專(zhuān)利名稱(chēng)：絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法及其應(yīng)用，適用于人工髓核的制備。
背景技術(shù)：
脊柱退行性疾病是一種常見(jiàn)病，尤其是頸椎病與腰椎病發(fā)病率最高，二者的發(fā)病率占成人之60°/Γ80%。在某些職業(yè)甚至可高達(dá)90%以上。流行病學(xué)研究結(jié)果表明，目前在全世界范圍內(nèi)頸肩腰腿痛已成為發(fā)病率最高的職業(yè)性疾病。大約有75°/Γ85%的人在其一生中會(huì)發(fā)生頸肩腰腿痛。美國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)資料表明，腰背痛的年發(fā)生率為159Γ20%，是45歲以下人群中最常見(jiàn)的導(dǎo)致活動(dòng)受限的原因。歐洲國(guó)家統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，頸肩腰背痛的年發(fā)生率為25% 45%。我國(guó)60歲以上的老年人已達(dá)I. 3億，占全國(guó)人口的1/10，老年脊柱退行性疾病是導(dǎo)致頸肩腰腿痛發(fā)病率增高的一個(gè)重要原因。椎間盤(pán)退變是導(dǎo)致脊柱退行性疾病的前提和病理基礎(chǔ)；椎間盤(pán)退變(Intervertebral Disc Degeneration, IVDD)是機(jī)體退變的一部分，其機(jī)理是椎間盤(pán)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降低，盤(pán)內(nèi)活性細(xì)胞數(shù)量減少或細(xì)胞外基質(zhì)的敏感性喪失，長(zhǎng)鏈蛋白多糖和水含量的降低及活性細(xì)胞數(shù)量減少，并進(jìn)而影響盤(pán)內(nèi)細(xì)胞的功能，導(dǎo)致椎間盤(pán)形狀的改變和機(jī)械功能的喪失。脊柱作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，由24塊椎骨和一塊骶骨組成，它們的連接是靠小關(guān)節(jié)，椎間盤(pán)，韌帶及其周?chē)募∪馔瓿?。替換其中任何一部分，都會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)。因此，人工椎間盤(pán)必需具有類(lèi)似原有椎間盤(pán)的生理特性以維持脊柱的活動(dòng)和穩(wěn)定。椎體的連結(jié)是由椎間盤(pán)及其上下關(guān)節(jié)突構(gòu)成的椎間關(guān)節(jié)構(gòu)成。隨著年齡的增長(zhǎng)，椎間盤(pán)退變是不可避免的。其由于椎間盤(pán)組織再生能力有限，一旦發(fā)生退變，很難阻止或逆轉(zhuǎn)。有實(shí)驗(yàn)證明，在切除髓核之后，椎體的活動(dòng)度將提高389^100%，組成纖維環(huán)的膠原纖維將沿著壓力軸的方向使外部的膠原纖維向外膨出，內(nèi)部的膠原纖維向內(nèi)膨出。這些因素削減了纖維環(huán)的抗剪切應(yīng)力，最終導(dǎo)致纖維環(huán)的撕裂和椎間盤(pán)突出。而當(dāng)一個(gè)完整的同種異體髓核被植入模型之后，以上椎間盤(pán)退行性改變的過(guò)程減慢了。隨著對(duì)脊柱生物力學(xué)機(jī)制認(rèn)識(shí)的加深和材料學(xué)的發(fā)展，人工髓核置換術(shù)被認(rèn)為是可以替代脊柱融合術(shù)治療腰骶椎退行變所致腰痛的有效方法。作為人工髓核植入體，首先要保證與人體的髓核有著相同或類(lèi)似的生物力學(xué)功能，以保持椎間盤(pán)的完整和穩(wěn)定。此夕卜，植入體還需要和人體不起排斥反應(yīng)，對(duì)人體是無(wú)毒性和無(wú)致癌性的。植入體必須能夠承受一定的壓力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均一個(gè)髓核每年承受2百萬(wàn)次生理負(fù)荷，而一個(gè)植入體能夠在超過(guò)40年的使用壽命中承受10億次生理負(fù)荷，這才是我們所期望的。這種假體的材料，是由微小的片狀微粒鏈構(gòu)成的，這樣才具有低磨損低消耗的特性。植入體還應(yīng)具有一定的硬度，以避免周?chē)鷫毫?duì)其壓縮和骨組織的侵蝕。植入體的大小必須和所植入的椎間盤(pán)所符合，不能過(guò)大也不能過(guò)小，否則其相鄰的椎骨終板所承受壓力不均，會(huì)受到相應(yīng)損傷。最后，植入體的設(shè)計(jì)上必須達(dá)到手術(shù)入路的最小化，以減少對(duì)周?chē)M織的破壞。