一種雙向力學強度均一的拼接生物材料及其製備方法與流程

2023-07-10 03:07:21 1

本發明屬於用於組織修復的生物材料領域，特別涉及一種雙向力學強度均一的拼接生物材料及其製備方法。

背景技術：

脫細胞基質生物材料是取自同種、異種的組織，經脫細胞處理去除組織中含有的各種細胞成分而完整保留細胞外基質(extracellularmatrix,ecm)，具有膠原三維框架結構和ecm的生物活性成分，能誘導細胞長入，修復人體軟組織。在國內，脫細胞基質生物材料較多地被應用於複雜性腹壁疝治療，如急性、創傷性腹壁缺損、聚合體補片修補後感染、腸瘻二次手術治療等。在國外，脫細胞基質已被用於損傷控制手術臨時關腹、腹腔鏡切口疝/腹股溝疝修補、經自然腔道內鏡腹壁疝修補、造口旁疝預防、盆底重建等領域。因此脫細胞基質生物材料的應用前景非常可觀。然而，單純的生物組織，如小腸黏膜下層(sis)經過脫細胞處理後並不能直接應用，這是由於原材料一般尺寸不足，單層材料厚度單薄，雙向力學強度不均，因此需將多片相同或不同來源的材料拼接使用，以生產適合於修復各種尺寸組織缺損的可廣泛應用的生物材料。

發明專利cn103877619a公開了一種複合sis組織修復材料及其製備方法。該方法通過將sis按照特殊的鋪層方式堆疊，並用帶孔的上下夾板夾持加壓乾燥製得一種大尺寸的、各層結合緊密的、力學上雙向同性的片狀sis。但該項發明存在一定缺陷：

(1)如圖3所示，上下層sis間不發生相對移位是複合補片保持力學強度的關鍵點。複合sis組織修復材料涉及重疊的單片sis邊緣在壓合時出現彎折，即產生斷裂面。在外界拉力作用時僅能依靠彎折部位抵抗形變的力量維持上下層sis間相對穩定、不發生移位，這種力量是十分微弱的，彎折處一旦發生形變即sis間產生移位，斷裂面力學強度不足，可能導致補片整體破裂；

(2)複合sis組織修復材料涉及單片sis間的錯位重疊小於單片sis環向長度的一半時(一般為2～3cm)，可能造成多層的結構中出現厚度不均，表面不平整的現象，這一點在二片重疊寬度較小、較為多層的生物材料製備中尤為明顯；

(3)複合sis組織修復材料僅涉及單片sis，應用範圍較窄。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙向力學強度均一的拼接生物材料及其製備方法，該材料雙向力學強度均一、表面平整、厚度一致，可作為修復材料在臨床上應用於疝、皮膚、黏膜、覆蓋創面、填塞組織缺損等領域應用。

本發明的一種雙向力學強度均一的拼接生物材料，通過將脫細胞基質生物材料按照織布式拼接、疊加，經壓合或乾燥得到拼接生物材料。

所述脫細胞基質生物材料的原材料為乾燥的或保存於溶液中的心包、腹膜、胸膜、基底膜、羊膜或豬小腸黏膜下層。所述原材料裁剪為固定形狀、可平整鋪展。

所述拼接生物材料各層之間添加功能化成分。

所述功能化成分為粘合成分、生物活性成分或抗感染成分。

本發明的一種雙向力學強度均一的拼接生物材料的製備方法，包括：

(1)將多片材料的軸向沿夾板邊緣平行的方式平鋪放置至所需面積，保持軸向平行且無縫隙無重疊放置，為第一層材料；

(2)將第一層材料沿環向一端固定，取第m片(m為第一層材料的片數+1)材料，該片材料軸向與第一層材料垂直，以與單片材料上下交替的方式與第一層材料間形成穩定的交叉疊壓，將第m片材料沿環向一端固定後，取第m+1片材料，與第一層材料上下交替放置，同時與第m片緊貼、上下交錯，材料間無縫隙但無重疊放置，為第二層材料，待後續疊加；

