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CN105816906A - 一种医用复合胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种医用复合胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种医用复合胶粘剂，涉及医用胶材料技术领域。所述医用复合胶粘剂由大豆分离蛋白、多糖和溶剂组成，所述大豆分离蛋白的浓度为20‑80g/L、多糖的浓度为0.5‑15g/L；所述多糖选自瓜尔豆胶、黄原胶中的一种或两种的混合物，所述溶剂是pH为7.0‑8.0的缓冲液。本发明医用复合胶粘剂，由于大豆分离蛋白与多糖之间产生了协同增效作用，能够快速黏合机体骨骼且产生较大的黏附强度、且操作时间可控。

Description

一种医用复合胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明为医用胶材料技术领域，特别涉及一种医用复合胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着人们精神需求层次的不断提高，人们在追求医学概念上健康的同时，也追求着治疗的质量和效率，即在治愈的前提下保持原来的活力，在康复的前提下恢复原来的美观，在同样能治好的情况下节省更多的时间。
因车祸类的高能量损伤所致的粉碎性骨折经治疗后所产生的并发症较多，病残率高，给患者带来极大痛苦，通常采用骨科胶粘剂对骨折碎块进行黏合固定。目前常用的骨科胶粘剂包括生物胶粘剂和化学胶粘剂。(1)生物胶粘剂：纤维蛋白胶是使用最早、最广泛且可降解的生物胶粘剂，是以人或动物血浆为原料制备而成，由纤维蛋白原和凝血酶浓缩物组成，具有封闭创面、止血、促进愈合、组织封闭、防止组织粘连、生物黏合等多种作用。纤维蛋白胶具有良好的生物相容性、可塑性、可降解性，且无细胞毒性，制备方便，但其制备成本较高、粘结强度不高、且非自体纤维蛋白存在病毒感染的风险。此外生物胶粘剂还包括贻贝粘蛋白胶粘剂(MAP)等。(2)化学胶粘剂：α-氰基丙烯酸酯类医用胶以其在临床上独特的优势迅速发展，是发现最早、应用最广泛的黏合剂。它具有一定的生物相容性，可以与天然组织相适应，化学性能稳定且不降解出有害物质，是临床应用的主要品种。但α-氰基丙烯酸酯类医用胶聚合过快、可操作时间短难以控制，且胶层脆性大，本身还有轻微组织毒性等缺点。因此常见骨科胶粘剂仍然存在着一些不可忽视的问题，在一定程度上限制了它在临床上的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种医用胶粘剂，不仅能够快速黏合机体骨骼且产生较大的黏附强度，而且具有良好的生物相容性、无毒副作用、在组织内可被降解代谢。
本发明的目的采用如下技术方案实现。
一种医用复合胶粘剂，由大豆分离蛋白、多糖和溶剂组成，所述大豆分离蛋白的浓度为20-80g/L、多糖的浓度为0.5-15g/L；所述多糖选自瓜尔豆胶、黄原胶中的一种或两种的混合物，所述溶剂是pH为7.0-8.0的缓冲液。
在本发明中，将大豆粉脱脂，采用碱溶酸沉方法提取大豆分离蛋白，所述碱溶酸沉方法中碱溶pH为8.0-9.0，酸沉pH为4.0-5.0。
优选的技术方案中，瓜尔豆胶和黄原胶混合物中瓜尔豆胶和黄原胶的质量比为0.25-4:1。
优选的技术方案中，所述溶剂是浓度为0.05-0.2mol/L的磷酸盐缓冲液。
本发明还提供所述医用复合胶粘剂的制备方法，将所述大豆分离蛋白和多糖加入到溶剂中，混合均匀后加热至55℃-65℃，在55℃-65℃条件下静置20-40min，快速冷却至21℃-25℃，然后在21℃-25℃条件下静置1-4h，得到所述医用复合胶粘剂。
在本发明中，将大豆粉脱脂，采用碱溶酸沉方法提取大豆分离蛋白，所述碱溶酸沉方法中碱溶pH为8.0-9.0，酸沉pH为4.0-5.0；所述多糖选自瓜尔豆胶、黄原胶中的一种或两种的混合物，所述溶剂是pH为7.0-8.0的缓冲液。