有限元分析顯示，髓核腔填充型假體具有機(jī)械性修復(fù)纖維環(huán)的行為，但無(wú)腔隙型的、假體不具有這樣的功能。植入體承受的負(fù)荷，產(chǎn)生的壓力，作用于下一椎骨。如果壓力大于椎骨的強(qiáng)度，椎骨將逐漸下陷，如果這個(gè)壓力較小，椎骨為了更有效地承重，會(huì)按照壓力的分布而發(fā)生改變。根據(jù)人工髓核的基本設(shè)計(jì)思路和發(fā)展過(guò)程分為以下幾類(lèi)預(yù)成形人工髓核、原位灌注成形人工髓核和半成形人工髓核。(I)預(yù)成形人工髓核是將已定形的假體放入椎間隙〃人類(lèi)歷史上最早的人工髓核設(shè)計(jì)的不銹鋼球，即屬于此型。1966年他報(bào)道了用不銹鋼球在椎間盤(pán)切除后置入頸、腰椎椎間隙的研究結(jié)果?？偣餐瓿?25個(gè)病例，應(yīng)用191個(gè)假體，發(fā)現(xiàn)術(shù)后4 一 7年只有12%的椎間隙厚度可以得到維持，其他大多數(shù)由于接觸面的高應(yīng)力使金屬球嵌入椎體內(nèi)。這個(gè)假體隨后被放棄。以及后來(lái)的硅膠，均因不符合正常人體髓核基本的性質(zhì)而被淘汰。(2)原位灌注成形人工髓核設(shè)計(jì)思路是將聚合物前體注入摘除退變髓核后的椎間隙中，可以在原位凝固成半固態(tài)聚合塑形。運(yùn)用此假體的主要優(yōu)點(diǎn)是可采用 經(jīng)皮穿刺技術(shù)，有手術(shù)損傷小和原位凝固成半固態(tài)的特點(diǎn)使假體與髓核空腔壁緊密相貼，穩(wěn)定性、順從性好，具有較均勻的應(yīng)力分散作用，能恢復(fù)纖維環(huán)的正常長(zhǎng)度和張力，術(shù)后恢復(fù)快，可以明顯減少假體突出率。但是注射液態(tài)聚合物過(guò)程中不能避免從纖維環(huán)切口和可能存在的纖維環(huán)裂隙溢出。最常用的可制成原位灌注成形人工髓核材料是硅膠和聚氨基甲酸乙酯。硅膠無(wú)毒、組織相容性好、也無(wú)致癌性。但硅膠易老化，術(shù)后長(zhǎng)期觀察有椎間隙邊緣密度增高和間隙狹窄的報(bào)道。聚氨酯比硅橡膠有更良好的耐壓性和緩沖能力，并能控制單體的聚合速度和放熱反應(yīng)，但其抗疲勞和耐磨損能力差。(3)鑒于上述兩種假體類(lèi)型和材料的不足之處，出現(xiàn)介于兩者之間的設(shè)計(jì)類(lèi)型即半成形人工髓核。在假體放入過(guò)程中其外形或大小可按實(shí)際需要改變，放入后保持所需的外形或大小。一種是放入經(jīng)脫水處理的半成形凝膠假體，放入椎間隙后凝膠水化、膨脹；另外一種是向摘除的髓核腔放入可折疊變形的氣囊，再注入可原位凝固成半固態(tài)的高分子材料使氣囊充分膨脹，進(jìn)而使塌陷的椎間盤(pán)恢復(fù)應(yīng)有的高度。1988年Ray等設(shè)計(jì)了雙柱狀人工髓核，髓核摘除術(shù)后從后路將此種假體植入，再用一種長(zhǎng)細(xì)螺絲將假體拴住，固定在上、下終板之間。這種細(xì)螺絲是由聚乙醇酸制成，還能促進(jìn)周?chē)M織生長(zhǎng)修復(fù)，植入的假體包膜具有半透性，里面包裹能吸收水分的膠狀物，后來(lái)由于密封技術(shù)不成熟而被淘汰。正常椎間盤(pán)在體位改變和運(yùn)動(dòng)時(shí)有周期性的壓力變化，使液體在椎間盤(pán)內(nèi)外之間進(jìn)行流動(dòng)，使椎間盤(pán)完成營(yíng)養(yǎng)交換。那些不含有效水成分的髓核假體會(huì)減少椎間盤(pán)的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)血管的纖維環(huán)的強(qiáng)度進(jìn)行性下降！影響置換的長(zhǎng)期效果。針對(duì)這一問(wèn)題，1990年Bao和Higham率先研制了一種在生理載荷下含水量大約為70%的水凝膠作為髓核植入體，在1996年第11屆北美脊柱學(xué)會(huì)年度會(huì)議上Bao和Higham首次證實(shí)這種假體能夠模擬人體髓核液態(tài)靜力學(xué)功能一隨脊柱應(yīng)力負(fù)荷的變化而相應(yīng)地吸收或釋放水分，生物力學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)它能恢復(fù)病變節(jié)段椎間盤(pán)的解剖生理功能，狒狒動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)表明不發(fā)生排斥反應(yīng)，具有較好的生物相容性。