生物材料的抗鈣化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)療技術(shù)，尤其涉及一種生物材料的抗鈣化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物材料是用于人體組織和器官的診斷、修復或增進其功能的一類高技術(shù)材料， 即用于取代、修復人體活組織的天然或人造材料，其作用藥物不可替代。但是也存在植入人 體后的生物材料鈣化，而直接影響到其使用性能和預期壽命，導致存在二次手術(shù)植入的風 險，因此生物材料的鈣化問題一直是困擾生物醫(yī)療界的難題，如何有效的進行生物材料抗 鈣化一直是眾多科學研究者研究的方向。
[0003]目前，臨床上主要應用的抗鈣化處理方法是采用表面活性劑對生物材料進行處 理，利用該抗鈣化處理方法處理的生物材料的抗鈣化性能具有明顯的進步。然而，上述抗鈣 化處理方法存在局部抗鈣化性能不佳、易造成生物材料破壞乃至分層等問題，從而影響生 物材料的耐疲勞性能和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種生物材料的抗鈣化處理方法，其抗鈣化性能良好且均一，并且不 影響生物材料的結(jié)構(gòu)和機械力學性能，處理后生物材料的耐疲勞性能和使用壽命均有所提 尚。
[0005] 本發(fā)明提供一種生物材料的抗鈣化處理方法，采用微乳液對生物材料進行處理。
[0006] 本發(fā)明所述的微乳液指的是一種分散液滴直徑較小，一般分布在5nm~100nm之 間的液體體系，通常由表面活性劑、助表面活性劑、油相以及水相混合乳化而成。本發(fā)明人 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當使用微乳液對生物材料進行處理時，能夠克服傳統(tǒng)抗鈣化處理方法（即采 用表面活性劑對生物材料進行處理）所存在局部抗鈣化性能不佳、易造成生物材料破壞乃 至分層等問題，從而獲得良好的抗鈣化效果。本發(fā)明對所采用的微乳液不作嚴格限制，其 可以為本領(lǐng)域常規(guī)的微乳液，比如含硅油微乳液，含植物油微乳液，含魚油等動物油微乳液 等。同時，本發(fā)明所采用的微乳液還具有生物相容性。這里指的生物相容性是指當微乳液 殘留在生物材料中時，其殘留成分不會對日后生物材料的使用造成任何安全性隱患，例如 毒性、致敏性等，從而人體使用時不會產(chǎn)生毒副作用，安全性良好。
[0007] 進一步地，為了達到較好得抗鈣化效果，所述微乳液含有脂肪酸及其衍生物。
[0008] 進一步地，所述微乳液含有脂肪酸及其疏水性衍生物。
[0009] 進一步地，所述微乳液含有不飽和脂肪酸及其疏水性衍生物。
[0010] 在一實施方式中，所述不飽和脂肪酸為油酸、亞油酸、亞麻酸、蓖麻油酸和魚油的 一種或多種。當不飽和脂肪酸為多種物質(zhì)的混合物時，本發(fā)明對各物質(zhì)之間的比例不做限 制。在應用過程中，飽和脂肪酸作為也可以對生物材料進行抗鈣化的處理，但是優(yōu)選為不飽 和脂肪酸。這里需要說明的是，本發(fā)明中涉及到的脂肪酸類物質(zhì)及其疏水性衍生物可以在 作為油相成分出現(xiàn)在微乳液中，也可以做為疏水性表面活性劑成分出現(xiàn)在微乳液中，也可 以同時作為油相以及表面活性劑成分出現(xiàn)在微乳液中，本發(fā)明對涉及到的脂肪酸類物質(zhì)及 其衍生物不作具體成分上的歸屬。
[0011] 在一實施方式中，所述微乳液還包括醇類化合物，如乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁 醇、異丁醇、正戊醇和異戊醇中的一種或多種。即，微乳液中的助表面活性劑可以具體為這 些成分，當助表面活性劑為多種物質(zhì)的混合物時，本發(fā)明對各物質(zhì)之間的比例不做限制。
