法为：将新鲜的鱼鳞漂洗干净后，依次加入脱脂液
、
脱糖液和脱钙液进行脱糖
、
脱脂和脱钙处理，其中，所述脱脂液为醇与甲烷氯代物的混合溶液，体积比为
0.1
～
8:1
；所述脱糖液为质量分数
0.1
～
8 %
的氯化钠溶液；所述脱钙液为
EDTA
和硝酸的混合溶液，混合溶液中
EDTA
的质量分数为1～
30 %
，硝酸的质量分数为1～
20 %。
[0011]进一步地，所述鱼鳞来自鲢鱼
、
鲑鱼
、
鲫鱼
、
草鱼
、
青鱼
、
鲤鱼
、
罗非鱼
、
梭鱼
、
鲮鱼或鳊鱼
。
[0012]进一步地，所述脱脂的具体操作为：将新鲜的鱼鳞漂洗干净后加入脱脂液中，放上摇床，设置摇床的速率为
60
～
160 r/min
，脱脂的时间为1～
3 h
；所述的醇为甲醇
、
乙醇
、
丙醇
、
异丙醇或丙三醇中的任意一种
。
[0013]进一步地，所述脱糖的具体操作为：将脱脂后的鱼鳞漂洗干净，加入脱糖液中，放上摇床，设置摇床的速率为
60
～
160 r/min
，脱糖的时间为1～
3 h。
[0014]进一步地，所述脱钙处理的具体操作为：将脱糖后的鱼鳞漂洗干净后放入脱钙液中反应1～
12h。
[0015]上述的方法制备的改善力学性能的鱼鳞基生物膜在人工角膜中的应用
。
[0016]本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术方法成功改善了鱼鳞的顺应性，其压缩弹性模量由原来的
231.09 Mpa
变至
45.05 Kpa
，更加接近人角膜压缩弹性模量（
20Kpa
左右）
。
[0017]（2）本专利技术方法处理后的鱼鳞基生物膜材料的拉伸强度由原来的
20.8 Mpa
减小为
3 Mpa
，但比人角膜拉伸强度
2.6Mpa
高，并且远高于凝胶类角膜材料；且本专利技术方法处理后的鱼鳞基生物膜能轻松进针，其缝合强度可达
29gf
，接近人角膜缝合强度
35.6gf
，能够满足缝合需求
。
[0018]（3）本专利技术方法不仅能够改善鱼鳞基膜的生物力学性能，同时可以弱化鱼鳞表面的嵴，大幅提升材料的光学性能，制得的鱼鳞基生物膜材料的透光率可达
92.8%
，满足角膜的光学性能要求
。
[0019]（4）本专利技术方法并未破坏鱼鳞纤维排列的有序结构，仍能模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，其特征在于，将鱼鳞基生物膜置于既定溶液中浸泡8～
15 h
，浸泡后置于反应釜中再加入新的既定溶液进行反应，反应的温度为4～
200 ℃
，反应的压强为
0.1
～
20 MPa
，反应时间为5～
24 h
，反应后获得改善力学性能的鱼鳞基生物膜；其中，所述既定溶液为酸液与
A
液的混合溶液，所述 A
液为硬脂酸盐
、
十二烷基磺酸钠
、
十二烷基苯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠
、
甘胆酸钠或甘油中的至少一种
。2.
根据权利要求1所述的一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，其特征在于，所述酸液为甲酸
、
草酸
、
硝酸
、
硫酸
、
盐酸
、
乙酸
、
甘蔗酸
、
苹果酸
、
柠檬酸
、
硼酸
、EDTA
或软脂酸中的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，其特征在于，所述鱼鳞基生物膜与既定溶液的质量体积比为
0.01
～
0.5 g:1 mL。4.
根据权利要求1所述的一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，其特征在于，所述酸液的浓度为
0.1
～
2mol/L
，
A
液的浓度
0.1
～
5mol/L
，酸液与
A
液的体积比为
0.1
～
10:1。5.
根据权利要求1所述的一种改善鱼鳞基生物膜力学性能的方法，其特征在于，所述鱼鳞基生物膜的制备方法为：将新鲜的鱼鳞漂洗干净后，依次加入脱脂液
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋波，尹越，罗振宇，朱凌璇，刘彬，郭梦娜，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：