專利名稱：一種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工角膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種膠原/殼聚糖三維立體 網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架及其制備方法。
背景技術(shù)：
角膜病是僅次于白內(nèi)障的第二大致盲眼病，角膜移植是目前治療角膜盲 的有效方法，但是面臨著角膜供體嚴重缺乏、術(shù)后發(fā)生免疫排斥反應(yīng)和醫(yī)源性 散光等問題。隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展和進步，組織工程角膜將為角膜病的治 療開辟新的途徑，構(gòu)建組織工程角膜替代部分或全層受損角膜的核心是建立 細胞與生物材料的三維立體空間復(fù)合體，理想的支架材料一直是制約組織工 程角膜發(fā)展的瓶頸問題.
膠原、殼聚糖由于其良好的生物相容性等特點而廣泛應(yīng)用于組織工程支 架材料。膠原纖維是天然角膜基質(zhì)層的主要組成成分，膠原蛋白占角膜干重的 75%。膠原無抗原性，組織相容性好，含有某些特異的氨基酸序列，有利于種子 細胞的黏附與生長，膠原的不足之處在于穩(wěn)定性較差，機械強度小，降解快。 而殼聚糖缺乏鍵合生物活性，脆性大，且降解慢、親水性差。因而，改進膠 原和殼聚糖本身的一些缺點也是膠原和殼聚糖基體復(fù)合支架需要解決的問 題，而將膠原和殼聚糖共混物同時作為復(fù)合支架的基體或者將兩者形成新的 結(jié)構(gòu)，則有望在一定程度上改善單純膠原或殼聚糖做基體時力學(xué)強度的問題， 同時獲得合適的降解速度。近年來，三維立體網(wǎng)絡(luò)支架發(fā)展十分迅速，有望 很好地解決上述問題。三維立體網(wǎng)絡(luò)支架是用化學(xué)方法將兩種以上的聚合物 互相貫穿成交織網(wǎng)絡(luò)狀的一類新型復(fù)相聚合物材料，是聚合物共混改性技術(shù) 發(fā)展的新領(lǐng)域，為制造特殊性能的材料開拓了嶄新的途徑，目前三維立體網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)用于膠原/殼聚糖人工角膜組織工程支架的制備沒有先例，如果能成功 應(yīng)用該技術(shù)，將實現(xiàn)在膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜組織工程支架中實 現(xiàn)支架材料的穩(wěn)定性、力學(xué)性能的改善，也有望從結(jié)構(gòu)和功能上實現(xiàn)復(fù)相聚 合物的有效復(fù)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過利用三維立體網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)將膠原和殼聚糖兩種聚合物互相貫穿成交織網(wǎng)絡(luò)狀的新型復(fù)相聚合物支 架，從而研發(fā)出一種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架并給出其制備方 法。
為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架的制備方法，包括以下步
驟
a. 以質(zhì)量百分比濃度為2%的醋酸溶液為溶劑膠原為溶質(zhì)配制3mg/ml 10mg/ral的膠原溶液；
b. 按殼聚糖膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為O. 1 9 : 1的比例將殼聚糖加入到上
述a的膠原溶液中，用高速分散機充分混合后得到膠原/殼聚糖的共混液；
c. 在上述b的膠原/殼聚糖的共混液中加入混合交聯(lián)劑，所加混合交聯(lián) 劑在共混液中的質(zhì)量濃度為0.01 1%，所述混合交聯(lián)劑是指l一乙基一3 —
(3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺和N—羥基琥珀酰亞胺在常溫下攪拌交聯(lián)至少 12h的混合溶液，其中l(wèi)一乙基一3— (3 —二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC) 與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì)量比為1 4 : 1;
d. 在上述c最終所得的混合液中再加入殼聚糖交聯(lián)劑，所加殼聚糖交聯(lián) 劑在共混液中的質(zhì)量濃度為0.01 1%，并在常溫下攪拌交聯(lián)至少12h;
e. 將上述d最終所得的混合液減壓、除氣泡后注入模型，再置于超低溫 冰箱中冷凍至少24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24小時，即 得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架。
所述殼聚糖交聯(lián)劑為戊二醛、聚乙二醇雙縮水甘油醚、聚丙三醇三縮水 甘油醚。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下突出的優(yōu)點
1、 本發(fā)明首次將三維立體網(wǎng)絡(luò)的制備技術(shù)成功應(yīng)用到膠原/殼聚糖三維