[0012] 在一實施方式中，所述微乳液還包括表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、油酸鉀、油 酸鈉、硬脂酸鉀、聚乙二醇辛基苯基醚、聚氧乙烯基失水山梨醇酯和失水山梨醇酯中的一種 或多種。即，微乳液中的表面活性劑可以具體為這些成分。其中，當選用聚氧乙烯基失水 山梨醇酯和失水山梨醇酯時，可以選用聚氧乙烯基失水山梨醇酯和失水山梨醇酯的各種型 號，例如吐溫20-80,司盤20-80。在具體使用時，本發(fā)明對表面活性劑的種類不做限制，可 以是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑，或者兩種表面活性的混合物，當表面活性劑為 多種物質(zhì)的混合物時，本發(fā)明對各物質(zhì)之間的比例不做限制。表面活性劑還可以包括反應 性表面活性劑。
[0013] 同時，本發(fā)明的微乳液中的水相可以是普通水，也可以是含有電解質(zhì)的水溶液，例 如生理鹽水（0. 9%氯化鈉水溶液）或者常見的模擬體液的緩沖溶液，例如磷酸鹽緩沖溶 液，本發(fā)明的水相可以優(yōu)選為含有電解質(zhì)的水溶液。
[0014] 在使用本發(fā)明的方法處理生物材料時，可以采用下述的具體微乳液對生物材料進 行處理，該微乳液液包括如下重量份的成分：表面活性劑0. 01~30份，助表面活性劑1~ 85份，油相0. 01-5份和水相10~90份。進一步地，表面活性劑可優(yōu)選為0. 03~20份； 助表面活性劑可優(yōu)選為5~60份，更優(yōu)選為10~40份；油相可優(yōu)選為0. 02~2份；水相 可優(yōu)選為20~90份，更優(yōu)選為40~90份。上述微乳液中的各成分不僅可以為本發(fā)明之 前提供的具體成分，也可以為本領(lǐng)域的常規(guī)成分。
[0015] 在具體使用微乳液處理生物材料時，優(yōu)選的，可以采用平均粒徑為5~60nm，粒徑 分布為0. 2以下的微乳液。當控制微乳液的參數(shù)在上述范圍內(nèi)時，所獲得生物材料的抗鈣 化性能良好且均一，生物材料的結(jié)構(gòu)和機械力學性能不受影響，生物材料的耐疲勞性能和 使用壽命均有所提尚。
[0016] 在本發(fā)明中，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)方法制備上述微乳液，制備時為了加速組分間 的乳化互溶過程，可對溫度進行控制，例如在20~40°C條件下進行組分的添加攪拌。
[0017] 在本發(fā)明中，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)方法進行所述處理。
[0018] 在一實施方式中，所述處理為將所述生物材料與所述微乳液進行接觸，例如通過 浸漬來使材料與微乳液充分接觸，并且控制所述浸漬的時間大于5min。在具體操作中，例如 可以通過浸漬來使生物材料與微乳液進行充分接觸，并且一般控制接觸時間為為5min~ 72h，接觸時間越長，生物材料的抗鈣化效果越好，優(yōu)選將接觸時間控制在30min~48h。
[0019] 進一步地，在振蕩、攪拌或超聲波的條件下進行所述處理。在處理過程中，還可以 采用振蕩、攪拌或超聲波等適當?shù)奈锢矸绞竭M行輔助，這些輔助有利于微乳液與生物材料 接觸充分，以達到抗鈣化效果的良好和均一。具體的，當采用振蕩方式時，可以將盛有樣品 的容器置于振蕩床上，控制振蕩頻率為30~70rmp/min，震蕩時間可以與接觸時間相同，也 可以短于接觸時間，例如先振蕩后靜置；當采用攪拌方式處理時，可以根據(jù)需要設(shè)定攪拌頻 次和時間；當采用超聲波方式時，可以將盛有樣品的容器置于超聲清洗器中，控制超聲頻率 為25~80HZ，優(yōu)選為30~60HZ，超聲時間為5~90min。除了上述3種方式外，還可以在 微乳液與材料接觸時對生物材料施加外力擠壓以助于微乳液的滲入。為了加強微乳液處理 效果，在處理過程中可以按照一定的順序依次采用這幾種方式對生物材料進行處理。
