[发明专利]一种动物源性植入性医用生物材料的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及医用生物材料技术领域，具体涉及一种动物源性植入性医用生物材料的制备方法。

背景技术

各种疾病、创伤所造成的机体某些组织或器官的缺损以及功能的部分或全部丧失是人类健康所面临的主要危害之一。研究和开发理想的材料用于组织修复一直是医学、生物科学以及材料科学等领域的重要课题。目前广泛应用于临床的用于组织修复的医学生物材料主要是不可吸收的人工材料，包括高分子材料（如聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚乙醇酸、硅胶等）、金属材料（如不锈钢、钛金属及其合金等）、无机材料（如生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）、复合材料（碳纤维／聚合物、玻璃纤维／聚合物等）。上述材料的结构及组成均与人体组织相差甚远，只能在短期内起到替代和支撑作用，不能促进组织再生，实现组织功能，并且，植入后不能降解，如不通过手术取出会永久存留体内，其稳定性、组织毒性反应及致癌性等均难以控制。

在欧美发达国家，植入性医用生物材料正进入重大产业革命时期，即从传统的不可吸收材料向可降解的、能够主动诱导组织再生的新型生物材料变革。而基于组织工程学原理的以动物组织为原料的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）材料是主要发展方向。ECM是由多种大分子物质如胶原、非胶原糖蛋白、氨基聚糖、蛋白聚糖、弹性蛋白等成分，按一定比例和结构建成的复杂的有机的三维整体，为各种细胞的生存及活动提供适宜的场所和微环境，能够调节各种细胞的生长、形状、代谢、迁移、增殖和分化，进而调控组织和器官功能。组织缺损的一个严重后果是“土壤”—ECM的丧失，这也是机体自身无法实现组织修复和再生的原因。天然的ECM可以作为组织再生的“土壤”，是理想的组织修复材料。去除动物组织的细胞成分可以去除大部分的免疫原性，并保留ECM成分，可以开发出理想的组织修复材料。

国外已有来源于猪、马、牛等动物的真皮、心包、小肠等组织的动物源性脱细胞ECM材料产品进入临床应用。其中脱细胞小肠粘膜下层（small intestinal submucosa, SIS）基质材料是学术界公认的最理想的软组织修复材料。脱细胞SIS基质材料的优势包括：1）免疫原性低，组织相容性高；2）特有的结构和组成具备主动诱导各种组织再生的生物学基础；3）应用领域广泛，可以适用于机体各种软组织的修复；4）具有抗微生物活性。美国Cook Biotech Incorporated 的脱细胞SIS基质材料在腹壁修复、烧伤、肛瘘、难治性伤口、整形手术、盆底修复、肌腱修复、泌尿生殖道修复、神经修复等领域已有较大样本量的临床应用。

国内外专利和文献中关于脱细胞SIS基质材料制备方法的报道很多，但到目前为止仍只有Cook Biotech Incorporated公司一家脱细胞SIS基质材料产品进入临床应用。

脱细胞工艺和病毒灭活工艺是脱细胞SIS基质材料制备的主要工艺和技术难点，要求完全去除小肠粘膜下层组织的病毒、细胞成分和动物源DNA成分，同时完整保留天然ECM的成分和三维结构，特别是促进组织再生的生长因子（如碱性生长因子、转化生长因子等）。已报道的脱细胞和病毒灭活方法种类繁多，但大多不能完全去除所有的动物源性DNA成分，并且大多耗时过长，需要使用多种有机和高强度酸碱溶剂，导致了脱细胞SIS基质材料中活性细胞外基质成分的破坏，有害溶剂残留会导致细胞毒性，从而影响组织修复效果。另外，大部分脱细胞工艺没有控制内毒素残留的有效措施。成型工艺是脱细胞SIS基质材料制备的另一技术难点，小肠的周径只有6~8cm，小肠粘膜下层的厚度少于0.1mm，难以制备不同尺寸、厚度和适应不同力学强度要求的组织修复产品。Cook Biotech Incorporated采用真空压制法成型，这种方法会使脱细胞SIS基质材料的空间结构压缩，破坏了天然的ECM三维结构，影响材料的孔隙率。

临床研究显示，Cook Biotech Incorporated 的脱细胞SIS基质材料产品（surgisis BIODESIGN^?等）在临床应用中出现了浆液肿、感染、免疫排斥反应、组织愈合不良等并发症，其中浆液肿发生率最高。并发症可能导致疾病的复发，甚至需要二次手术去除已植入的脱细胞SIS基质材料。研究已经证实，浆液肿是由Th2 炎性细胞因子反应引起的，而该反应与产品的动物源DNA残留密切相关。

发明内容