20世紀(jì)90年代中期Ray等與Raymedia公司合作,借鑒Bao等人的成果,對(duì)其產(chǎn)品做了改進(jìn)，用有延伸性但沒(méi)有彈性的聚乙烯纖維薄膜包裹水凝膠做成狀似枕形的人工髓核PDN(Prosthetic Disc Nucleus; Raymedia; Bloomington, Minnesota)，水凝膠壓縮、脫水處理后使假體植入前最小化，放入其中的鉬銥合金線便于術(shù)中X線定位和術(shù)后隨訪，假體放入后聚乙烯纖維薄膜允許水分進(jìn)入，水凝膠吸收水分膨脹，大部分水合在術(shù)后24h內(nèi)完成，但要經(jīng)過(guò)四五天才能達(dá)到最大程度地膨脹。同時(shí)改進(jìn)了手術(shù)方法，從后路微創(chuàng)髓核摘除術(shù)后，經(jīng)纖維環(huán)原切口或用PDN專(zhuān)用擴(kuò)張器擴(kuò)大原切口后放入假體，假體擺放位置由前后方向并排改為與椎體后緣平行方向，從而減少了植入物的突出。為避免纖維環(huán)破裂，假體植入后用補(bǔ)片縫合纖維環(huán)上的切口。最近，Dooris等進(jìn)行體外生物力學(xué)試驗(yàn)證明采取后路置入假體，不損傷前縱韌帶，術(shù)后可降低小關(guān)節(jié)、椎弓根應(yīng)力負(fù)荷。德國(guó)烏爾姆大學(xué)Wilke等在尸體L4-5椎間盤(pán)進(jìn)行生物力學(xué)試驗(yàn)，L4-5半椎板髓核摘除術(shù)后放入TON，結(jié)果表明TON能使脊柱的運(yùn)動(dòng)范圍保持在正常水平，也能增加應(yīng)力狀況下L4-5椎間盤(pán)高度，但不足之處在于PDN不能完全水化，不能完全恢復(fù)椎間盤(pán)應(yīng)有的高度。迄今為止，經(jīng)過(guò)廣泛的測(cè)試和投入臨床應(yīng)用只有TON。目前此假體已被批準(zhǔn)在美國(guó)進(jìn)行臨床試驗(yàn)，在1999年10月舉行的北美第一屆人工椎間盤(pán)年度會(huì)議上，Raymedia公司報(bào)道101個(gè)病例進(jìn)行了人工髓核置換，在沒(méi)有假體脫出的病例中，絕大部分患者手術(shù)后疼痛緩解，17例發(fā)生假體脫出。Schromayer在2001年脊柱關(guān)節(jié)成形年度會(huì)議上報(bào)道了 350個(gè)病例隨訪結(jié)果，術(shù)前、術(shù)后2年、術(shù)后4年 Oswestry評(píng)分分別為52%，10%, 8. 3% ；Prolo評(píng)分平均值分別為4. 5,8.8,9. I ;腰椎側(cè)位X線片示病變節(jié)段椎間盤(pán)高度術(shù)前、術(shù)后I年、術(shù)后4年分別為8. 7，10. 2，10. 5mm.即術(shù)后能明顯增加病變節(jié)段椎間盤(pán)高度，手術(shù)方法改進(jìn)后假體移位明顯減少。從以上報(bào)道看，人工髓核置換術(shù)存在一個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題一假體移位，纖維環(huán)一旦發(fā)生破裂，就可能發(fā)生假體移位。手術(shù)途徑、切口大小、纖維環(huán)退變程度、假體擺放位置等因素均影響此并發(fā)癥，Bertagnoli提出側(cè)前方經(jīng)髂肌途徑(ALPA)，此法不損傷前后縱韌帶，假體移位明顯減少。雖然近年來(lái)有許多關(guān)于人工髓核的研究，并取得一定進(jìn)展，但是我們也發(fā)現(xiàn)臨床上人工髓核多為預(yù)制式的，注射式人工髓核的研究進(jìn)展不大。注射式人工髓核的研究成為目前人工髓核研究的新問(wèn)題。以上三種人工髓核各有缺點(diǎn)預(yù)成形人工髓核與人體沒(méi)有很好的適配性；原位灌注成形人工髓核即注射液態(tài)聚合物過(guò)程中不能避免從纖維環(huán)切口和可能存在的纖維環(huán)裂隙溢出；半成形人工髓核存在一個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題一假體移位和終板下沉等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝及配方設(shè)計(jì)合理、人體適配性好、制成人工髓核后磨損小、安全穩(wěn)定、長(zhǎng)期使用安全可靠的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備步驟是
a、在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，將133重量份的異氟爾酮二異氰酸酯與180重量份的分子量為2000的聚丙二醇、120重量份的分子量為2000的聚乙二醇或240重量份的分子量為1000的聚乙二醇，加入三口瓶中，88-950C下反應(yīng)2h，得到初步產(chǎn)物；
b、在初步產(chǎn)物中加入16-17重量份或20.9-21. I重量份的二羥甲基丙酸、9_18重量份的一四丁二醇、丙酮、催化劑辛酸亞錫，65-72°C條件下反應(yīng)3h，得到聚氨酯水凝膠，其中，催化劑辛酸亞錫的量為每13. 3g的異氟爾酮二異氰酸酯加入一滴；