[0020] 進一步地，在進行所述處理時，對處理體系進行光照、輻照或加熱，或者向處理體 系中通入臭氧。除了機械外力的輔助作用，還可以在處理時，對處理體系進行光照、輻照或 加熱，或者向處理體系中通入臭氧，從而提高抗鈣化效果，當進行加熱處理時，可以將溫度 控制在20~60°C，優(yōu)選為25~50°C。通入臭氧時，可以控制臭氧濃度為10~80mg/L，流 量為5~20L/h，一般臭氧注入時間為2~90min。
[0021] 本發(fā)明提供的使用微乳液處理生物材料的方法，在具體實施過程中，并不只限定 于上述處理方式。例如，在處理過程中不限于只使用一種微乳液對生物材料進行處理，還可 以采用成分不同或者比例不同的多種微乳液對生物材料進行分步處理。而且，本發(fā)明的處 理方法不僅可以作為抗鈣化方法單獨使用，還可以與其他已知的抗鈣化技術(shù)聯(lián)用，包括組 織脫細胞技術(shù)、Linx?AC抗媽化處理技術(shù)、ThermaFix?抗媽化技術(shù)、AOA?抗媽化技術(shù)、羥基 鉻抗鈣化處理技術(shù)、醇處理技術(shù)、還原法抗鈣化技術(shù)等，其他抗鈣化技術(shù)還包括但不限于以 其他交聯(lián)劑取代常規(guī)的醛來固定膠原組織的抗鈣化方法和其他能減輕組織植入后鈣化的 方法，以達到最佳抗鈣化效果。在具體實施方法中，本發(fā)明的微乳液抗鈣化技術(shù)可以在其他 方法之前使用，也可以在其他抗鈣化方法之后使用。
[0022] 由于微乳液的生物相容性良好，因此經(jīng)過微乳液處理的生物材料從微乳液中取出 后可以直接保存在常規(guī)的戊二醛保存液中，也可以經(jīng)過磷酸鹽緩沖溶液或者其它模擬體液 的液體漂洗后進行保存，例如干法保存等。
[0023] 進一步地，所述生物材料為包括心包、瓣膜、腦硬膜、腸粘膜、真皮、韌帶、肌腱、鞏 膜、血管或者帶瓣管道的材料。更廣范圍的，生物材料可以是以膠原組織為主要組成的材 料，或者一切具有抗鈣化需要的待植入人體的材料，這些生物材料一般來自于動物源，以及 同種異體或者自體。本發(fā)明對生物材料沒有限定要求，可以使經(jīng)過脫細胞預處理后的生物 材料，例如脫細胞膠原組織，也可以是未經(jīng)過脫細胞預處理的生物材料。臨床上使用的生物 瓣膜、帶瓣管道、生物補片以及人工血管等醫(yī)療器械產(chǎn)品均有不同程度的抗鈣化要求，本發(fā) 明對提高這些產(chǎn)品的抗鈣化性能具有重要意義。經(jīng)過微乳液處理的生物材料，由于其抗鈣 化效果好，使用壽命長，因此被用作生物瓣膜等人體器官組織植入人體后，降低了二次換瓣 手術(shù)的風險。
[0024] 本發(fā)明提供的生物材料的抗鈣化處理方法，至少具有以下優(yōu)勢：
[0025] 1、本處理方法能最小程度的避免對生物材料的組織損傷，有效增強生物材料的 抗鈣化效果，尤其在抗鈣化性的均一性上，相較于常規(guī)的表面活性劑抗鈣化處理方法有顯 著的提高，能夠有效延長生物材料的使用壽命，避免生物材料二次更換的風險，減輕病患痛 苦。
[0026] 2、本處理方法簡單可行，對生物材料無需進行過多預處理，可實施度高，可實施范 圍廣。
【具體實施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實施例，對本 發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實 施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028] 實施例1
[0029] 本實施例的微乳液1，按照重量份包括如下組分：乙醇25份，正戊醇10份， Tween-80 3份，脂肪醇聚氧乙烯醚（AE0-9) 5. 5份，油酸1. 0份，氨基硅油0. 5份，水55份。
[0030] 在25°C下，將上述組分按照微乳液的常規(guī)制備方法制得微乳液1。采用Malvern NanoZS90粒徑分析儀對制備得到微乳液進行粒徑分析，本實施例的制備的微乳液的平均 粒徑為95. 4nm，