CN107397980B - 一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物及其使用方法，所述防粘连组合物，其由以下重量份组分的组分：海藻酸钠30~60份、填充用高分子10~20份、低聚阴离子10~40份。该组合物在初期能提供良好的防粘连特性，而在1‑2周后，逐渐失去防粘连功能。本发明提供的组合物在用于某些临床手术材料时，能使生物组织修复膜与组织缓慢融合，缓冲了修复膜与组织的互相作用，降低了可能引发免疫反应的抗原浓度积累，提升了组织对异源生物材料的耐受性。本发明的应用能够降低临床手术的难度，减少二次手术和后续的护理和治疗，满足对特定材料性能的需求。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体的涉及一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物及其使用方法。
背景技术
在局部组织因某种致病因素的作用遭受损伤或死亡后，会由邻近健康细胞的再生来修复，以恢复组织完整性。其过程的快慢及完整与否受许多因素影响，这些因素除受损伤的组织类型外，还有致损伤因子、营养、血液供应、感染、组织缺损多少等。生物机体自身的组织修复一般包括凝血、炎症和修复期，其中凝血期在数分钟之内完成，炎症期可能持续2-7天，修复期持续数周甚至更久，某些严重情况下，完整的组织修复甚至会超过1年以上，过长的愈合时间会给患者带来持续性的痛苦。随着生物医用材料领域的进步，出现了用于对损伤组织进行覆盖和促进修复的组织修补膜。组织修补膜的主要作用就是对损伤组织处提供覆盖，与外界的环境相隔绝，减少致病微生物的繁殖，从而减少机体的炎症反应，缩短修复作用的炎症期，使组织尽早进入修复期。这种修补材料的应用不仅改良了组织修复的手术方式，也大程度上降低了对人体的伤害程度。组织修补膜多种多样，如经典的塑料、聚氨酯、聚乙烯醇、橡胶等合成高分子，经处理加工为膜后，能为组织提供隔离作用。另一种材料为可生物降解吸收的高分子，如聚乳酸、甲壳素、藻酸盐等，不仅能为创口提供隔离作用，还能起到杀菌、止血等功效。随着细胞外基质的提取、静电纺丝、3D打印等新工艺和方法进一步发展，新一代组织修补膜的功能也随之分化为防组织粘连和促组织再生修复两种。
防组织粘连膜主要用于隔离，在手术后防止患处组织与周围组织粘连。临床上，外科手术后90%的患者都可能会引发粘连和炎症，尤其是在腹部、心血管、脊柱、盆腔等，发生的粘连可以引起严重的并发症，如粘连性肠梗阻、神经损伤、血管堵塞压迫、不育等，往往需要二次手术，给患者带来了极大的痛苦。防粘连材料能够在较长时间内保持生物惰性，防止其两侧的组织穿透和黏附生长，从而起到防止修复后组织与周围组织粘连的作用。目前多种用于防粘连的材料都在国内己有产品上市，如用于手术治疗疝气的聚丙烯网片，由于其较高的生物惰性，在体内能起到较好的支撑和隔离作用。近来，可吸收的材料，如壳聚糖膜、海藻酸钠凝胶膜等，用于体内防止手术创面粘连都具有良好效果，而且在体内长时间后会被降解和吸收，不用二次手术取出，极大降低了患者的痛苦。
促组织再生修复膜主要是用于促进患处组织的病理性再生修复。在结膜修补、巩膜修补、鼻腔等一些特种手术中，医师除了会使用常规的止血隔离敷料，也会使用促组织再生的修复膜作为主要或辅助材料以加快组织再生性融合。此种手术部位周边小而复杂，创口空间狭窄，材料需要被修饰为折叠、嵌套等形状，因此不利于多种材料共同使用。由于组织密集，材料易与周围组织发生粘连现象，造成手术视野模糊不清，术后也会影响恢复及后续治疗。但是，因为手术部位小，组织再生较快，在短期时间内组织已经能够再生形成隔离膜，而部位功能关键，不需要、也不适合防粘连的材料长期植入其中，否则影响组织器官正常工作。另外，某些生物材料临床使用时，过快与组织大面积接触可能引发免疫反应。因此，对此类材料的需求是能促组织再生修复，同时能具备1-2周的短期防粘连功效，随后材料能较快地与组织融合和被利用。
海藻酸钠是能够提供防粘连作用的材料之一。ZL201380072748就公开了一种由海藻酸盐和大分子透明质酸盐等组成的水凝胶薄膜，然后利用此薄膜作为长期防粘连的材料，而且此薄膜可以作为药物的载体，在患处释放药物发挥效果。但是此专利所制备的材料是用于长期防粘连，而不是在1-2周短期内很快降解。CN 201610798295公开了一种防粘连的海藻酸盐敷料，CN 201480030318公开了一种以海藻酸为主要成分的防粘连凝胶，都是将其用于长期的防粘连中。
