一種處理生物材料的方法及經(jīng)該方法處理的生物材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種處理生物材料的方法及經(jīng)該方法處理的生物材料。所述方法包括將所述生物材料完全浸入含有離子液體的處理液中，直至生物材料取出后不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化。本發(fā)明還提供一種保存生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械的方法，將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械完全浸入含有離子液體的處理液中，直至取出后生物材料不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化，將所述生物材料表面或含有生物材料的醫(yī)療器械取出后，去除其表面附著的多余處理液，進(jìn)行包裝。本發(fā)明提供的方法能有效避免由于處理液揮發(fā)而引起的生物材料損傷，有利于方便后續(xù)進(jìn)行加工和滅菌處理等。
【專利說明】一種處理生物材料的方法及經(jīng)該方法處理的生物材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理生物材料的方法及經(jīng)該方法處理的生物材料，屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]許多生物材料，特別是來源于天然組織的生物材料及醫(yī)療器械，為了維持其性能，往往需要在液體環(huán)境中保存，比如磷酸鹽緩沖溶液、生理鹽水或其他模擬體液等。此類生物材料一旦脫離用于保存的處理液環(huán)境過久，將會(huì)出現(xiàn)失水現(xiàn)象，造成不可逆的結(jié)構(gòu)和性能改變，可能將導(dǎo)致材料或者產(chǎn)品失效。因此這類生物材料的加工和保存等過程均需要在處理液的環(huán)境中進(jìn)行。
[0003]然而由于處理液大多含有水，或者其他易揮發(fā)有機(jī)溶劑，無法長(zhǎng)時(shí)間的脫離處理液環(huán)境這一限制，給此類生物材料的加工和保存帶來諸多不便。
[0004]例如，在所有的加工工藝中，都需要嚴(yán)格限定生物材料離開處理液的時(shí)間，以防處理液的過度揮發(fā)帶來不可逆的材料損傷。此類材料的滅菌方式，也往往受限，通常只能采用化學(xué)液體滅菌和輻照滅菌等方式。另外，此類材料相關(guān)產(chǎn)品的包裝通常包括了產(chǎn)品本身及處理液，因此包裝工藝比較復(fù)雜，保持產(chǎn)品無菌狀態(tài)的難度也更高。
[0005]在另外一方面，許多用于人體植入材料的動(dòng)物組織，為了增加組織的機(jī)械強(qiáng)度和在人體中的耐降解性能 ，常會(huì)使用醛類物質(zhì)處理，例如使用戊二醛或者甲醛對(duì)組織中的膠原蛋白和其他蛋白質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)，使組織在植入后能更穩(wěn)定，這類材料通常也需要在含有醛的水溶液中進(jìn)行貯存，以保持材料為無菌狀態(tài)；而且在臨床使用前，一個(gè)必不可少的步驟是將這類生物組織材料或者含有此類生物材料的器械從含醛處理液中取出，進(jìn)行徹底漂洗，以降低生物組織材料中的醛的含量。因此常規(guī)的液體保存方法，也給這類生物材料的臨床使用增加了步驟和風(fēng)險(xiǎn)，影響了材料使用的便利性。
[0006]因此，此類材料離開處理液的“干法”保存對(duì)于科學(xué)研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種處理生物材料的方法，能有效避免由于處理液揮發(fā)而引起的生物材料損傷，并便于對(duì)其進(jìn)行加工、滅菌處理、保存及使用等。
[0008]本發(fā)明還提供一種經(jīng)上述方法處理的生物材料，能夠脫離處理液進(jìn)行加工、滅菌處理和保存，并保持生物材料原有的尺寸。
[0009]本發(fā)明還提供一種保存生物材料的方法，能夠脫離處理液環(huán)境實(shí)現(xiàn)“干法”保存，并便于對(duì)其進(jìn)行加工、滅菌處理、保存及使用等。
[0010]本發(fā)明提供一種處理生物材料的方法，其包括將所述生物材料完全浸入含有離子液體的處理液中，直至生物材料取出后不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化。
[0011]一般保存在含水溶液中的生物材料，脫離處理液環(huán)境時(shí)間過久，就會(huì)由于材料失水而出現(xiàn)外觀、尺寸的變化或者形狀的改變。比如材料會(huì)出現(xiàn)變色、變小等現(xiàn)象。一旦材料出現(xiàn)這些現(xiàn)象，就意味著其內(nèi)部由于失水而發(fā)生了結(jié)構(gòu)的變化，材料變性。使用本發(fā)明提供的處理方法對(duì)生物材料進(jìn)行處理后，能有效避免由于處理液揮發(fā)而引起的生物材料損傷，以便于對(duì)其進(jìn)行加工、滅菌處理、保存及使用等。
[0012]本發(fā)明中使用的離子液體可商購(gòu)或使用公知技術(shù)中的方法自行制備，例如可參照專利CN1651089A中的方法進(jìn)行制備。
[0013]處理過程所需的時(shí)間因待處理的生物材料種類和尺寸的不同會(huì)有所差異，通常應(yīng)大于lOmin，直至所述生物材料離開處理液后，仍然可以不會(huì)由于失水而帶來材料尺寸的變化。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述處理液中還含有水、水溶性醇、水溶性碳水化合物和水溶性橡膠中的一種或多種物質(zhì)。所述水溶性醇可為一元或多元醇，優(yōu)選使用含1-4個(gè)碳原子的醇。還可以使用該水溶性醇單體的聚合物。例如可使用乙醇、甘油、乙二醇、異丙醇、丙酮、聚氧化乙烯等。