(3)後續疊加方法為以第一層材料、第二層材料為一個單元，後續鋪設的單元鋪設方向與前一單元錯開角度(1～360°)，重複放置單元至所需厚度；最後壓合或乾燥，得到拼接生物材料。

所述步驟(1)和(2)中的材料均為光滑面向上。

所述步驟(2)中的第n+1片材料覆蓋步驟(1)中的第一片和第二片材料的拼接線。

所述步驟(3)中的壓合具體為置於-50～-760mmhg的壓力下將多個單元壓合，添加吸水材料抽取拼接生物材料中的水分。

所述步驟(3)中的乾燥為冷凍乾燥、風乾或熱烘乾。

所述熱烘乾的溫度為20-40℃。

有益效果

(1)本發明結構穩定，雙向力學強度相近且良好，拉伸強度較高，植入體內遭遇形變、長期應力作用時，製備的生物材料單片材料雖然也發生彎折，但是橫縱交疊、上下交替疊壓的方法可以防止單元內發生錯位和相對移動，可以藉助多層材料間的交聯以及沿腸管軸向的補片自身力學強度維持補片形狀，與其他拼接方法製備的同等產品可以減少植入後期的膨出和疝復發率；

(2)按照本發明所述的依次拼接可以獲得表面平整、厚度均一、任意尺寸、任意層數、任意形狀的生物材料，以生產適合於修復各種尺寸組織缺損的可廣泛應用的生物材料；

(3)本發明的材料多樣，經過剪裁均可應用本發明涉及的方法進行拼接，獲得力學效果良好、厚度均一的平整材料，擴大了脫細胞基質生物材料在大面積組織缺損中的應用；

(4)本發明材料多層間可添加具備一定生物活性的因子，如促心血管生成的生長因子，抗感染成分，誘導宿主細胞遷入的因子等。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖；

圖2為本發明的照片；

圖3為現有技術的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。

實施例1

取sis剪裁成長度為150mm，寬度為40mm的單片；

取已消毒的帶有菱形鏤空的夾板(100mm×150mm)置於平板上，將3片sis以軸向與夾板邊緣平行的方式平鋪放置至所需面積，保持sis軸向平行，注意兩片sis間儘量做到無縫隙但無重疊放置，且均為光滑面向上，為第一層sis；

將第一層sis沿環向一端固定，取適當長度的第4片sis，該片sis軸向與第一層sis垂直，以與單片sis上下交替的方式與第一層sis間形成穩定的交叉疊壓，將第4片sis沿環向一端固定後，取第5片sis，與第一層單片sis上下交替放置，同時與第4片緊貼、上下交錯，注意sis間儘量做到無縫隙但無重疊放置，且均為光滑面向上，為第二層sis；

以上述二層為一個單元，後續鋪設的單元鋪設方向與前一單元錯開90°，重複放置單元至所需厚度，共鋪設2個單元；

另取已消毒的帶有菱形鏤空的夾板放置於4層sis表面，置於-80℃冷凍2h後乾燥。

力學強度檢測結果：材料單向抗張強度分別為68±5n/cm。

對比例1

現有複合sis組織修復材料的製備方法如下：取一個不鏽鋼平板平鋪在檯面上，取第一片sis平鋪在平板上，刮除氣泡，之後將第二片sis與第一個sis部分重疊放置，並向環向方向錯開一定距離，兩片sis材料的軸向平行，兩片sis的重疊部分寬度為2cm，依次重複，直至sis沿環向方向鋪設15cm，鋪設面積為100mm×150mm形成第一層鋪設層。

再取sis沿第一層鋪設層邊緣與其重疊鋪設，保證該sis長邊與第一層鋪設層邊緣重合，並且該sis軸向與第一層鋪設層的sis軸向垂直鋪設。之後按照第一層鋪設層的方式重複操作直至sis鋪設面積得到所需的大小，所得的sis的鋪設面積整體形成第二層鋪設層。

重複操作共鋪設4層。取另一個平板覆蓋在之前鋪設的多層sis上夾緊，並加壓。將夾具放置在鼓風乾燥箱中，溫度一般控制在62℃，6小時後用溫度為4℃的水淬冷。

檢測該複合sis組織修復材料的單向抗張強度，分別為58n/cm和55n/cm。