但是，一般不将纯海藻酸钠作为外科手术植入产品使用。其问题在于，此方法得到的材料的特性难以调控。如果想缩短其防粘连的持续时间，一般认为能够通过降低海藻酸钠溶胶的浓度或钙离子的浓度而实现。但是，在材料表面涂布高浓度溶胶和定型时，由于初期交联点多，溶液浓度足够，材料表面能形成紧密的海藻酸钠-钙凝胶层，但凝胶层中仍旧会继续发生离子交联反应，随着交联度的上升，其中能保持的水分不断被挤出，最终材料表面形成一层致密的疏水膜，材料整体变为疏水，已经完全不利于组织的爬行、再生。如果用低浓度的溶剂和定型剂处理，由于海藻酸钠羧基阴离子和钙阳离子之间存在强烈的非定向性电荷作用，随着反应的进行，溶液中的阴阳离子不断向初期交联点处富集甚至析出，导致无法生成均匀的凝胶，最终导致的是会由于内部的作用力而破散为碎片，无法附着于材料，甚至会因为材料吸水性过强，反而与伤口发生粘连。因此，很难通过控制溶胶和定型液浓度，使材料具有短期的防粘连功效。
究其原因，在于其离子型交联过强而不可控。由于海藻酸钠侧链上有规整而密集的羧基排布，导致其电荷密度非常大，因此同二价离子的交联力相对较大。由于影响离子***联力的主要因素就是离子的密度和分子量，因此，通过复配的方法，向纯的海藻酸钠溶胶中加入结构类似、具有较低的离子密度的材料和分子量低的材料，就能够改善其交联产品的性能，最终能够形成均匀而有一定强度的膜，使材料具有短期的防粘连性能。
发明内容
为了解决现有生物防粘连材料的不足，本发明的目的在于提供一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物。
本发明的另一目在于提供一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物的使用方法。
本发明的又一目在于提供上述组织修复膜涂覆用防粘连组合物的应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物，其由以下重量份组分的组分：海藻酸钠 30~60份、填充用高分子10~20份、低聚阴离子 10~40份；所述海藻酸钠，其在1%水溶液状态下，粘度为0.2~0.6 Pa•s。
优选的，所述填充用高分子包括羟丙甲基纤维素、透明质酸、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖中的至少一种。
优选的，所述填充用高分子的重均分子量在20000以上。
优选的，所述低聚阴离子包括低聚海藻酸钠，低聚氧化纤维素、低聚γ-聚谷氨酸中的至少一种。
优选的，所述低聚阴离子的重均分子量为1000~8000。
上述的防粘连组合物的使用方法，包括以下步骤：
1）将原料于水、生理盐水或生理缓冲液中充分溶胀，制备为浓度为0.1~1.5% wt的胶状液；
2）将需要进行涂覆的组织修复膜在胶状液中充分浸泡；
3）取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于交联液中2~30min；
4）反应完成后，取出洗净，冷冻干燥后得到产品。
优选的，步骤3）所述的交联液为0.5~2%wt的氯化钙水溶液、饱和硫酸钙水溶液的上清液中的至少一种。
上述的防粘连组合物作为组织修复膜的涂层在植入性生物医疗器械中的应用。
上述所述防粘连组合物作为涂层在植入性生物医疗器械，尤其是在眼、鼻、口腔组织修复用生物医疗器械中的应用。
在本发明的实施方式中，是所述防粘连组合物配制为溶液后，将其通过涂覆、流延、浸润等方式与生物组织修复膜结合，再在定型液中定型，使生物组织修复膜具有能够短期的防粘连功效的涂层而发挥作用，而不是单独将此组合物作为膜、凝胶等形态单独用于防粘连中，其原因在于，单独成形后力学强度较差。
本发明采用的海藻酸钠在1%水溶液状态下，粘度为0.2~0.6 Pa•s，其目的是，此粘度范围内的海藻酸钠具有合适的分子量，有足够的阴离子，能维持最终产物的力学性能，所提供的交联能力能保证组合物在涂覆后，能够起到防粘连作用。
本发明采用羟丙甲基纤维素、透明质酸、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖中的至少一种作为填充用高分子，其目的是其和海藻酸钠同为多糖，结构类似，离子密度较低的材料，能在组合物溶胶中起到分散海藻酸钠分子的作用，通过物理交缠等作用，限制了海藻酸钠分子链段的自由移动，分散了溶液中的阴离子，减轻溶液离子交联时的电荷聚集作用，从而使得最终的材料更加均匀。而本发明中将填充用高分子的重均分子量优选为20000以上，是因为此分子量以上的填充用高分子材料具有更好的粘度和分散性。
