本申请涉及医用材料,特别是涉及一种人工瓣膜、复合交联生物瓣膜材料及其制备方法。
背景技术:
1、人工心脏瓣膜是可植入心脏内代替心脏瓣膜(例如,主动脉瓣,肺动脉瓣,三尖瓣,二尖瓣),能使血液单向流动,具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。人工心脏瓣膜主要分为机械瓣和生物瓣两大类,机械瓣具有使用寿命长的优点,可长达50年;但缺点也非常明确,即植入机械瓣的患者需要终身服用抗凝药,易出现因抗凝不足或过量出现血栓或出血等抗凝并发症,机械瓣只能通过外科方式植入体内,创伤大;生物瓣具有流体力学接近原生瓣,无需长期抗凝,同时可通过介入方式植入,减少了患者创伤,但生物瓣面临使用寿命短的棘手问题。
2、生物瓣膜的失效方式主要包括瓣叶钙化和耐久性差(磨损、撕裂等)。生物瓣膜一般通过戊二醛交联处理,其导致钙化发生因素主要包括戊二醛醛基残留、细胞结构、脂类物质以及机械应力损伤等,针对生物瓣膜易钙化问题,现有技术主要集中在戊二醛醛基清除方面,如美敦力氨基油酸封端技术、爱德华生命科学公司的热交联技术。尽管以上工作在一定程度上缓解了钙化发生,但是仍未能解决戊二醛交联结构不稳定问题。戊二醛的醛基和心包膜的氨基之间反应生成席夫碱,此反应为可逆反应,理论上植入人体后会持续产生醛基结构。同时,针对膜片自身的钙化机制,可以通过洗去残留的细胞结构、抗原和酯类,减少钙化的发生。但目前常见的脱细胞过程主要在交联后进行,以防止膜片的力学性能大幅度降低,但这同时也限制了脱细胞效果。提高膜片的力学性能的方法(即瓣叶的耐疲劳性能),主要与提高膜片胶原纤维密度、纤维结构、化学键交联结构和密度相关。因此,如何同时有效地提高膜片的抗钙化性能和耐久性,是延长膜片使用寿命的核心问题。
技术实现思路
1、基于此,提供一种复合交联生物瓣膜及其制备方法,减少瓣叶的钙化,提高瓣叶的耐久性,延长瓣叶的使用寿命。
2、一种复合交联生物瓣膜材料的制备方法,包括:
3、步骤1,利用戊二醛对生物膜片进行交联,交联产物中包含不饱和的席夫碱结构;
4、步骤2,利用还原剂对步骤1处理后的生物膜片进行还原,还原剂将不饱和的席夫碱结构转换为饱和的仲氨基结构;
5、步骤3,利用含有至少两个官能度的环氧化合物对步骤2处理后的生物膜片中的仲氨基结构进行交联,得到复合交联生物瓣膜材料。
6、以下还提供了若干可选方式,但并不作为对上述总体方案的额外限定,仅仅是进一步的增补或优选,在没有技术或逻辑矛盾的前提下,各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合,还可以是多个可选方式之间进行组合。
7、可选的,所述席夫碱结构的结构式为-n=ch-。
8、可选的,步骤1中,戊二醛对生物膜片进行交联后,交联产物中含有醛基,步骤2中,还原剂与醛基反应生成羟基。
9、可选的,步骤1中,戊二醛溶液的质量分数为0.1~2%,处理时间为24~240h。
10、可选的,步骤2中,还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、氰基硼氢化钠、硫代硫酸钠中的至少一种。
11、可选的,步骤2中,还原剂以溶液形式与生物膜片接触,还原剂质量分数为0.1~2%,处理时间为0.5~72h。
12、可选的,步骤2中,还原剂溶液中,还原剂质量分数为0.1~1%,处理时间为2~24h。
13、可选的,步骤3中,含有至少两个官能度的环氧化合物为二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、2,2'-[1,6-亚萘基二(氧亚甲基)]二环氧乙烷、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇缩水甘油醚中的至少一种。
14、可选的,步骤3中,含有至少两个官能度的环氧化合物以溶液形式与步骤2处理后的生物膜片接触,环氧化合物的质量分数为0.1~1%,处理时间为12~72h。
15、可选的,步骤3中,环氧化合物溶液中,环氧化合物的质量分数为0.1~0.5%,处理时间为24~48h。
16、可选的,还包括在步骤1之前进行的预处理步骤,所述预处理步骤利用表面活性剂对生物膜片进行脱细胞,然后进行清洗。
17、可选的,所述预处理步骤中,利用表面活性剂对生物膜片脱细胞包括以任意顺序进行的如下两个步骤:
18、a、利用离子型表面活性剂对生物膜片进行脱细胞;
19、b、利用非离子型表面活性剂对生物膜片进行脱细胞。
20、可选的,所述离子型表面活性剂为脱氧胆酸钠、脂肪酸钾皂、十二烷基硫酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的至少一种;所述非离子型表面活性剂为曲拉通、吐温中的至少一种。
21、可选的,所述离子型表面活性剂以溶液形式与生物膜片接触,离子型表面活性剂的质量分数为0.1~2%,所述离子型表面活性剂的处理时间为1~24小时;
