[发明专利]一种用环氧化合物对动物皮胶原进行改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用环氧化合物对动物皮胶原进行改性的方法。

背景技术

环氧化合物是人们使用较早的交联剂，环氧氯丙烷、二环氧丁烷、丁三醇二缩水 甘油醚、丙三醇缩水甘油醚的鞣革性能已有报道(E.Heidemann.Fundamentals of leather.Roetherdruck，1993)。经环氧化合物鞣制的革，颜色洁白，收缩温度和物理机械 性能均有一定程度的提高。丙三醇三缩水甘油醚长时间鞣制的革，其收缩温度可以达 到73.5℃，但远远低于制革行业的要求(Ts≥95℃)。又由于其反应时间长(14天)， 制革行业无法接受，因此被长期束之高阁。

动物皮胶原用于医学由来已久，而通过皮胶原的改性来拓展其应用领域，已成为 当今的热点(但卫华，王坤余，曾睿，等.胶原的医学应用及其发展前景.生物医学工程 与临床.2004，8(11)：45-48，52)。在医学方面，由于人们希望提高胶原类物质(如肌 腱、心包、血管等)的抗降解能力，提高物理机械性能，也对环氧化合物改性进行了 研究。Hsing WenSung等将甲基缩水甘油醚(EX-131)、苯基缩水甘油醚(EX-145)、 月桂醇缩水甘油醚(EX-171)等用于猪心包的改性。EX-131、EX-145改性心包的ΔTs 分别为-3.9℃和-5.1℃(Sung HW，Shen S H，Tu R，et al.Comparison of the crosslinking characteristics of the porcine heart valves fixed with glutaraldehyde or epoxy compound.ASAIOJ，1993，39：532)。刘侠等用乙二醇二缩水甘油醚(Ethylene Glycol Diglycidyl Ether，EGDE)处理牦牛心包，较之戊二醛固定的心包，胶原纤维的走向更 富弹性，抗张强度和断裂伸长率增加，浆膜层脱落程度小，更为光滑。体内植入实验 表明，撕裂程度明显较低，力学性能明显优于戊二醛改性的心包(刘侠，乐以伦，黄 嘉，等.环氧改性与戊二醛处理的牦牛心包的扫描电镜形态比较.生物医学工程学杂 志，1996，13(3)：200)。Hsin-WenSungt等用EGED改性猪胸动脉，得到Ts为73.9±1.0 ℃，强度为393.8±61.5gmm-2的改性产物。R.Zeeman等研究了1，4丁二醇缩水甘油醚 (1，4-butanediol diglycidyl ether，BDDGE)对绵羊真皮的交联，Ts达到约67℃(R Zeeman， P J Dijkstra，P B van Wachem，et al.Crosslinking and modification of dermal sheep collagen using1，4-butanediol diglycidylether.Journal of Biomedical Materials Research，1999，46(3)：424)。张雷等用丙三醇缩水甘油醚(glycerol Polyglycidyl ether， GPE)处理人体静脉，处理后的血管在纵向断裂强度明显高于戊二醛处理和未交联的 血管，在纵向上有更多的交联键形成，能明显提高血管纵向的牢固程度，对血管的顺 应性无明显影响(张雷，张柏根.环氧化合物和戊二醛对人离体大隐静脉力学性质的影 响.上海生物医学工程，1997，18(2)：14)。

综上所述，现有技术存在以下不足：

1.反应时间长。由于环氧化合物与皮胶原完全反应的时间较长，为了达到改性效 果，往往采用延长反应时间的方法，一般需要3天，甚至14天。因而难以适用于批量 生产。

2.改性效率低、效果差。环氧化合物与胶原的反应存在较高的能垒，两者反应速 度较慢，导致改性效率低、效果差，难以大量实际应用和推广。

3.对环氧化合物的残留考虑不够。环氧化合物与氨基的反应很难完全，残留在皮 胶原中的环氧化合物具有一定的细胞毒性，对人体有害。要完全清洗掉残留的环氧化 合物不仅十分困难，且时间长，效率低。若经过乙醇浸泡清洗，虽然效果有所提高， 但是仍然难以除尽。

4.缺乏对工艺方法的研究。以往的研究，往往局限于在某一特定温度、pH、时间 等单一条件下进行研究，缺乏对于改性过程工艺方法的研究。而工艺方法对材料的应 用性能起着十分关键的作用。

发明内容