C、將家蠶繭絲剪碎后稱(chēng)取10 g，在O. 5wt%的Na2CO3水溶液中煮沸40-60分鐘除去絲膠，然后用去離子水反復(fù)洗滌數(shù)次，直至表面沒(méi)有滑膩的感覺(jué)，得到水洗繭絲；d、將水洗繭絲在40°C真空干燥箱中放置24小時(shí)后在40°C恒溫條件下溶解于9mol/L的溴化鋰水溶液中，得到絲素溶液；
e、將絲素溶液用濾布過(guò)濾之后裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，放置在盛滿(mǎn)去離子水的大燒杯中透析三天，過(guò)程中每隔12小時(shí)換一次水，得到透析液；
f、將透析液倒入離心管中，在6000rpm轉(zhuǎn)速下離心10分鐘除去不溶物質(zhì)，得到絲素蛋白溶液，放在4°C的冰箱中保存；
g、將絲素蛋白溶液與聚氨酯水凝膠按照I:1的體積比混合均勻，得到絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的聚氨酯水凝膠中，異氰酸根與羥基比例為I. 4 1-1. 6 :1。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的丙酮的量為50克的固體物質(zhì)中，加入30_40ml。 作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟g中加入醫(yī)用硫酸鋇粉末。為避免毒性，使材料有好的生物相容性，使成型條件降低，能室溫固化。我們采用
無(wú)毒的聚丙二醇和聚乙二醇原料。多元醇化合物在聚氨酯的合成配方中所占比率最大，配方中其他組分用量均以它為基準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)配方時(shí)，要充分考慮的因素有多元醇化合物的價(jià)格、來(lái)源，符合聚氨酯材料最終性能的要求和用途，多元醇的官能度、分子量及粘度要合適。與異氰酸酯、催化劑等其他原料的互容性好，滿(mǎn)足聚氨酯材料的某些特殊要求耐溶劑性、耐水性。聚丙二醇是一種聚醚多元醇，以聚醚多元醇為原料合成的聚氨酯制品具有較好的柔軟性、耐水解性、回彈性與耐低溫性能。聚丙二醇分子量的范圍一般在400-5000，隨著聚醚二乙醇分子量增大，制得的聚氨酯制品柔軟度、彈性以及低溫性越好。我們這里選擇聚醚多元醇(PPG:即N-220)，分子量為 2000±100。為使材料有比較理想的力學(xué)性能，我們采用PPG (聚醚多元醇)作為聚氨酯軟段原料，PEG (分子量2000的聚乙二醇)提供水凝膠親水性。催化劑辛酸亞錫無(wú)毒性和腐蝕性，可用于醫(yī)療用品。溶劑的選擇。選擇溶劑必須考慮以下幾點(diǎn)不含與異氰酸酯反應(yīng)的物質(zhì)或含量很低。對(duì)異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)的影響，對(duì)環(huán)境的危害。溶劑的沸點(diǎn)及揮發(fā)速度。稀釋效果及成本。強(qiáng)極性溶劑丙酮沸點(diǎn)盡可能低，使其脫除容易；對(duì)擴(kuò)鏈劑和預(yù)聚體都為良溶劑。為了調(diào)節(jié)聚氨酯的分子量和軟硬段比例，改善材料性能，合成預(yù)聚體時(shí)還要用到小分子的擴(kuò)鏈劑，擴(kuò)鏈劑本質(zhì)是小分子擴(kuò)鏈劑與端-NCO基團(tuán)的聚氨酯大分子進(jìn)一步反應(yīng)生成更大的大分子。選擇擴(kuò)鏈劑要考慮反應(yīng)活性適中，能提高聚氨酯的耐熱性。胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑毒性大，我們采用的是醇類(lèi)擴(kuò)鏈劑一四丁二醇，它可以調(diào)節(jié)聚氨酯的軟硬度，能增加分子間締合機(jī)會(huì)，有利于提高力學(xué)性能。本發(fā)明制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工髓核假體制備中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工皮膚制備中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人體軟組織充填物制備中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工乳房假體制備中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在整形外科的注射型充填物中的應(yīng)用。