优选的技术方案中，瓜尔豆胶和黄原胶混合物中瓜尔豆胶和黄原胶的质量比为0.25-4:1。
优选的技术方案中，所述快速冷却的时间为5-15min。
本发明提供的医用复合胶粘剂，由于大豆分离蛋白与多糖之间产生了协同增效作用，能够快速黏合机体骨骼且产生较大的黏附强度、且操作时间可控。复合胶粘剂中的大豆分离蛋白来源于天然食物大豆，瓜尔豆胶和黄原胶都是应用于食品工业中的植物胶，因此复合胶粘剂具有良好的生物相容性、无毒副作用、在组织内可被降解代谢，与动物蛋白相比，具有更低的免疫原性。本发明提供的医用胶粘剂经济实用、操作方便等特点。本发明医用胶粘剂还可以用于牙科、缝合皮肤的伤口以及美容领域。由于本发明医用胶粘剂制备方法简单，原料来源广泛，因此成本低。
具体实施方式
瓜尔豆胶，CAS:9000-30-0，购自上海晶纯生化科技股份有限公司，货号为G109238-500g。
黄原胶，CAS:11138-66-2，购自上海晶纯生化科技股份有限公司，货号为G104873-100g。
实施例1复合胶粘剂的制备
脱脂大豆粉的制备：市售新鲜大豆磨粉后过100目筛，取筛子下的大豆粉进行脱脂。脱脂具体方法：每克大豆粉中加入乙醚9mL，在恒温振荡器中于27℃、100r/min条件下震摇10h，取出静置25min后弃去上清液。脱脂过程重复两次。将脱脂后的大豆粉于通风橱中风干。
大豆分离蛋白的制备：在每克脱脂后的大豆粉中加入10mL去离子水，调节溶液pH为8.4，置45℃水浴中，边搅拌边浸提35min；在4℃、3500×g条件下离心30min，取上清液作为浸提液。取浸提液调pH为4.6使蛋白析出，在4℃、3500×g条件下离心10min，取沉淀，得到大豆分离蛋白。将大豆分离蛋白溶于去离子水，调节pH至7.0，透析除盐，冷冻干燥后，得到大豆分离蛋白冻干粉，于-24℃下保存。
大豆分离蛋白-瓜尔豆胶复合胶粘剂的制备：将大豆分离蛋白冻干粉完全溶于pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液，形成浓度为50g/L的大豆分离蛋白溶液1。在大豆分离蛋白溶液1中分别加入终浓度为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L的瓜尔豆胶，搅拌均匀后加热至60℃，然后在60℃条件下静置30min；取出后置于4-6℃冰箱中10min，使溶液温度冷却至21℃-25℃；然后在21℃-25℃条件下静置2h，得到四种具有不同浓度瓜尔豆胶的胶粘剂，依次编号为2-5，具体见表1。大豆分离蛋白溶液1中不添加任何物质，采用胶粘剂2的制备方法进行处理，得到胶粘剂1。另外，采用pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液配制浓度分别为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L的瓜尔豆胶溶液，搅拌均匀后加热至60℃，然后在60℃条件下静置30min，取出后置于4-6℃冰箱中10min，使溶液温度冷却至21℃-25℃，然后在21℃-25℃条件下静置2h，作为对照。pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液制备方法如下：将86.6mL浓度为1mol/L的K2HPO4与13.4mL浓度为1mol/L的KH2PO4混合，调pH为7.6，再定容至1L。
大豆分离蛋白-黄原胶复合胶粘剂的制备：按照胶粘剂2的制备方法，仅将其中的瓜尔豆胶采用黄原胶替代，制备含有50g/L大豆分离蛋白和不同浓度黄原胶的复合胶粘剂。复合胶粘剂中黄原胶的终浓度分别为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L，依次编号为胶粘剂6-9，具体见表2。另外，采用pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液配制浓度分别为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L的黄原胶溶液，搅拌均匀后加热至60℃，然后在60℃条件下静置30min，取出后置于4-6℃冰箱中10min，使溶液温度冷却至21℃-25℃，然后在21℃-25℃条件下静置2h，作为对照。
