專利名稱：一種膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架及其制備方法
技術領域：
本發明涉及人工角膜材料技術領域，具體是指一種膠原/殼聚糖三維立體 網絡人工角膜支架及其制備方法。
背景技術：
角膜病是僅次于白內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、術后發生免疫排斥反應和醫源性 散光等問題。隨著組織工程技術的發展和進步，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合體，理想的支架材料一直是制約組織工 程角膜發展的瓶頸問題.
膠原、殼聚糖由于其良好的生物相容性等特點而廣泛應用于組織工程支 架材料。膠原纖維是天然角膜基質層的主要組成成分，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合支架的基體或者將兩者形成新的 結構，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強度的問題， 同時獲得合適的降解速度。近年來，三維立體網絡支架發展十分迅速，有望 很好地解決上述問題。三維立體網絡支架是用化學方法將兩種以上的聚合物 互相貫穿成交織網絡狀的一類新型復相聚合物材料，是聚合物共混改性技術 發展的新領域，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 絡技術用于膠原/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 應用該技術，將實現在膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜組織工程支架中實 現支架材料的穩定性、力學性能的改善，也有望從結構和功能上實現復相聚 合物的有效復合。

發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，通過利用三維立體網絡技 術將膠原和殼聚糖兩種聚合物互相貫穿成交織網絡狀的新型復相聚合物支 架，從而研發出一種膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架并給出其制備方 法。
為解決上述問題，本發明采用以下技術方案
一種膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架的制備方法，包括以下步
驟
a. 以質量百分比濃度為2%的醋酸溶液為溶劑膠原為溶質配制3mg/ml 10mg/ral的膠原溶液；
b. 按殼聚糖膠原溶質的質量比為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劑，所加混合交聯 劑在共混液中的質量濃度為0.01 1%，所述混合交聯劑是指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至少 12h的混合溶液，其中l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劑，所加殼聚糖交聯 劑在共混液中的質量濃度為0.01 1%，并在常溫下攪拌交聯至少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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架。
所述殼聚糖交聯劑為戊二醛、聚乙二醇雙縮水甘油醚、聚丙三醇三縮水 甘油醚。
本發明與現有技術相比較有如下突出的優點
1、 本發明首次將三維立體網絡的制備技術成功應用到膠原/殼聚糖三維
立體網絡人工角膜支架的制備中，通過交聯劑的橋梁作用，使得膠原、殼聚
糖2種聚合物在立體網絡基體中分散良好且與互相形成有效、穩定的鍵合。
2、 由于三維立體網絡是用化學方法將兩種以上的聚合物互相貫穿成交織 網絡狀的一類新型復相聚合物材料，因而本發明制備的膠原/殼聚糖三維立體網絡角膜支架解決了膠原及殼聚糖復合支架力學性能不佳的問題，同時獲得 了合適的降解速度。
3.本發明制備工藝簡單，操作簡捷，易于推廣應用。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發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:膠原溶質的質量比為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/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量百分比計總含量 為0.01%的混合交聯劑，在常溫下攪拌交聯12h，混合交聯劑中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 量比為1:1;
(4) 在上述(3)經EDC+NHS交聯的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質 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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架。
實施例2
(1) 用質量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制4mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質的質量比為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/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量百分比計總含量 為0.05%的混合交聯劑，在常溫下攪拌交聯12h，混合交聯劑中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)的質量比為2:1;
(4) 在上述(3)經EDC+NHS交聯的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質 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 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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架；
實施例3
(1) 用質量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制5mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質的質量比為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/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量百分比計總含量 為0. 1%的混合交聯劑，在常溫下攪拌交聯12h，混合交聯劑中l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 量比為4:1;
(4) 在上述(3)經EDC+NHS交聯的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質 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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架；
實施例4
(1) 用質量百分比濃度為2%的醋酸溶液配制7mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質的質量比為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/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量百分比計總含量 為0.5%的混合交聯劑，在常溫下攪拌交聯12h，混合交聯劑中l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 量比為4:1;
(4) 在上述(3)經EDC+NHS交聯的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質 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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架；
實施例5
(1) 用質量百分比濃度為2a/。的醋酸溶液配制10mg/ml的膠原溶液500ml;
(2) 按殼聚糖:膠原溶質的質量比為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/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量百分比計總含量 為1%的混合交聯劑，在常溫下攪拌交聯12h，混合交聯劑中l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)的質量 比為4:1;
(4) 在上述(3)經EDC+NHS交聯的膠原/殼聚糖的混合液中再加入按質 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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架
權利要求
1.一種膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架的制備方法，包括以下步驟a.以質量百分比濃度為2％的醋酸溶液為溶劑、膠原為溶質配制3mg/ml～10mg/ml的膠原溶液；b.按殼聚糖∶膠原溶質的質量比為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劑，所加混合交聯劑在共混液中的質量濃度為0.01～1％，所述混合交聯劑是指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劑，所加殼聚糖交聯劑在共混液中的質量濃度為0.01～1％，并在常溫下攪拌交聯至少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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架。
2. 根據權利要求1所述膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架的 制備方法，其特征在于所述殼聚糖交聯劑為戊二醛、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/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架，其特征在于它由 權利要求1或2所述的制備方法所制得。
全文摘要
本發明提供一種膠原/殼聚糖三維立體網絡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劑，混合后再加入殼聚糖交聯劑，最后除氣泡后注入模型，再置于超低溫冰箱中冷凍接著轉入冷凍干燥機中冷凍干燥即得到膠原/殼聚糖三維立體網絡人工角膜支架。
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 優先權日2009年3月13日
發明者佳 瞿, 浩 陳 申請人:溫州醫學院眼視光研究院