本發(fā)明同已有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn) 本發(fā)明是以絲素蛋白和聚氨酯作為人工髓核的材料，重點(diǎn)是應(yīng)用絲素蛋白和聚氨酯單體作為原料，設(shè)計(jì)在室溫下以液態(tài)或半固態(tài)形式注射入髓核，減少手術(shù)植入時(shí)帶來(lái)的創(chuàng)傷，而迄今正式見(jiàn)諸于報(bào)導(dǎo)的正在研究的真正注射式人工髓核不多。應(yīng)用于臨床的就更少了。而應(yīng)用絲素蛋白和聚氨酯作為人工髓核的材料更罕見(jiàn)。這對(duì)于全面深入研究注射式人工髓核還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而且也不能滿(mǎn)足臨床上對(duì)注射式人工髓核的需求，而這二個(gè)方面正是本研究重點(diǎn)解決的科學(xué)問(wèn)題。本發(fā)明是原位灌注型人工髓核，其結(jié)構(gòu)是由多聚體構(gòu)成的，它在半固態(tài)時(shí)注射之后會(huì)變成固態(tài)，聚合成型，而且允許外科醫(yī)生以最小損傷程度的植入，保留了后縱韌帶的完整性，并減少了植入體移植風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明采用一種自制的絲素蛋白溶液與自制的聚氨酯預(yù)聚體溶液，結(jié)合絲素蛋白良好的生物相容性和聚氨酯優(yōu)異的力學(xué)性能，解決了許多理論和技術(shù)上的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種新的應(yīng)用于椎間盤(pán)的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠人工髓核；如果在合成時(shí)以加入醫(yī)用硫酸鋇粉末，使合成的水凝膠具有影像學(xué)可視性。在這里，絲素蛋白上氨基基團(tuán)和聚氨酯上殘留的異氰酸酯基團(tuán)起化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)交聯(lián)成脲基甲酸酯基團(tuán)。另外分子鏈上的N，O與氫原子形成氫鍵，也是一種交聯(lián)，是物理交聯(lián)。其對(duì)注射式人工髓核假體的開(kāi)發(fā)具有重要意義。本發(fā)明特色在于應(yīng)用絲素蛋白和聚氨酯作為人工髓核的材料，充分利用絲素蛋白天然的結(jié)構(gòu)性能和良好的生物相容性，結(jié)合醫(yī)用聚氨酯優(yōu)良的力學(xué)性能，改善絲素蛋白和聚氨酯組成和結(jié)構(gòu)及其比例，并進(jìn)行制作工藝改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出一種新的生物醫(yī)用材料。本發(fā)明合成的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠人工髓核補(bǔ)充和發(fā)展了注射式人工髓核的研究結(jié)果，而且合成的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠有重要的實(shí)用醫(yī)用價(jià)值，研究結(jié)果將促進(jìn)注射式人工髓核的發(fā)展。綜合來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的制備方法制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠，與人體有很好的適配性；可以實(shí)現(xiàn)注射式人工髓核的手術(shù)替換，手術(shù)后的效果好，持久穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例I :
本實(shí)施例描述了一種絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，將13. 30g的異氟爾酮二異氰酸酯與18. OOg的分子量為2000的聚丙二醇、12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇加入三口瓶中，88-95°C下反應(yīng)2h，得到初步產(chǎn)物；
b、在初步產(chǎn)物中加入I. 70g的二羥甲基丙酸、I. 40g的一四丁二醇、40毫升丙酮、一滴催化劑辛酸亞錫，65-72°C條件下反應(yīng)3h，得到聚氨酯水凝膠；
C、將家蠶繭絲剪碎后稱(chēng)取10. OOg,在O. 5wt%的Na2C03水溶液中煮沸40-60分鐘除去絲膠，然后用去離子水反復(fù)洗滌數(shù)次，直至表面沒(méi)有滑膩的感覺(jué)，得到水洗繭絲；
d、將水洗繭絲在40°C真空干燥箱中放置24小時(shí)后在40°C恒溫條件下溶解于9mol/L的溴化鋰水溶液中，得到絲素溶液；