本发明采用了低聚海藻酸钠，低聚氧化纤维素、低聚γ-聚谷氨酸中的至少一种优选的作为低聚阴离子组分，其原因在于此类材料同前述海藻酸钠具有类似密度的阴离子，但是具有较低的分子量。此类分子同样能和钙离子形成结合物，此结合物由于分子量低，和交联离子的作用力弱于前述大分子海藻酸钠，其结合的交联离子更容易流失，在交联离子流失量达到一定数量后，此类低聚材料优先解聚，材料整体崩解而失去防粘连性能。本发明中，优选重均分子量在1000~8000之间的低聚阴离子，是因为1000以下的聚合物分子量太低无交联能力，而8000以上的分子量交联能力过强。所述分子量范围的低聚阴离子可通过酸降解、氧化降解、控制氧化以及膜分离等常规方法获得。
本发明中，所述的生物组织修复膜，为具有组织再生性修复能力的动物源性膜的统称，包括但不限于各种组织膜细胞外基质、胶原膜、明胶膜、负载有生长因子的支架等，不包括以防粘连为主要功能的壳聚糖膜、海藻酸膜、聚乳酸膜片、聚羟基丁酸膜片等。本发明仅涉及此用作涂覆材料的组合物和使用方法，而并不涉及所述生物组织修复膜本身及其制备方法。
与现有的材料相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种具备短期防粘连功效的组合物，该组合物在涂覆于生物组织修复膜后，初期能提供良好的防粘连特性，而在1-2周后，逐渐失去防粘连功能，然后被机体吸收利用而无需再次清洗处理。本发明的应用能够为生物组织修复膜提供短期的防粘连效果，降低临床手术的难度，减少二次手术和后续的护理和治疗，满足对特定材料性能的需求。
本发明提供的组合物在用于某些临床手术材料时，能使生物组织修复膜与组织缓慢融合。由于动物源性的生物材料往往还保留一定的抗原性，在移植后如与组织直接大面积接触，可能其中抗原物质浓度突然过高，引发免疫和炎症反应而出现排斥。在使用此组合物涂覆后，相当于缓冲了修复膜与组织的互相作用，降低了可能引发免疫反应的抗原浓度积累，提升了组织对异源生物材料的耐受性。
本发明所用材料主要为多糖、聚氨基酸等生物性高分子，不含动物源性材料，无免疫排斥风险，为较好的防粘连原料。
本发明采用的材料中富含钙离子，能在体内凝血机制中发挥作用，使得材料能具有一定的止血特性和促再生的作用。
本发明适用于几乎所有生物组织修复膜，通过简单的涂覆工艺，就能使得生物组织修复膜具有短期的防粘连功效，工艺流程短，成本低，应用广泛，具有规模化生产意义。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
以下所述份均为重量份，单位一致。
实施例1
取海藻酸钠（其在1%水溶液状态下，粘度为0.2~0.3 Pa•s）30份，填充用高分子（羟丙甲基纤维素，重均分子量≥20000）20份，低聚阴离子（重均分子量为1000的低聚海藻酸钠）40份，混合均匀，量取该组合物1.5g，在水中充分溶胀，制备为浓度1.5% wt的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于0.5%wt的氯化钙水溶液中2min后，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实施例2
取海藻酸钠（其在1%水溶液状态下，粘度为0.3~0.4 Pa•s）60份，填充用高分子（透明质酸，重均分子量≥20000）10份，低聚阴离子（重均分子量为8000的低聚γ-聚谷氨酸）40份，混合均匀，量取该组合物0.1g，在生理盐水中充分溶胀，制备为浓度为0.1 wt%的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于2%wt的氯化钙水溶液中30min后，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实施例3
取海藻酸钠（其在1%水溶液状态下，粘度为0.35~0.45 Pa•s）40份，填充用高分子（魔芋葡甘聚糖，重均分子量≥20000）15份，低聚阴离子（重均分子量3000的低聚氧化纤维素）10份，混合均匀，量取该组合物0.5g 在生理缓冲液中充分溶胀，制备为浓度为0.5% wt的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于1%wt的氯化钙水溶液中10min后，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实施例4
取海藻酸钠 （其在1%水溶液状态下，粘度为0.4~0.5 Pa•s）50份，填充用高分子（葡聚糖，重均分子量≥20000）10份，低聚阴离子（重均分子量为3000的低聚海藻酸钠，重均分子量为1500的低聚γ-聚谷氨酸，1：1） 20份，混合均匀，量取该组合物1g，在生理盐水中充分溶胀，制备为浓度为1% wt的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于饱和硫酸钙水溶液上清液中15min后，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实施例5
