[发明专利]提升牛心包瓣膜材料抗钙化性能的试剂组合和方法

说明书

本发明涉及生物材料领域，特别涉及提升牛心包瓣膜材料抗钙化性能的试剂组合和方法。本发明在现有戊二醛交联去细胞牛心包的基础上，进行脱细胞及醛基封闭，同时补充弹力蛋白和糖胺聚糖交联剂和钙离子抑制剂处理。对比现有的戊二醛交联，实验证明可以在有效保持力学性能的基础上，提升抗钙化性能，提升瓣膜材料的耐久性。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别涉及提升牛心包瓣膜材料抗钙化性能的试剂组合和方法。

背景技术

目前基于异种(猪或牛)心包膜交联制备的生物瓣膜是市场的主流产品。美国爱德华生命科学公司、美国美敦力公司以及国内杭州启明医疗器械有限公司生产的介入生物瓣膜的瓣叶材料都是采用猪或牛的心包膜原材料，并用戊二醛交联制备而成。而当前异种心包膜戊二醛交联的生物瓣膜使用寿命通常只有10-15年左右，极大地限制了生物瓣膜的应用范围和效果。

生物瓣膜的失效是多方面因素造成的，包括生物瓣膜的钙化、降解、微凝血以及内皮化困难等原因，因此，基于戊二醛交联的防钙化策略国内外也提出了很多新的思路；首先，针对戊二醛交联后瓣膜的钙化问题,国内外提出了许多改进戊二醛交联的方法:一是筛选出更为合适的戊二醛处理时间、浓度和交联固定的压力，一些研究认为可用0.5％浓度的戊二醛代替标准的0.625％的交联浓度，交联时间通常选择在室温下交联24-48小时。Hughes对于固定浓度下的戊二醛交联条件与效率进行了摸索，他认为在固定浓度下温度和缓冲液pH值是影响戊二醛进入心包组织的主要因素，并指出pH 9和37℃的温度是最合适的交联条件。同时,有研究表明，交联固定时的压力可影响瓣叶组织结构,改变或损害瓣叶胶原,影响瓣膜的耐久性与寿命；因此,应尽量采用零压或低压固定,以保证瓣叶组织结构的完整性和减轻固定压力损伤。同时，对于戊二醛交联后瓣膜的保存，有文献研究表明可以低温保存在甘油相对于保存在低浓度戊二醛中可以明显减轻钙化。

对于戊二醛交联生物材料植入体内的钙化问题，目前国际上主要有三点策略：一是提取或洗脱组织内可能钙化的物质,消除或减少促进钙化的因素,干扰磷酸钙结晶的生成,改变表面电荷的性质,减低组织间质的空隙,防止血清渗入瓣叶,恢复天然抑钙物等；二是充分漂洗洗脱去除残余醛基。有研究表明，使用PBS充分漂洗可明显减少吸附在材料表面未交联的游离醛基含量；三是应用氨基化合物再次交联封闭游离醛基，如采用甘氨酸、谷氨酸、精氨酸、牛磺酸、半胱氨酸等氨基酸处理GA交联的瓣膜材料，或采用油酸(清洁剂)及引入二元胺，原理都是增加额外交联，用氨基中和残余醛基；四是通过还原反应，将醛基转化为羟基，用硼氢化钠还原醛基为羟基，使其变为无毒害的醇；四是通过缩醛反应来中和醛基，如Sang-Soo Kim使用10％柠檬酸与醛基反应中和降低了戊二醛的细胞毒性；五是通过加成反应去除醛基，周建业等人使用亚硫酸氢钠与醛基加成形成羟基磺酸钠沉淀来充分去除游离醛基；与仅用GA处理的材料相比，这些方法报道都有效地降低戊二醛残留的细胞毒性和改善生物相容性，具有一定的应用价值。而对于戊二醛交联不充分，只能交联胶原蛋白的问题，目前国内外也提出了一些解决方案，主要是通过加入其他的交联剂与戊二醛联合应用来减轻钙化，比如联合低剂量戊二醛和其他新型交联剂如京尼平、环氧化合物、碳二亚胺等交联，或加入新的弹力蛋白和糖胺聚糖交联剂，这些方法的远期效果有待进一步观察验证。

因此，优化目前主流的戊二醛交联制备牛心包瓣膜材料技术，解决其残余醛基毒性和交联不充分的问题，并进一步提升其生物相容性和抗钙化性能，具有重要的现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了提升戊二醛交联牛心包瓣膜材料抗钙化性能的试剂组合和方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了提升牛心包瓣膜材料抗钙化性能的试剂组合，包括新霉素、戊二醛、谷胱甘肽、柚皮素和MgCl₂。