e、將絲素溶液用濾布過(guò)濾之后裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，放置在盛滿(mǎn)去離子水的大燒杯中透析三天，過(guò)程中每隔12小時(shí)換一次水，得到透析液；
f、將透析液倒入離心管中，在6000rpm轉(zhuǎn)速下離心10分鐘除去不溶物質(zhì)，得到絲素蛋白溶液，放在4°C的冰箱中保存；
g、將絲素蛋白溶液與聚氨酯水凝膠按照I:1的體積比混合均勻，得到絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠。實(shí)施例2
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，二羥甲基丙酸的用量為1.60g，一四丁二醇的用量為I. 10g，丙酮的量為35ml。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，二羥甲基丙酸的用量為1.60g，一四丁二醇的用量為O. 90g，丙酮的量為37ml。實(shí)施例4
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為l.oog，丙酮的量為30ml。實(shí)施例5
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，二羥甲基丙酸的用量為1.60g，一四丁二醇的用量為I. 20g，丙酮的量為41ml。實(shí)施例6
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為1.30g，丙酮的量為38ml。實(shí)施例7
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，二羥甲基丙酸的用量為1.60g，一四丁二醇的用量為l.OOg，丙酮的量為36ml。實(shí)施例8:
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為1.20g，丙酮的量為31ml。實(shí)施例9
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. 09g，一四丁二醇的用量為I. 32g，丙酮的量為37ml。實(shí)施例10
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為1.80g，丙酮的量為30ml。實(shí)施例11
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. llg，一四丁二醇的用量為I. 56g，丙酮的量為41ml。實(shí)施例12
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為1.72g，丙酮的量為38ml。實(shí)施例13
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. 10g，一四丁二醇的用量為1.44g，丙酮的量為36ml。實(shí)施例14
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，一四丁二醇的用量為1.49g，丙酮的量為31ml。
實(shí)施例15 :
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. llg，一四丁二醇的用量為1.80g。本實(shí)施例中，異氰酸根與羥基比例為1.4:1。實(shí)施例16 :
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. 10g，一四丁二醇的用量為I. 53g。本實(shí)施例中，異氰酸根與羥基比例為I. 5 :1。實(shí)施例16 :
本實(shí)施例的工藝方法與實(shí)施例I相同，區(qū)別僅在于，用24. OOg的分子量為1000的聚乙二醇替換12. OOg的分子量為2000的聚乙二醇，二羥甲基丙酸的用量為2. 09g，一四丁二醇的用量為I. 32g。本實(shí)施例中，異氰酸根與羥基比例為I. 6 :1。注射式人工髓核-絲素蛋白/聚氨脂復(fù)合水凝膠可注射性試驗(yàn)
