抗钙化生物瓣膜材料的制备方法及抗钙化生物瓣膜材料与流程

1.本发明涉及生物医用材料技术领域，进一步涉及一种抗钙化生物瓣膜材料的制备方法及抗钙化生物瓣膜材料。


背景技术：

2.心脏瓣膜疾病是一种常见的瓣膜衰退疾病。传统的心脏瓣膜疾病的治疗为开胸瓣膜置换手术。开胸手术对病人创伤大、风险高、恢复慢、需体外循环支持，很多患者无法接受。随着技术的进步，最近十余年中，瓣膜置换手术的发展趋势已由外科开胸手术向经导管微创介入手术转变。与传统的开胸瓣膜置换手术相比，微创介入心脏瓣膜置换手术具有对病人创伤小、术后恢复快、风险低等优点，已成为未来瓣膜手术的主要趋势。生物心脏瓣膜是指一类用于替换人体病变心脏瓣膜的生物医学材料。基于生物瓣膜材料的特点和优势，当前生物瓣已成为介入式瓣膜的首选方案。
3.生物瓣膜钙化是因为钙盐在瓣膜上不断沉积结晶，从而使瓣膜变硬最后导致狭窄。目前，现有的介入生物瓣膜一般采用戊二醛交联的生物瓣膜材料，戊二醛交联生物瓣膜在体内的钙化问题已成为造成临床上瓣膜失效非常重要的因素。因此，对现有生物瓣膜材料的进行抗钙化处理以有效延长介入生物瓣膜的使用寿命，当前生物瓣膜急需解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术戊二醛交联处理的生物瓣膜易钙化的技术问题，本发明的目的在于提供一种新的制备抗钙化生物瓣膜材料的方法。通过去除游离羧基，解决现有介入生物瓣膜的钙化问题，，提高瓣膜材料的抗钙化效果，延长瓣膜使用寿命。
5.本发明的制备抗钙化生物瓣膜材料的方法依次包括如下步骤：
6.交联处理步骤s1：将生物瓣膜材料浸泡在戊二醛溶液进行交联处理，得到交联生物瓣膜材料；
7.除游离基团步骤s2：自然光照下将交联生物瓣膜材料浸泡在光触媒溶液中氧化催化处理，得到初步的抗钙化生物瓣膜材料。
8.较佳地是，所述方法还包括：
9.还原步骤s3：将得到的初步的抗钙化生物瓣膜材料浸泡在还原溶液以去除自由基，得到最终的抗钙化生物瓣膜材料。由于光触媒溶液有较强的氧化性，长期存在人体可能会破坏细胞结构，浸泡过光触媒溶液的心包在进入人体前，使用还原剂将其中和，能有效减少其对动物细胞的伤害。
10.较佳地是，所述方法还包括：
11.漂洗步骤sp：用生理盐水漂洗，其中，所述漂洗步骤sp在交联处理步骤s1、除游离基团步骤s2和/或还原步骤s3之前。
12.较佳地是，所述交联处理步骤s1中，
13.所述戊二醛溶液的浓度为0.5～5％，浸泡1～7天，浸泡温度为25～45℃。
14.较佳地是，所述除游离基团步骤s2中，
15.光触媒溶液的浓度为0.1～1％，浸泡1～4h。
16.较佳地是，所述除游离基团步骤s2中，
17.所述光触媒溶液选自tio2、zno、cds、wo3、fe2o3、pbs、sno2、zns、srtio3、sio2中的一种或多种。
18.较佳地是，所述还原步骤s3中，
19.所述还原溶液的浓度为0.5～5％，浸泡1～7天。
20.较佳地是，所述还原步骤s3中，
21.所述还原溶液选自硼氢化钠、氰基硼氢化钠、乙酰丙酮中的亚硫酸氢钠以及甲醛中的甲酸中的一种或多种。
22.较佳地是，所述漂洗步骤sp中，生理盐水漂洗2～5次优选3次，每次6～20分钟优选8～15分钟，更优选10分钟。
23.较佳地是，所述的生物瓣膜材料为心包、瓣膜、脑硬膜、肠粘膜、真皮、韧带、肌腱、巩膜、血管和带瓣管道中的一种或几种。
24.本发明的另一目的在于提供一种抗钙化生物瓣膜材料。本发明的抗钙化生物瓣膜材料本发明所述的方法制备得到。
25.与现有的技术相比，本发明的有益效果：
26.本发明的制备抗钙化生物瓣膜材料的方法能够有效降低戊二醛溶液处理后残留的羧基含量，减少钙化位点，提高瓣膜寿命。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.实施例1～n
29.漂洗步骤sp1，选择新鲜的生物瓣膜材料，将新鲜的生物瓣膜材料经过生理盐水漂洗n1次，每次t
sp1
分钟，去除表面的脂肪纤维等杂质。
30.交联处理步骤s1：在t1温度下，将新鲜生物瓣膜材料浸没在浓度c1的戊二醛溶液中t1天，取出，得到交联生物瓣膜材料。
31.漂洗步骤sp2，然后将交联生物瓣膜材料用生理盐水漂洗n2次，每次t
sp2
分钟。
32.除游离基团步骤s2：于自然光照下在t2温度下，将交联生物瓣膜材料浸没于浓度c2的光触媒溶液中t2小时，取出，得到初步的抗钙化生物瓣膜材料。