大豆分离蛋白-瓜儿豆胶-黄原胶复合胶粘剂的制备：按照胶粘剂2的制备方法，仅将其中的瓜尔豆胶采用多糖混合物替代，制备含有50g/L大豆分离蛋白和不同浓度多糖混合物的复合胶粘剂。多糖混合物是质量比为1:1的瓜尔豆胶和黄原胶的混合物。复合胶粘剂中多糖混合物的终浓度分别为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L，依次编号为胶粘剂10-13，具体见表3。另外，采用pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液配制浓度分别为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L的多糖混合物溶液，搅拌均匀后加热至60℃，然后在60℃条件下静置30min，取出后置于4-6℃冰箱中10min，使溶液温度冷却至21℃-25℃，然后在21℃-25℃条件下静置2h，作为对照。
实施例2复合胶粘剂的粘合强度
本实施例检测实施例1制备的各胶粘剂的粘合强度。
骨粘合模型建立：购买新鲜猪扇骨，使用T-504医疗电，P-500-3微型电钻将其锯成长宽相似的骨片。将新鲜骨片浸泡于pH7.0、0.01mol/L PBS缓冲液中，在恒温振荡器中37℃、70r/min震荡30min，重复两次，去除血水后于室温下晾晒2h，备用。将处理后的大小、形状相当的两块骨片A、B分成一组。室温下将胶粘剂均匀涂布于骨片A和B的一侧面，涂布量约为0.5mg/cm2，涂布面积约10mm×10mm，再用橡皮筋将粘接部位充分固定，静置20min后将绑好的骨块浸泡于饱和氯化钙溶液中，固化5min后取出，骨块置于27℃的恒温培养箱中，培养48h使得骨块完全粘合。
粘合强度测定：从恒温培养箱中取出骨块，解除橡皮筋，使用HY-0580微机控制电子万能材料试验机测两块骨片之间的拉伸力F，记录粘接面积S，粘合强度σ＝F/S。每种胶粘剂做12个平行实验，取平均值。各胶粘剂的粘合强度如表1、2、3所示。
表1大豆分离蛋白-瓜尔豆胶复合胶粘剂配方及其粘合强度
表2大豆分离蛋白-黄原胶复合胶粘剂配方及其粘合强度
表3大豆分离蛋白-瓜尔豆胶-黄原胶复合胶粘剂配方及其粘合强度
由表1可以看出：大豆分离蛋白浓度为50g/L，瓜尔豆胶浓度为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L时复合胶粘剂均具有良好的粘合效果，粘合速度快，粘合强度大于两种单一成分效果之和，说明大豆分离蛋白与瓜尔豆胶产生了协同增效作用。瓜尔豆胶是一种中性离子多糖，瓜尔豆胶分子中含较多-OH，很可能与大豆分离蛋白中的-NH2、-COOH等基团作用，发生分子交互作用，胶粘剂粘度增大，显著增强蛋白质与骨骼之间的胶合能力。
由表2可以看出：大豆分离蛋白浓度为50g/L，黄原胶浓度为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L时复合胶粘剂均具有良好的粘合效果，粘合速度快，粘合强度大于两种单一成分效果之和，说明大豆分离蛋白与黄原胶产生了协同增效作用。黄原胶是一种阴性离子多糖，大豆分离蛋白的等电点为4.6左右，则pH7.6时大豆分离蛋白带负电，黄原胶与蛋白发生静电相互作用，且黄原胶于大豆分离蛋白溶液中表现出较好的相容性，复合胶粘剂粘合速度、粘合强度较好。
由表3可以看出：大豆分离蛋白浓度为50g/L，多糖混合物浓度为1g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L时复合胶粘剂均具有良好的粘合效果，粘合速度快，粘合强度大于三种单一成分效果之和，说明大豆分离蛋白与黄原胶、瓜尔豆胶产生了协同增效作用。可见瓜尔豆胶和黄原胶显著改善大豆分离蛋白胶粘剂的性能。