立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架的制備中，通過交聯(lián)劑的橋梁作用，使得膠原、殼聚
糖2種聚合物在立體網(wǎng)絡(luò)基體中分散良好且與互相形成有效、穩(wěn)定的鍵合。
2、 由于三維立體網(wǎng)絡(luò)是用化學(xué)方法將兩種以上的聚合物互相貫穿成交織 網(wǎng)絡(luò)狀的一類新型復(fù)相聚合物材料，因而本發(fā)明制備的膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)角膜支架解決了膠原及殼聚糖復(fù)合支架力學(xué)性能不佳的問題，同時獲得 了合適的降解速度。
3.本發(fā)明制備工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應(yīng)用。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但實施方式并不僅限 于此。
實施例1:
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制3mg/ml的膠原溶液5ooml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為0.1:1的比例將殼聚糖加入到上述 (1)的膠原溶液中，采用高速分散機以100轉(zhuǎn)/分的速度充分混合后得到膠
原/殼聚糖的共混液；
(3) 在上述(2)的膠原/殼聚糖的共混液中加入按質(zhì)量百分比計總含量 為0.01%的混合交聯(lián)劑，在常溫下攪拌交聯(lián)12h，混合交聯(lián)劑中1一乙基一3 一 (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì) 量比為1:1;
(4) 在上述(3)經(jīng)EDC+NHS交聯(lián)的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質(zhì) 量百分比計含量為0. 01%的戊二醛溶液并在常溫下攪拌交聯(lián)12h;
(5) 將上述(4)最終所得的膠原/殼聚糖的混合液減壓、除氣泡后注入 模型，再置于-5"C的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷凍 干燥24小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架。
實施例2
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制4mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為0. 25:1的比例將殼聚糖加入到上述 (1)的膠原溶液中，采用高速分散機以1000轉(zhuǎn)/分的速度充分混合后得到膠
原/殼聚糖的共混液；
(3) 在上述(2)的膠原/殼聚糖的混合液中加入按質(zhì)量百分比計總含量 為0.05%的混合交聯(lián)劑，在常溫下攪拌交聯(lián)12h，混合交聯(lián)劑中1一乙基一3 一 (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì)量比為2:1;
(4) 在上述(3)經(jīng)EDC+NHS交聯(lián)的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質(zhì) 量百分比計含量為0.05%的聚乙二醇雙縮水甘油醚并在常溫下攪拌交聯(lián) 12h;
(5) 將上述(4)最終所得的膠原/殼聚糖的混合液減壓、除氣泡后注入 模型，再置于-l(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷 凍干燥36小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架；
實施例3
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制5mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為0. 65:1的比例將殼聚糖加入到上述 (1)的膠原溶液中，采用高速分散機以2000轉(zhuǎn)/分的速度充分混合后得到膠
原/殼聚糖的共混液；
(3) 在上述(2)的膠原/殼聚糖的混合液中加入按質(zhì)量百分比計總含量 為0. 1%的混合交聯(lián)劑，在常溫下攪拌交聯(lián)12h，混合交聯(lián)劑中l(wèi)一乙基一3 一 (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì) 量比為4:1;
(4) 在上述(3)經(jīng)EDC+NHS交聯(lián)的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質(zhì) 量百分比計含量為0. 1%的聚乙二醇雙縮水甘油醚并在常溫下攪拌交聯(lián)12h;
(5) 將上述(4)最終所得的膠原/殼聚糖的混合液減壓、除氣泡后注入 模型，再置于-2(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷 凍干燥48小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架；
實施例4