33.漂洗步骤sp3，将初步的抗钙化生物瓣膜材料用生理盐水漂洗n3次，每次t
sp3
分钟。
34.还原步骤s3：在t3温度下，将初步的抗钙化生物瓣膜材料浸没于浓度c3的还原溶液中储存t3天，得到最终的抗钙化生物瓣膜材料。由于光触媒溶液有较强的氧化性，长期存在人体可能会破坏细胞结构，浸泡过光触媒溶液的心包在进入人体前，使用还原剂将其中
和，能有效减少其对动物细胞的伤害。
35.表1实施例1～6以及对比实施例1的工艺参数
[0036][0037][0038]
表1(续)实施例1～6以及对比实施例1的工艺参数
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效果实施例
[0042]
1、弹性蛋白稳定性测试
[0043]
生物瓣膜植入体内后，会接触血液中的蛋白酶，在蛋白酶作用下，瓣膜中的胶原蛋白和弹性蛋白会发生降解，从而影响生物瓣膜稳定性。体外酶降解实验是一种检验生物瓣膜抵抗蛋白酶降解能力的有效方法。通过模拟体内蛋白酶环境，检验生物瓣膜的组分稳定性。将抗钙化牛心包切割成10
×
10mm的方形心包片，冷冻干燥后，37℃条件下，用含有弹性蛋白酶(30u/ml)的tris buffer(0.1mtris，1mm cacl2，ph＝7.8)溶液中孵育24h冲洗并冷冻干燥后称重，计算干重损失率。如表2所示。
[0044]
表2弹性蛋白酶降解失重率
[0045][0046][0047]
由上表可知，本发明制得的材料弹性蛋白稳定性大大提高。
[0048]
2、热皱缩温度测定
[0049]
将各组抗钙化牛心包裁剪成6cm
×
1cm大小，每组10片，以注射水为介质，从室温开始，使用热皱缩温度测定仪(选用sfmit-ps-83皮革收缩温度测定仪)测定心包片样品的大小，每分钟升高2℃完成测定。取样品收缩率变化最大时的水温为样品的热挛缩温度。如表3所示。
[0050]
表3热皱缩温度
[0051][0052]
表3(续)热皱缩温度
[0053][0054]
热皱缩温度是反应胶原交联度及其热稳定性的重要指标。因此本发明能够有效提高热皱缩温度，进一步说明，本发明可以显著增加改性生物材料的交联度，能更好的抑制钙化。
[0055]
3、钙含量测定
[0056]
实验动物选用6周龄体重200
±
10g健康雄性sd大鼠60只，每只动物分别编号并称量体重，并记录起始重量、第1、4、8周大鼠重量，如表4所示。
[0057]
表4大鼠重量变化
[0058]
[0059]
[0060][0061]
将抗钙化牛心包切割成10
×
10mm的方形心包片，对比例1以及实施例1-7每组各30片。将8组心包片用无菌生理盐水漂洗5次，每次5分钟，待用。
[0062]
将sd大鼠腹腔注射3％戊巴比妥钠0.1ml麻醉后，剃去术野皮毛，用碘酒和乙醇常规消毒。取其中30只在背部皮下左侧和右侧分别植入实施例1～3以及对比例1的心包片各一个，缝合皮肤切口，取另外30只在背部皮下左侧和右侧分别植入实施例4-7的心包片各一个，缝合皮肤切口。上述大鼠正常饲养(单笼饲养)，于第8周后co2安乐死小鼠，取出移植物。
[0063]
样品处理：小心去除移植物表面的宿主组织，生理盐水冲洗晾干，经恒温烘箱80℃干燥48小时至恒重，分别准确称量样品，加入3ml浓硝酸，0.5ml过氧化氢，采用微波消解处理样品，对比例1的样品用注射水定容至25ml，其他样品定容至15ml。
[0064]
钙含量测定：样品消解液采用火焰-原子吸收分光光度法进行测定。分析前，标准系列样品均需要加入适当浓度的氧化镧溶液，钙标准工作系列浓度为0、0.5、1.0、4.0、6.0、10.0μg/ml，对于超出线性范围的样品，根据其钙浓度稀释一定倍数后测量，标准曲线及实际测定样品中氧化镧浓度保持为1g/l。
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数据统计学处理
[0066]
实验结果以均值
±
标准差(x
±
s)表示，采用方差分析t检验，确定组间差异的显著化
[0067]
表5生物瓣膜材料的钙含量(μg ca/mg生物瓣膜材料干重)
[0068][0069]
由试验结果可知，光触媒通过自然光将水蒸气和氧气分解所产生的羟基，能够有效去除戊二醛溶液中的羧酸基团与醛基团，从而达到抗钙化的目的。
[0070]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。