取海藻酸钠（其在1%水溶液状态下，粘度为0.5~0.6 Pa•s） 40份，填充用高分子（葡聚糖、羟丙甲基纤维素、透明质酸，3:1:1，重均分子量≥20000）10份，低聚阴离子（重均分子量在2000低聚氧化纤维素、重均分子量在4000低聚γ-聚谷氨酸1:1）25份，混合均匀，量取该组合物0.8g，在水中充分溶胀，制备为浓度为0.8% wt的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于1.5%wt的氯化钙水溶液中20min，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实施例6
取海藻酸钠（其在1%水溶液状态下，粘度为0.45~0.55 Pa•s） 30份，填充用高分子（羟丙甲基纤维素、透明质酸、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖，1:1:1:1,重均分子量≥20000）20份，低聚阴离子（重均分子量8000的低聚海藻酸钠，重均分子量1000的低聚氧化纤维素、重均分子量2000的低聚γ-聚谷氨酸,1:1:1）30份，混合均匀，量取该组合物1.2g ，在水、生理盐水或生理缓冲液中充分溶胀，制备为浓度为1.2% wt的胶状液，将组织修复膜在胶状液中充分浸泡，取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于1.8%wt氯化钙水溶液中15min后，取出洗净，冷冻干燥后得到最终产品。
实验：
选用长2cm，款1cm的猪真皮细胞外基质作为组织修复膜，为去除脂肪后的猪真皮经0.5%TritonX-100水溶液振荡清洗24h后，用PBS漂洗、冻干、Co-60灭菌而制得，按照实施例1~6的方法制成产品。对比例1、2为无处理的组织修复膜。对比例3为市售防粘连膜(强生INTERCEED)、4为市售聚乳酸防粘连膜(商品名:健普)。
选用大鼠作为动物模型，麻醉后打开腹壁，将上述材料缝合于其腹壁上，于术后3d，7d，14d，21d处死，观察材料和腹部粘连情况，观察结果如表1所示。
由表1结果可知，实施例1~6在7天以内都能较好地防粘连；7天后，随着组合物配比、使用浓度的不同，实施例2、3开始降解；14天后，各材料都开始降解至半粘连状态。而对比例1、2中所用材料为无防粘连性能的促组织再生修复材料，其在手术3天后就发生了粘连，而对比例3、4中用高防粘连材料，其防粘连性能能保持到21天后。
综上所述，本发明的组合物在经涂覆使用后，在短期内能够使材料具有防粘连的能力，随后，材料会降解及被吸收而失去主动防粘连作用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的实质和原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种组织修复膜涂覆用防粘连组合物，其原料包括以下重量份组分：海藻酸钠 30~60份、填充用高分子10~20份、低聚阴离子 10~40份；
所述海藻酸钠，其在1%水溶液状态下，粘度为0.2~0.6 Pa•s；
所述填充用高分子包括羟丙甲基纤维素、透明质酸、魔芋葡甘聚糖、葡聚糖中的至少一种；
所述低聚阴离子包括低聚海藻酸钠，低聚氧化纤维素、低聚γ-聚谷氨酸中的至少一种；
所述低聚阴离子的重均分子量为1000~8000。
2.根据权利要求1所述的防粘连组合物，其特征在于：所述填充用高分子的重均分子量在20000以上。
3.根据权利要求1所述的防粘连组合物，其特征在于：所述低聚阴离子的重均分子量为1000~8000。
4.根据权利要求1～3任一项所述的防粘连组合物的使用方法，包括以下步骤：
1）将上述组分于水、生理盐水或生理缓冲液中充分溶胀，制备为浓度为0.1~1.5% wt的胶状液；
2）将需要进行涂覆的组织修复膜在胶状液中充分浸泡；
3）取出浸泡完成的膜材料，吸干表面残留液体后，摊开并浸没于交联液中2~30min；
4）反应完成后，取出洗净，冷冻干燥后得到具有防粘连涂层的组织修复膜。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：步骤3）所述的交联液为0.5~2%wt的氯化钙水溶液、饱和硫酸钙水溶液的上清液中的至少一种。
6.根据权利要求1～3任一项所述的防粘连组合物在制备具有防粘连涂层的植入性生物医疗器械中的应用。
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