经过大量实验，发现骨块置于27℃恒温培养箱中培养24-48h，测得的粘合强度变化很小，几乎可以忽略。
实施例3室温下不同静置时间对大豆分离蛋白-瓜尔豆胶复合胶粘剂粘合强度的影响
仅改变胶粘剂4制备方法中室温静置时间，考察室温下静置1h、2h、3h、4h对胶粘剂粘合强度的影响。各胶粘剂的组成、室温下静置时间及粘合强度如表5所示。此处室温静置时间是指21℃-25℃条件下的静置时间。
表5胶粘剂配方及其粘合强度
由表5可以看出：大豆分离蛋白浓度为50g/L，瓜尔豆胶浓度为5g/L时，制备过程中室温下静置2h，其粘合强度最大为540.50KPa。且不同静置时间条件下的复合胶粘剂均表现出较好的粘合效果。
实施例4瓜尔豆胶与黄原胶比例对复合胶粘剂粘合强度的影响
仅改变胶粘剂12制备方法中多糖混合物的组成，考察瓜尔豆胶与黄原胶比例分别为2:8、3:7、5:5、7:3、8:2时，复合胶粘剂的粘合强度，胶粘剂编号、组成及粘合强度见表6。
表6胶粘剂配方及其粘合强度
由表6可以看出：大豆分离蛋白浓度为50g/L，多糖混合物(瓜尔豆胶/黄原胶)浓度为5g/L，多糖混合物中两种成分比例为2:8-8:2，大豆分离蛋白、瓜尔豆胶和黄原胶产生了协同增效作用，复合胶粘剂均具有较好的粘合强度。当瓜尔豆胶和黄原胶比例为5:5时其粘合效果最好。
实施例5不同浓度大豆分离蛋白与瓜尔豆胶、黄原胶或其混合物制备的复合胶黏剂的粘合强度
按照表7、8、9中的配方，将各成分加入pH 7.6、浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液中，搅拌均匀后加热至60℃，然后在60℃条件下静置30min；取出后置于4-6℃冰箱中10min，使溶液温度冷却至21℃-25℃；然后在21℃-25℃条件下静置2h，得到各胶粘剂。按照实施例2中方法检测各胶粘剂的粘合强度。各胶粘剂的组成及粘合强度如表7、8、9所示。
表7胶粘剂配方及其粘合强度
表8胶粘剂配方及其粘合强度
表9胶粘剂配方及其粘合强度
表9中多糖混合物是指瓜尔豆胶和黄原胶的混合物。
由表7、8、9可以看出：大豆分离蛋白浓度为30g/L或80g/L，复合胶粘剂中多糖浓度为1-10g/L时，复合胶粘剂的粘合强度大于各成分单独作用效果之和。

Claims (8)

1.一种医用复合胶粘剂，其特征在于由大豆分离蛋白、多糖和溶剂组成，所述大豆分离蛋白的浓度为20-80g/L、多糖的浓度为0.5-15g/L；所述多糖选自瓜尔豆胶、黄原胶中的一种或两种的混合物，所述溶剂是pH为7.0-8.0的缓冲液。
2.根据权利要求1所述医用复合胶粘剂，其特征在于将大豆粉脱脂，采用碱溶酸沉方法提取大豆分离蛋白，所述碱溶酸沉方法中碱溶pH为8.0-9.0，酸沉pH为4.0-5.0。
3.根据权利要求1或2所述医用复合胶粘剂，其特征在于瓜尔豆胶和黄原胶混合物中瓜尔豆胶和黄原胶的质量比为0.25-4:1。
4.根据权利要求3所述医用复合胶粘剂，其特征在于所述溶剂是浓度为0.05-0.2mol/L的磷酸盐缓冲液。
5.权利要求1-4之一所述医用复合胶粘剂的制备方法，其特征在于将所述大豆分离蛋白和多糖加入到溶剂中，混合均匀后加热至55℃-65℃，在55℃-65℃条件下静置20-40min，快速冷却至21℃-25℃，然后在21℃-25℃条件下静置1-4h，得到所述医用复合胶粘剂。
6.根据权利要求5所述医用复合胶粘剂的制备方法，其特征在于将大豆粉脱脂，采用碱溶酸沉方法提取大豆分离蛋白，所述碱溶酸沉方法中碱溶pH为8.0-9.0，酸沉pH为4.0-5.0；所述多糖选自瓜尔豆胶、黄原胶中的一种或两种的混合物，所述溶剂是pH为7.0-8.0的缓冲液。
7.根据权利要求6所述医用复合胶粘剂的制备方法，其特征在于瓜尔豆胶和黄原胶混合物中瓜尔豆胶和黄原胶的质量比为0.25-4:1。
8.根据权利要求7所述医用复合胶粘剂的制备方法，其特征在于所述快速冷却的时间为5-15min。
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