[发明专利]一种表面功能化壳聚糖角膜修复材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种角膜修复材料的制备方法，具体涉及一种表面功能化壳聚糖角膜修复 材料的制备方法。

背景技术

角膜病是当今世界上最主要的可逆性、致盲性眼病之一。据世界卫生组织统计：角膜 病是继白内障之后全球第二大致盲眼病，当今世界上眼睛失明的病人中有近1/3是由角膜 疾病引起。我国是角膜病的高发国家，据不完全统计，我国因角膜病致盲人数约有400多 万，占各类致盲性眼病第二位。但大部分角膜盲可通过手术治疗，其中角膜移植是角膜盲 复明的重要的治疗手段之一。但是角膜移植手术面临的主要问题是供体材料来源严重匮乏。 同种异体角膜供体的来源缺乏，限制该技术的临床应用，人工角膜技术的发展为该技术带 来了新的希望，而角膜材料的性能对角膜移植手术的成功与否具有非常重要的影响。

传统的人工角膜材料生物相容性差，细胞难以真正黏附、增殖，营养和代谢物质不能 及时交换，以及支架与光柱、支架与眼组织的结合部位界面问题复杂，炎症的发生率高。 目前用组织工程技术构建角膜已成为眼科学界研究的热点。先将角膜细胞在三维角膜支架 上体外培养，然后植入眼内，细胞分化成为新的角膜组织的同时，支架也刚好降解完全。 故其寻求的角膜材料不仅要有适宜的力学强度和良好的生物相容性，更要有较好的光学性 能和降解性，且降解产物对人体无毒，无刺激性，降解速率要与人角膜组织生长速率相匹 配，还要有适宜的吸水率、亲水性等性能。寻找适宜力学强度和亲水性、良好的光学性能 和生物相容性的角膜修复材料是待解决的重点问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种表面功能化壳聚糖角膜修复材料的 制备方法，弥补现有技术和材料的不足。

一种表面功能化壳聚糖角膜修复材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将壳聚糖溶于乙酸水溶液，壳聚糖与乙酸溶液的重量体积比为20mg/mL；

(2)将步骤(1)的壳聚糖乙酸水溶液注入模具室温下自然风干；

(3)在步骤(2)的模具中加入碱溶液使其浸泡膜30分钟后揭膜，将膜放入去离子水 中浸泡2～4小时；

(4)将步骤(3)所得的膜室温下自然风干；

(5)将步骤(4)所得的膜分别浸泡于生物大分子溶液或生物活性短肽溶液中，加入 交联剂交联处理；交联反应温度为4～35℃，反应12～48h；

(6)将步骤(5)所得的产品，用去离子水冲洗，室温下自然风干。

步骤(1)所述的乙酸水溶液浓度为1％～3％wt。

步骤(3)所述的碱溶液为浓度为2％～5％wt的氢氧化钠溶液或氨水。

步骤(5)所述的生物大分子溶液为明胶溶液或者透明质酸溶液，所述的生物活性短肽 为精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(RGDs)、甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸或精氨酸-甘氨酸-天 冬氨酸-缬氨酸。

步骤(5)所述的明胶溶液的浓度为0.5％～5％wt，透明质酸溶液浓度为0.1％～0.5％wt， 生物活性短肽溶液的浓度为0.01％～0.1％wt。

步骤(5)所述的交联剂为1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基 琥珀酰亚胺(NHS)的混合溶液，混合溶液浓度为0.5％wt。

步骤(5)所述的交联剂中EDC的用量与生物大分子或生物活性短肽质量比为1∶6。 具体质量比为：明胶∶EDC＝6∶1，透明质酸∶EDC＝6∶1，RGDs短肽∶EDC＝6∶1。

步骤(6)用去离子水冲洗3～5次。

本发明方法制备的表面功能化壳聚糖角膜修复材料的透光率高于95％，亲水性较壳聚 糖的有所改善，具有良好的细胞相容性和生物相容性。

以上所得的制品：壳聚糖膜记为CS，经明胶溶液、透明质酸溶液或RGDs短肽处理的 壳聚糖膜分别标记为CS-GEL，CS-HYA，CS-RGDs。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明的角膜修复材料是通过表面功能化方法在壳聚糖表面固定生物大分子和生 物活性短肽精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(RGDs)短肽，在保证壳聚糖较好的力学性能 和优异的光学性能的同时，改善其生物活性和生物相容性。

(2)本发明的角膜修复材料的透光率高于95％(人眼角膜为95％～98％)，人角膜上 皮细胞能在上面的生长增殖情况良好。