22、所述非离子型表面活性剂以溶液形式与生物膜片接触,非离子型表面活性剂的质量分数为0.1~2%,所述非离子型表面活性剂的处理时间为1~24小时。
23、可选的,还包括对步骤3处理后的生物膜片进行干化处理,所述干化处理包括依次进行的如下步骤:
24、a、利用质量分数为60~80%的乙醇水溶液进行浸泡脱水,处理时间为1~5h;
25、b、利用丙三醇和乙醇的混合溶液进行浸泡脱水,丙三醇和乙醇的体积比为1:0~1,处理时间为2~10h。
26、本申请还提供了一种复合交联生物瓣膜材料,利用所述制备方法制备得到。
27、本申请还提供了一种人工瓣膜,包括:
28、支架,内部为血流通道;
29、一片或多片瓣叶,所述瓣叶采用所述的复合交联生物瓣膜材料制作得到。
30、本申请提供的复合交联生物瓣膜材料能够减少瓣叶的钙化,提高瓣叶耐久性,延长瓣叶的使用寿命。
1.一种复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,所述席夫碱结构的结构式为-n=ch-。
3.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,戊二醛对生物膜片进行交联后,交联产物中含有醛基,步骤2中,还原剂与醛基反应生成羟基。
4.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,戊二醛溶液的质量分数为0.1~2%,处理时间为24~240h。
5.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、氰基硼氢化钠、硫代硫酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,还原剂以溶液形式与生物膜片接触,还原剂质量分数为0.1~2%,处理时间为0.5~72h。
7.根据权利要求6所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,还原剂溶液中,还原剂质量分数为0.1~1%,处理时间为2~24h。
8.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,含有至少两个官能度的环氧化合物为二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,3-双(3-缩水甘油醚氧基丙基)四甲基二硅氧烷、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、2,2'-[1,6-亚萘基二(氧亚甲基)]二环氧乙烷、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇缩水甘油醚中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,含有至少两个官能度的环氧化合物以溶液形式与步骤2处理后的生物膜片接触,环氧化合物的质量分数为0.1~1%,处理时间为12~72h。
10.根据权利要求9所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,环氧化合物溶液中,环氧化合物的质量分数为0.1~0.5%,处理时间为24~48h。
11.根据权利要求1~10任一项所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,还包括在步骤1之前进行的预处理步骤,所述预处理步骤利用表面活性剂对生物膜片进行脱细胞,然后进行清洗。
12.根据权利要求11所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,所述预处理步骤中,利用表面活性剂对生物膜片脱细胞包括以任意顺序进行的如下两个步骤:
13.根据权利要求12所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,所述离子型表面活性剂为脱氧胆酸钠、脂肪酸钾皂、十二烷基硫酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的至少一种;所述非离子型表面活性剂为曲拉通、吐温中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,所述离子型表面活性剂以溶液形式与生物膜片接触,离子型表面活性剂的质量分数为0.1~2%,所述离子型表面活性剂的处理时间为1~24小时;
15.根据权利要求11所述的复合交联生物瓣膜材料的制备方法,其特征在于,还包括对步骤3处理后的生物膜片进行干化处理,所述干化处理包括依次进行的如下步骤:
16.一种复合交联生物瓣膜材料,其特征在于,利用如权利要求1~15任一项所述制备方法制备得到。
17.一种人工瓣膜,其特征在于,包括: