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CN109276759B - 一种仿生抗菌腹壁修复材料 - Google Patents

一种仿生抗菌腹壁修复材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种仿生抗菌腹壁修复材料，该腹壁修复材料包含猪小肠粘膜下层以及覆膜于该猪小肠粘膜下层一测的壳聚糖‑弹性蛋白纤维网层；且该壳聚糖‑弹性蛋白纤维网层为静电纺丝纳米级壳聚糖‑弹性蛋白纤维网。本发明通过将壳聚糖‑弹性蛋白纤维网层与猪小肠粘膜下层覆膜结合，使得到的腹壁修复材料的抗菌能力得到有效提高；同时，该腹壁修复材料的力学强度和降解性能满足腹壁修复要求，还可以促进血管生成而有利于组织再生，有助于解决腹壁修复材料现存技术瓶颈，有效改善腹壁缺损修复的治疗效果。

Description

一种仿生抗菌腹壁修复材料
技术领域
本发明属于医用耗材技术领域，具体涉及一种仿生抗菌腹壁修复材料。
背景技术
腹壁修复材料的研发和应用是当前疝和腹壁外科研究的一个重要方向。目前的腹壁修复补片尚存在一些亟待解决的难题。它们的主要缺点仍然是生物活性低，导致血管化不良和植入物本身的细胞化不均匀，最终导致与周围组织缺乏整合和组织再生。最近腹壁修复中使用脱细胞基质代表了开发仿生移植物的努力，其特征在于更高的生物相容性和改善的体内性能。植入后，移植物经历以下命运之一：(i)新血管形成和新的ECM沉积；(ii)纤维化包囊；(iii)再吸收/降解。因此，理想的移植物应该有利于早期新血管形成，完全生物相容和仿生，以促进再生免疫反应，而不是可能导致纤维化包裹的炎症。此外，它应该允许招募干细胞和成人组织特异性细胞，以最终恢复组织功能。有学者目前已经研究了用于腹壁重建的仿生补片的生物学启发方法。
利用仿生学的总体原则来解决这一临床需求，以创建更好地类似于目标组织的组成，结构和机械特性的材料。胶原蛋白和弹性蛋白是体内几乎所有组织的细胞外基质(ECM)中最丰富的成分，为细胞附着，迁移和组织提供了必要的线索。胶原蛋白和弹性蛋白也是腹壁细胞外基质的两个主要成分，其比例或代谢的变化与腹壁疝发生有关。脱细胞猪小肠粘膜下层是一种富含活性因子的天然生物材料，主要由胶原蛋白以及一些生长因子和信号分子组成，具有优良的生物活性，在应用于多种组织缺损修复中，具体较突出的生物学优势，可获得组织结构和功能上的重建。弹性蛋白为组织提供弹性和变形性。弹性蛋白的特性对特定组织功能(例如真皮，血管，肌肉)至关重要。此外，一些证据表明可溶性弹性蛋白通过促进血管生成而有利于组织再生。因此，猪小肠粘膜下层和弹性蛋白复合材料可用于腹壁结构和组成上的仿生修复。
现在急需一种疝修补材料能够主动抗菌，能在污染和感染创面进行应用。污染和感染情况下的腹壁缺损在战创伤、交通伤、同时进行肠道手术等情况下非常常见，目前对此类腹壁缺损多是一期清创、二期再以材料行确定性腹壁修补，不仅延长了治疗时间，给患者造成较长时问的痛苦，而且造成了卫生经济、社会劳动力的损失。要解决以上难题，就必须将抗菌材料引入到腹壁修复材料中。壳聚糖是一种可降解材料，属于天然聚阳离子生物多糖，具有广谱抗菌作用。有关壳聚糖的抗菌机制主要有2种观点。一种是根据壳聚糖的聚阳离子性质提出的、以细菌带负电荷的细胞膜为靶位的机制，其指出壳聚糖分子中的质子化铵与细胞带负电荷的细胞膜作用，吸附细菌，使其出现凹陷、变形和泄露；另一种是以细菌分子中的DNA为靶位的抗菌机制，其指出壳聚糖在透过损伤的细胞壁后进入细胞内，进一步与胞质发生作用，扰乱了细菌DNA分子的转录。壳聚糖还有良好的生物相容性和生物降解性能，可显著提高纤维细胞增殖、迁移速度，能促进细胞外基质的合成，能为缺损部位营造良好的愈合环境。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种仿生抗菌腹壁修复材料，适用于疝和腹壁外科修复，有效改善临床腹壁缺损修复的治疗效果。
为了解决上述技术问题，本发明具体通过以下技术方案实现：
一种仿生抗菌腹壁修复材料，包括猪小肠粘膜下层和壳聚糖-弹性蛋白纤维网层，所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层覆膜于猪小肠粘膜下层一侧。
所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层为纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网层，所述的聚糖-弹性蛋白纤维网层的纤维直径为80～230纳米，厚度为50～300微米。纳米级的壳聚糖-弹性蛋白纤维网有利于更好地发挥壳聚糖-弹性蛋白纤维层对猪小肠粘膜下层在修复效果上的抗菌作用。
所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层采用静电纺丝的方法制备得到，与猪小肠粘膜下层覆膜结合，进一步优化了腹壁修复材料的医用性能。
