[发明专利]一种细胞外基质涂层增强高分子瓣膜生物相容性的方法

说明书

本发明公开了一种细胞外基质涂层增强高分子瓣膜生物相容性的方法，制备时先在高分子瓣膜表面通过光聚合制备富含活性基团的中间层，再将细胞外基质通过化学键合的方式连接到高分子瓣膜表面，形成细胞外基质涂层。细胞外基质具有良好的生物相容性，本发明通过在高分子瓣膜材料表面涂覆细胞外基质涂层，有效提高了高分子瓣膜的抗污能力、抗凝血能力、细胞相容性和降低免疫反应。高分子瓣膜的生物相容性改善，可以满足其作为人工高分子瓣膜材料的应用需求。

技术领域

本发明属于特种材料制备技术领域，具体涉及一种细胞外基质涂层增强高分子瓣膜生物相容性的方法。

背景技术

心脏瓣膜疾病通常通过人工心脏瓣膜置换来治疗。机械心脏瓣膜经久耐用，结构稳定，但可能存在凝血、免疫反应、组织增生的问题。生物心脏瓣膜具有与人体自身心脏瓣膜相似的血流动力学特性，然而生物心脏瓣膜易发生钙化使瓣叶变硬，最终破裂。同时，生物心脏瓣膜的耐久性差，植入10～15年后需要更换，因此对病人的年龄范围提出了要求。除此之外，生物心脏瓣膜取材于动物组织(心包膜、瓣膜)，均一性较难保证，无法根据需求进行针对性调整。另外，成本也相对较高。由一些具有生物惰性的高分子聚合物制成的高分子瓣膜可以加工成与人体自身心脏瓣膜相似的结构，因此可以保证相似的血流动力学特性。此外，这种高分子瓣膜比生物心脏瓣膜具有更好的耐久性。但是，这些聚合物可能仍存在凝血、免疫反应等问题，妨碍心脏瓣膜的正常工作。

脱细胞的细胞外基质凭借其优良的生物相容性已经被广泛应用于医疗领域。利用人类皮肤、猪小肠粘膜和猪膀胱等部位的脱细胞细胞外基质，制成了外科手术过程中使用的补片、软组织修复(烧伤、溃疡等)用贴片和糖尿病患者的伤口敷料。细胞外基质本身由成纤维细胞、平滑肌细胞和免疫细胞等多种细胞分泌物堆积而成，并长期稳定存在于生物体内。因此细胞外基质具有优异的生物相容性。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种细胞外基质涂层增强高分子瓣膜生物相容性的方法，以解决现有高分子瓣膜生物相容性差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，提供一种细胞外基质涂层增强高分子瓣膜生物相容性的方法，包括以下步骤：

S1：将清洗干净的高分子瓣膜在光引发剂溶液中浸泡4～8min后，取出风干，得瓣膜基底；

S2：将瓣膜基底浸泡于甲基丙烯酸水溶液中，于紫外光下聚合反应3～15min，然后捞出并清洗干净，得反应基底，甲基丙烯酸水溶液的浓度为10～30wt％；

S3：将反应基底浸泡在细胞外基质溶液中，加入引发剂，于20～50℃下反应18～48h，得具有良好生物相容性的高分子瓣膜；所述细胞外基质溶液由猪皮切碎后消化得到。

本发明在制备具有良好生物相容性的高分子瓣膜时，先将高分子瓣膜在光引发剂溶液中浸泡一定时间，浸泡过程中光引发剂均匀沉积到高分子瓣膜表面，为后续光催化反应的稳定进行提供良好的基础。然后将附着有光催化剂的高分子瓣膜转移到甲基丙烯酸水溶液中，并用紫外光进行照射，甲基丙烯酸中包含羧基和双键两种反应性基团，在紫外光照射下，光催化剂催化甲基丙烯酸中的双键进行聚合反应，形成空间网状结构的膜层并包覆在高分子瓣膜表面，在高分子表面形成涂层。再将包覆有涂层的高分子瓣膜转移到细胞外基质溶液中，涂层中未反应的羧基在引发剂的作用下与细胞外基质溶液中的细胞外基质相结合，形成生物涂层，由于细胞外基质具有优良的生物相容性，其固定包覆到高分子瓣膜上后，所得到的新材料同样具有了良好的生物相容性。

本发明中通过光催化的方式在高分子表面形成反应涂层，不仅反应更快，而且反应更加均匀，在高分子瓣膜表面形成的膜层分布也更加均匀，同时膜层在高分子瓣膜表面结合也更加牢固，最终所制得的新材料性能更加优良。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，高分子瓣膜为括硅橡胶、聚乳酸、聚醚醚酮、聚氨酯或苯乙烯-b-异丁烯-b-苯乙烯。