[发明专利]一种生物组织材料的化学处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物组织材料的化学处理方法，具体涉及人工生物瓣膜的瓣叶处理。

背景技术

目前，人工瓣膜可以分为生物瓣和机械瓣两种。与机械瓣相比，生物瓣有其公认的优越性：(1)比较符合生理的中央流道，有效瓣膜口径较大，跨瓣压差小，良好的血流动力学性能；(2)血栓栓塞及溶血并发症低，一般不需长期抗凝治疗；(3)在两类瓣膜置换术后生存率相似的前提下，生物瓣置换者的生活质量更好。

生物瓣膜一般从猪主动脉瓣、猪心包、牛心包等动物膜组织取材，经过交联处理，然后缝制在一定结构的金属支架或高分子支架上。这些动物组织主要组成成分是胶原质和弹性蛋白，可以提供植入物所需的弹性和力学性能。

生物组织材料化学处理的原理是将组织中的胶原交联，而胶原交联的实质是胶原中的官能团发生了交联反应。胶原中的官能团基本上来自氨基酸的残基，主要包含氨基，羧基和羟基三种基团。以生物心脏瓣膜为例，目前化学处理的方法基本上以戊二醛为基础。戊二醛的交联机理是通过醛中的醛基和氨基反应生成西弗(Schiff)碱，如果再加上一些防钙化处理，交联的效果有所提高。例如，专利公开号为CN1084768A的发明专利公开了一种环氧氯丙烷处理的防钙化人工心脏瓣膜的处理方法，通过环氧氯丙烷处理，环氧氯丙烷主要和氨基反应，可以去除掉多余的氨基，但是无法增加交联度；专利公开号为CN1415383A的发明专利公布了一种植入用组织材料的改性方法和改性材料，通过羟基铬处理瓣膜，羟基铬可以交联羧基，可以进一步提高交联度，但是此处理方法引入了重金属离子，而且使组织变的不够柔软。

发明内容

基于上述缺点，本发明提供一种生物组织材料化学处理的方法。该方法对氨基和羧基进行双重的交联，选择合适的交联试剂，避免了因零距离交联而引起的组织变硬问题，提高了组织的交联度同时保持组织的柔韧性。

本发明提供一种生物组织材料的化学处理方法，该方法包括先用醛类溶液处理生物组织材料，然后用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和二胺混合溶液再进行处理，使材料的氨基与羧基都得到交联。

所述的生物组织材料为以胶原蛋白为基础的组织材料，优选的是猪主动脉瓣、猪心包、牛心包或牛颈静脉瓣。

所述化学处理方法包括：先利用0.2～1％的单醛或二醛对组织进行交联或封闭，优选的单醛为正丙醛，优选的二醛为戊二醛。然后再用EDC/NHS进行二次处理，活化材料里的羧基，使羧基与氨基进行交联。同时，加入一种二胺作为交联剂，增加羧基与氨基的交联度。优选的二胺可以是乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、聚醚胺、羟基二胺。如果采用戊二醛做第一步处理，因为交联的发生，增加了后处理试剂渗透到组织深处的难度，因此应选择分子量较小的二胺，如己二胺或1，3-二胺基-2-丙醇；如果采用正丙醛进行氨基的封闭，则可以选择聚醚胺等分子较大的二胺。

所述EDC/NHS是指含有EDC和NHS的生物缓冲溶液。

所述EDC的浓度为10～500mM，优选为20～100mM，最优选为30～80mM；所述NHS的浓度为2～100mM，优选为4～20mM，最优选为6～10mM；所述生物缓冲溶液的缓冲剂为2-(N-吗啉)乙磺酸(MES)或者N-(2-羟乙基)哌嗪-N′-2-乙烷磺酸(HEPES)，浓度为10～100mM，优选为20～50mM。

本发明提供的生物组织材料的化学处理方法，按如下步骤进行：

(A)除去多余脂肪的生物组织材料在生理盐水中漂洗干净；

(B)将(A)中处理好的生物组织材料置于0.2～1％的醛类溶液中，室温～60℃下浸泡2小时～2个月，优选浸泡时间为24小时～48小时；

(C)将(B)处理过的生物组织材料清洗干净，移至一定浓度的含有EDC/NHS和二胺的缓冲溶液中，4℃～室温下浸泡2小时～2个月，优选浸泡时间为24小时～48小时；

(D)最后，将处理好的生物组织材料用0.2％～0.6％的戊二醛溶液进行储存。

本发明提供一种生物组织材料的化学处理方法，该处理方法操作简单方便，而且通过该方法制备的组织材料，羟基和氨基均参与了交联，湿热稳定性、力学性能和抗钙化性能均有所提高，大大提高了组织的耐久力。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。