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制7mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:1的比例將殼聚糖加入到上述(l) 的膠原溶液中，采用高速分散機以5000轉(zhuǎn)/分的速度充分混合后得到膠原/ 殼聚糖的共混液；
(3) 在上述(2)的膠原/殼聚糖的混合液中加入按質(zhì)量百分比計總含量 為0.5%的混合交聯(lián)劑，在常溫下攪拌交聯(lián)12h，混合交聯(lián)劑中l(wèi)一乙基一3_ (3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì) 量比為4:1;
(4) 在上述(3)經(jīng)EDC+NHS交聯(lián)的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質(zhì) 量百分比計含量為0. 5%的聚丙三醇三縮水甘油醚并在常溫下攪拌交聯(lián)12h;
(5) 將上述(4)最終所得的膠原/殼聚糖的混合液減壓、除氣泡后注入 模型，再置于-65。C的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷 凍干燥48小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架；
實施例5
(1) 用質(zhì)量百分比濃度為2a/。的醋酸溶液配制10mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為9:1的比例將殼聚糖加入到上述(1) 的膠原溶液中，采用高速分散機以8000轉(zhuǎn)/分的速度充分混合后得到膠原/ 殼聚糖的共混液；
(3) 在上述(2)的膠原/殼聚糖的混合液中加入按質(zhì)量百分比計總含量 為1%的混合交聯(lián)劑，在常溫下攪拌交聯(lián)12h，混合交聯(lián)劑中l(wèi)一乙基一3 —
(3 — 二甲基氨丙基)碳二亞胺(EDC)與N—羥基琥珀酰亞胺(NHS)的質(zhì)量 比為4:1;
(4) 在上述(3)經(jīng)EDC+NHS交聯(lián)的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質(zhì) 量百分比計含量為1%的聚丙三醇三縮水甘油醚并在常溫下攪拌交聯(lián)12h;
(5) 將上述(4)最終所得的膠原/殼聚糖的混合液減壓、除氣泡后注入 模型，再置于-8(TC的超低溫冰箱中冷凍24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷 凍干燥48小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架
權(quán)利要求
1.一種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架的制備方法，包括以下步驟a.以質(zhì)量百分比濃度為2％的醋酸溶液為溶劑、膠原為溶質(zhì)配制3mg/ml～10mg/ml的膠原溶液；b.按殼聚糖∶膠原溶質(zhì)的質(zhì)量比為0.1～9∶1的比例將殼聚糖加入到上述a的膠原溶液中，用高速分散機充分混合后得到膠原/殼聚糖的共混液；c.在上述b的膠原/殼聚糖的共混液中加入混合交聯(lián)劑，所加混合交聯(lián)劑在共混液中的質(zhì)量濃度為0.01～1％，所述混合交聯(lián)劑是指1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亞胺和N-羥基琥珀酰亞胺在常溫下攪拌交聯(lián)至少12h的混合溶液，其中1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亞胺與N-羥基琥珀酰亞胺的質(zhì)量比為1～4∶1；d.在上述c最終所得的混合液中再加入殼聚糖交聯(lián)劑，所加殼聚糖交聯(lián)劑在共混液中的質(zhì)量濃度為0.01～1％，并在常溫下攪拌交聯(lián)至少12h；e.將上述d最終所得的混合液減壓、除氣泡后注入模型，再置于超低溫冰箱中冷凍至少24小時，接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷凍干燥至少24小時，即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架的 制備方法，其特征在于所述殼聚糖交聯(lián)劑為戊二醛、聚乙二醇雙縮 水甘油醚或聚丙三醇三縮水甘油醚。
3. —種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架，其特征在于它由 權(quán)利要求1或2所述的制備方法所制得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架的制備方法包括以醋酸溶液為溶劑，膠原、殼聚糖為溶質(zhì)配制膠原/殼聚糖共混液，并加入1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亞胺和N-羥基琥珀酰亞胺混合交聯(lián)劑，混合后再加入殼聚糖交聯(lián)劑，最后除氣泡后注入模型，再置于超低溫冰箱中冷凍接著轉(zhuǎn)入冷凍干燥機中冷凍干燥即得到膠原/殼聚糖三維立體網(wǎng)絡(luò)人工角膜支架。
文檔編號A61L27/20GK101596331SQ20091009671
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者佳 瞿, 浩 陳 申請人:溫州醫(yī)學(xué)院眼視光研究院