[0015]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述處理液中至少含有體積分?jǐn)?shù)為10%的離子液體。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述離子液體能與水互溶。也就是說，當(dāng)含水的生物材料置于離子液體中時(shí)，生物材料中的水可以以物質(zhì)交換的方式全部或者部分被離子液體置換出來。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述離子液體具有生物相容性。當(dāng)處理生物材料的處理液中所含的離子液體不適宜一同進(jìn)入生物體時(shí)(例如當(dāng)離子液體不具有生物相容性時(shí))，可以通過植入前的漂洗 驟(例如使用生理鹽水進(jìn)行漂洗)，將離子液體從生物材料中置換出來。而當(dāng)離子液體對(duì)于生物體安全無毒時(shí)，生物材料可以直接植入而無需植入前的漂洗。
[0018]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述離子液體為季銨鹽類和烷基咪唑鹽類。
[0019]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述季銨鹽類離子液體由膽堿鹽和配位劑組成，所述膽堿鹽包括膽堿、氯化膽堿、氟化膽堿、硝酸膽堿、膽堿氫氧化物、膽堿碳酸氫鹽、乙酰膽堿、磷酰膽堿、丁酰膽堿、苯甲酰膽堿或磷脂酰膽堿中的一種或多種物質(zhì)，所述配位劑包括尿素、乙二醇、甘油、檸檬酸、丙二酸、氨基酸、乳酸和具有1-30個(gè)碳原子的烷基的脂肪酸及其含羥基和羧基的衍生物中的一種或多種物質(zhì)。例如氯化膽堿/尿素，氯化膽堿/甘油，膽堿氫氧化物/甘氨酸離子液體等
[0020]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述烷基咪唑鹽類離子液體由具有1-8個(gè)碳原子的烷基咪唑鹽及其含羥基和羧基的衍生物陽離子，與具有1-30個(gè)碳原子的烷基的脂肪酸根及其含羥基和羧基的衍生物陰離子組成。例如醋酸1-甲基-3-乙基咪唑等。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中所述生物材料取出后，去除生物材料表面附著的多余處理液，包裝后進(jìn)行滅菌。本發(fā)明方法也可用于對(duì)已經(jīng)滅菌后的生物材料進(jìn)行保存。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中所述滅菌為使用環(huán)氧乙烷滅菌或者輻照滅菌。
[0023]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其中所述生物材料為動(dòng)物組織或由天然高分子材料制成的人工生物材料。所述天然高分子材料例如為膠原、透明質(zhì)酸和明膠等。
[0024]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述動(dòng)物組織為動(dòng)物組織膜，韌帶、腱、血管或皮膚。其中動(dòng)物組織膜，例如為哺乳動(dòng)物的心包或瓣膜等。[0025]本發(fā)明還提供一種經(jīng)上述方法處理的生物材料，以及含有該生物材料的醫(yī)療器械，如介入瓣膜、人工血管、人工皮膚以及補(bǔ)片等。
[0026]本發(fā)明還提供一種保存生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械的方法，其包括將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械完全浸入含有離子液體的處理液中，直至取出后生物材料不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化，將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械取出后，去除其表面附著的多余處理液，進(jìn)行包裝。
[0027]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械取出后，還包括將其進(jìn)行滅菌處理后包裝，或者將其包裝后進(jìn)行滅菌處理。
[0028]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述滅菌為使用環(huán)氧乙烷滅菌或者輻照滅菌。
[0029]本發(fā)明方案的實(shí)施，至少具有以下優(yōu)勢(shì):
[0030]1、本發(fā)明提供的方法使用含離子液體的處理液浸潤(rùn)生物材料，在加工過程中無需擔(dān)心處理液的揮發(fā)及揮發(fā)所帶來的材料變性，本發(fā)明將使生物材料的保存更為簡(jiǎn)單，加工和裝配更為方便，拓寬了生物材料的處理和保存途徑；
[0031]2、本發(fā)明提供的方法能夠消除常規(guī)處理液中含有的醛對(duì)生物材料性能帶來的不利影響，減少植入生物體后產(chǎn)生的炎性反應(yīng)；
[0032]3、本發(fā)明提供的經(jīng)含離子液體的處理液處理的生物材料，對(duì)滅菌處理方式的選擇性更大，更有利于方便有效的進(jìn)行滅菌處理。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下參照本發(fā)明實(shí)施例來更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以許多不同形式來體現(xiàn)，不應(yīng)理解為限于本文陳述的實(shí)施例。
[0034]實(shí)施例1:
[0035]將牛心包組織(尺寸為5cmX 5cm,厚度為0.5mm)放入100g透明的氯化膽堿/尿素離子液體中(制備方法參考A.P.Abbott等,Chem.Commun, 2003, 70~71),形成該離子液體的氯化膽堿和尿素的摩爾比1:2?？捎^察到該牛心包組織的透明度隨著在離子液體中的浸泡時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，離子液體逐漸滲透入牛心包組織并將其浸潤(rùn)。浸泡時(shí)間一般大于lOmin，例如在浸泡Ihour后，將牛心包組織取出，去除該組織表面附著的多余離子液體，進(jìn)行形狀加工；或者也可以在上述氯化膽堿/尿素離子液體中長(zhǎng)期保存該牛心包組織，待使用時(shí)再取出并加工成所需形狀。
[0036]激光切割成所需生物補(bǔ)片的形狀和尺寸，包裝在由PETG盒與Tyvek蓋構(gòu)成的雙層無菌阻隔中，密封后進(jìn)行環(huán)氧乙烷滅菌。
[0037]對(duì)該牛心包組織進(jìn)行細(xì)菌檢測(cè)，結(jié)果為無菌。
[0038]以下對(duì)上述經(jīng)處理的牛心包組織加工成的生物補(bǔ)片進(jìn)行大鼠皮下植入實(shí)驗(yàn)，并評(píng)價(jià)其生物相容性。將進(jìn)行植入實(shí)驗(yàn)的生物補(bǔ)片分為以下三組:
[0039]漂洗組:將上述經(jīng)離子液體處理并滅菌的生物補(bǔ)片切割成IcmX Icm的小片，在植入前使用100mL無菌生理鹽水中進(jìn)行漂洗，每次10秒鐘，重復(fù)3次；
[0040]直接植入組:植入前未經(jīng)漂洗，將上述經(jīng)離子液體處理并滅菌的生物補(bǔ)片直接植入大鼠皮下；
[0041]對(duì)照組:將牛心包組織制成尺寸為IcmXlcm的生物補(bǔ)片，使用戊二醛溶液進(jìn)行化學(xué)滅菌，并保存在含有0.6wt%戊二醛的磷酸鹽緩沖溶液中，植入前采用與漂洗組中相同的方法進(jìn)行漂洗。
[0042]將三組樣品均進(jìn)行大鼠皮下植入試驗(yàn)，評(píng)價(jià)補(bǔ)片的生物相容性，如表1所示。
[0043]表1
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種處理生物材料的方法，其包括，將所述生物材料完全浸入含有離子液體的處理液中，直至生物材料取出后不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述處理液中還含有水、水溶性醇、水溶性碳水化合物和水溶性橡膠中的一種或多種物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述處理液中至少含有體積分?jǐn)?shù)為10%的離子液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述離子液體能與水互溶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述離子液體具有生物相容性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述離子液體為季銨鹽類和烷基咪唑鹽類。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述季銨鹽類離子液體由膽堿鹽和配位劑組成，所述膽堿鹽包括膽堿、氯化膽堿、氟化膽堿、硝酸膽堿、膽堿氫氧化物、膽堿碳酸氫鹽、乙酰膽堿、磷酰膽堿、丁酰膽堿、苯甲酰膽堿或磷脂酰膽堿中的一種或多種物質(zhì)，所述配位劑包括尿素、乙二醇、甘油、檸檬酸、丙二酸、氨基酸、乳酸和具有1-30個(gè)碳原子的烷基的脂肪酸及其含羥基和羧基的衍生物中的一種或多種物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述烷基咪唑鹽類離子液體由具有1-8個(gè)碳原子的烷基咪唑鹽及其含羥基和羧基的衍生物陽離子，與具有1-30個(gè)碳原子的烷基的脂肪酸根及其含羥基和羧基的衍生物陰離子組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述生物材料為動(dòng)物組織或由天然高分子材料制成的人工生物材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述動(dòng)物組織為動(dòng)物組織膜，韌帶、腱、血管或皮膚。
11.經(jīng)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的方法處理的生物材料。
12.含有權(quán)利要求11所述的生物材料的醫(yī)療器械。
13.—種保存生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械的方法，其包括將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械完全浸入含有離子液體的處理液中，直至取出后生物材料不再由于失水而產(chǎn)生尺寸變化，將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械取出后，去除其表面附著的多余處理液，進(jìn)行包裝。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將所述生物材料或含有生物材料的醫(yī)療器械取出后，還包括將其進(jìn)行滅菌處理后包裝，或者將其包裝后進(jìn)行滅菌處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述滅菌為使用環(huán)氧乙烷滅菌或者輻照滅菌。
【文檔編號(hào)】A61L27/60GK104023526SQ201480000176
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】鐘生平, 劉靜 申請(qǐng)人:金仕生物科技（常熟）有限公司