[发明专利]基于胶原蛋白纳米纤维填充的生物材料、预制品及其制备和应用

说明书

本申请公开一种基于胶原蛋白纳米纤维填充的生物材料预制品及生物材料，生物材料包括生物基体以及填充于生物基体且经交联处理的胶原蛋白，生物材料折叠后重新吸水无明显折痕；本申请还公开了生物材料预制品及生物材料的制备方法，将生物材料暴露于含胶原蛋白溶液中，进行预处理，胶原蛋白先在生物材料中分散再经自组装成纳米胶原纤维，得预制品；预制品暴露于交联剂中，经交联处理得生物材料。本申请还公开一种基于生物材料的心脏瓣膜和介入系统。本申请通过填充胶原蛋白，并实现其在生物瓣膜内自组装成纳米纤维结构，进一步通过戊二醛交联固定，解决脱水生物瓣膜压缩后的恢复问题同时避免了大量新材料的引入，减低了生物瓣膜的免疫原性。

技术领域

本申请涉及介入生物材料改性技术领域，具体涉及一种基于胶原蛋白纳米纤维填充的交联改性生物材料、改性方法和应用。

背景技术

近年来，介入生物材料例如介入瓣膜置换手术由于其操作方便、大大降低了对病人的二次损伤，从而取得了越来越广泛的临床应用。现阶段介入瓣膜都是保存在戊二醛溶液中；在手术现场使用时，需要经过反复清洗和装载，增加了手术的时间和附加风险；其次，生物瓣膜残留的戊二醛易增加生物瓣膜的钙化和毒性。

生物瓣膜通过脱水和预装载的方式能够完美地解决上述问题。但该方式要求生物瓣膜具有更好的弹性和韧性，使压缩生物瓣膜吸水后更好地复原。对于解决弹性和韧性的问题，现阶段的主要解决方案为向生物瓣膜中填充合成高分子材料和亲水性天然高分子材料增加弹性。大量新材料的引入无疑增加免疫原性的风险，可能形成新的钙化点，增加瓣膜的破坏风险；另一方面，亲水天然高分子材料的往往对膜片弹性增强效果有限。

发明内容

本申请提供一种基于胶原蛋白纳米纤维填充的生物材料及交联改性方法，通过填充单分子胶原蛋白，并实现其在生物材料内自组装成纳米纤维结构，进一步通过戊二醛交联固定，解决脱水生物材料压缩后的恢复问题同时避免了大量新材料的引入。

一种生物材料，包括生物基体材料以及填充于生物基体材料且经交联处理的胶原蛋白。

可选的，所述胶原蛋白采用在填充过程中先采用单分子方式进行自组装，再进行所述交联处理。

可选的，所述单分子为分子量为100～400Kda的胶原蛋白。

可选的，其中所述胶原蛋白与所述生物基体材料采用相同或不同的生物来源。

可选的，所述生物材料的最大断裂力n为25～35N。

可选的，所述最大断裂力的检测方法为：所述生物材料的干膜水合后，切割成1*5cm膜条，通过万能拉伸机测得。所述的干膜水合可以理解为生物材料的干膜重新吸水例如浸泡于生理盐水水溶液中。

可选的，所述生物材料的干膜以3*3cm膜片折叠压缩至1ml注射器圆筒，40℃烘箱里放置3天后释放到生理盐水溶液中，无明显折痕。所述的无明显折痕可以理解为折叠压缩后的干膜释放于生理盐水溶液中，重新吸水后折叠的地方无痕迹，整个膜展开与干膜折叠前水合后的状态一致。

一种基于胶原蛋白纳米纤维填充的生物材料的制备方法，包括：

将生物基体材料暴露于含胶原蛋白溶液中进行预处理，得预制品；所述预制品暴露于交联剂中，经交联处理得所述生物材料。

可选的，所述生物基体材料中，胶原含量为60～90％。

可选的，所述生物基体材料的生物来源包括猪、牛、马或羊。

可选的，所述生物基体材料的来源部位包括心包膜、心脏瓣膜、血管、韧带、肌肉、肠或皮肤。

进一步可选的，所述生物基体材料为猪心包膜或牛心包膜。