方法取一個(gè)剛屠宰的成年公豬一段腰椎，將其附著的軟組織去除干凈，保存在20°C的冰箱中備用。使用外科手術(shù)刀在椎間盤(pán)前外側(cè)纖維環(huán)上開(kāi)個(gè)小切口，直達(dá)髓核腔，其中小切口直徑約3-4_。用髓核刮勺將凝膠狀的髓核盡可能去除干凈，將剛合成的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠通過(guò)注射器注入髓核空腔，盡量避免未完全固化的液態(tài)的水凝膠從切口流出。結(jié)果絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠，可以在室溫下以液態(tài)或半固態(tài)形式以直徑約2_的注射器直接注入，創(chuàng)傷小，隨髓核空間來(lái)充盈個(gè)髓核空間，完全充滿(mǎn)不規(guī)則髓核殘腔，具有適配性，表面粗糙，與纖維環(huán)密切結(jié)合，不易脫出。此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其配方、工藝所取名稱(chēng)等可以不同。凡依本發(fā)明專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備步驟是 a、在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，將133重量份的異氟爾酮二異氰酸酯與180重量份的分子量為2000的聚丙二醇、120重量份的分子量為2000的聚乙二醇或240重量份的分子量為1000的聚乙二醇，加入三口瓶中，88-950C下反應(yīng)2h，得到初步產(chǎn)物； b、在初步產(chǎn)物中加入16-17重量份或20.9-21. I重量份的二羥甲基丙酸、9_18重量份的一四丁二醇、丙酮、催化劑辛酸亞錫，65-72°C條件下反應(yīng)3h，得到聚氨酯水凝膠，其中，催化劑辛酸亞錫的量為每13. 3g的異氟爾酮二異氰酸酯加入一滴； C、將家蠶繭絲剪碎后稱(chēng)取10 g，在O. 5wt%的Na2CO3水溶液中煮沸40-60分鐘除去絲膠，然后用去離子水反復(fù)洗滌數(shù)次，直至表面沒(méi)有滑膩的感覺(jué)，得到水洗繭絲； d、將水洗繭絲在40°C真空干燥箱中放置24小時(shí)后在40°C恒溫條件下溶解于9mol/L的溴化鋰水溶液中，得到絲素溶液； e、將絲素溶液用濾布過(guò)濾之后裝入截留分子量為8000-14000的透析袋，放置在盛滿(mǎn)去離子水的大燒杯中透析三天，過(guò)程中每隔12小時(shí)換一次水，得到透析液； f、將透析液倒入離心管中，在6000rpm轉(zhuǎn)速下離心10分鐘除去不溶物質(zhì)，得到絲素蛋白溶液，放在4°C的冰箱中保存； g、將絲素蛋白溶液與聚氨酯水凝膠按照I:1的體積比混合均勻，得到絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征是所述的聚氨酯水凝膠中，異氰酸根與羥基比例為I. 4 1-1. 6 :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征是所述的丙酮的量為50克的固體物質(zhì)中，加入30-40ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征是所述的步驟g中加入醫(yī)用硫酸鋇粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工髓核假體制備中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工皮膚制備中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人體軟組織充填物制備中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在人工乳房假體制備中的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，其制備的絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠在整形外科的注射型充填物中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法及其應(yīng)用，適用于人工髓核的制備。該絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠的制備方法，是將異氟爾酮二異氰酸酯、聚丙二醇、聚乙二醇、二羥甲基丙酸、一四丁二醇、丙酮、催化劑辛酸亞錫經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到聚氨酯水凝膠，將家蠶繭絲處理，得到絲素蛋白溶液，將絲素蛋白溶液與聚氨酯水凝膠按照11混合，得到絲素蛋白/聚氨酯復(fù)合水凝膠。并應(yīng)用在人造髓核等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08J3/075GK102634041SQ20111044442
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者盧敏, 張海龍, 楊偉平, 林向進(jìn), 胡金艮, 許戈文, 陳斌 申請(qǐng)人:盧敏, 張海龍, 楊偉平, 林向進(jìn), 胡金艮, 許戈文, 陳斌