所述的猪小肠粘膜下层为4层脱细胞猪小肠粘膜下层材料。
本发明的有益效果为：
本发明将壳聚糖-弹性蛋白纤维网层与猪小肠粘膜下层覆膜结合，使得到的腹壁修复材料具有仿生性、抗菌性和生物活性。同时，该腹壁修复材料的力学强度和降解性能满足腹壁修复要求，还可以促进血管生成而有利于组织再生，有助于解决腹壁修复材料现存技术瓶颈，有效改善腹壁缺损修复的治疗效果。
附图说明
图1是本发明实施例1仿生抗菌腹壁修复材料的结构示意图；其中1为猪小肠粘膜下层，2为壳聚糖-弹性蛋白纤维网层；
图2是本发明实施例1猪小肠粘膜下层的扫描电镜图，其中图2(a)为低放大倍数，图2(b)为高放大倍数；
图3是本发明实施例1猪小肠粘膜下层的横截面图；
图4是本发明实施例1仿生抗菌腹壁修复材料的扫描电镜图，其中图4(a)为低放大倍数，图4(b)为高放大倍数；
图5是本发明实施例1仿生抗菌腹壁修复材料的横截面图。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种仿生抗菌腹壁修复材料，如图1所示，包含猪小肠粘膜下层以及覆膜于猪小肠粘膜下层一侧的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层。
上述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层的厚度为50微米，纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维的纤维直径为100纳米，且该纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网采用静电纺丝制备而得。如图2和图3，上述的猪小肠粘膜下层为4层脱细胞猪小肠粘膜下层材料。
如图4和图5所示，制备所得仿生抗菌腹壁修复材料的扫描电镜图，由图4可知仿生抗菌腹壁修复材料中的壳聚糖-弹性蛋白纤维表面光滑，纤维直径为纳米量级；由图5可知仿生抗菌腹壁修复材料中的两层材料结合紧密。
实施例2
一种仿生抗菌腹壁修复材料，包含猪小肠粘膜下层以及覆膜于猪小肠粘膜下层一侧的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层
本实施方式中的纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网层的厚度为100微米，纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维的纤维直径为150纳米，且该纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网采用静电纺丝制备而得。本实施方式中的猪小肠粘膜下层为4层脱细胞猪小肠粘膜下层材料。
实施例3
一种仿生抗菌腹壁修复材料，包含猪小肠粘膜下层以及覆膜于猪小肠粘膜下层一侧的纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网层。
本实施方式中的纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网层的厚度为150微米，纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维的纤维直径为200纳米，且该纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网采用静电纺丝制备而得。本实施方式中的猪小肠粘膜下层为4层脱细胞猪小肠粘膜下层材料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种仿生抗菌腹壁修复材料，其特征在于，包括猪小肠粘膜下层和壳聚糖-弹性蛋白纤维网层，所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层覆膜于猪小肠粘膜下层一侧。
2.根据权利要求1所述的一种仿生抗菌腹壁修复材料，其特征在于，所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层为纳米级壳聚糖-弹性蛋白纤维网层。
3.根据权利要求2所述的一种仿生抗菌腹壁修复材料，其特征在于，所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层的纤维直径为80～230纳米，厚度为50～300微米。
4.根据权利要求3所述的一种仿生抗菌腹壁修复材料，其特征在于，所述的壳聚糖-弹性蛋白纤维网层采用静电纺丝的方法制备得到。
5.根据权利要求1所述的一种仿生抗菌腹壁修复材料，其特征在于，所述的猪小肠粘膜下层为4层脱细胞猪小肠粘膜下层材料。
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