胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制

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胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
obtain by casting, and then collagen films were crosslinked in 75% alcohol solution with 1-ethyl-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxy
学科专业： 作者姓名： 导 师：
材料工程 吴 倩 吉 亚 丽 郯 志 清 2015 年 5 月
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胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
摘要
在外科领域，尤其是在腹部手术中，往往都涉及组织间粘连的问 题。术后粘连不仅极大地增加了患者进行二次手术的几率，而且还会 引起继发性不孕症、小肠梗塞和腹盆腔疼痛等多种并发症。解决术后 粘连最理想最有效的是植入人体可吸收的防粘连膜。 防粘连膜可以很 好的将受损的腹膜隔离开，从而达到防粘连的目的。人体可吸收防粘 连膜的要求有： （1）良好的生物相容性、适宜的组织粘附性（不需缝 合固定） ； （2）一定的机械强度和柔韧性； （3）合适的体内存留时间； （4）可有效防止粘连形成又不影响伤口正常愈合。然而，目前没有 一个产品能够达到理想状态， 因此研制新型的可吸收防粘连膜和提高 产品各方面的性能将成为今后预防术后粘连的重点研究方向。 胶原蛋白是细胞外基质的主要成分， 其独特的生物相容性和生物 可降解性是当今合成高分子材料无法比拟的， 此外胶原蛋白还有止血 和促进细胞生长等性能。 因此， 被广泛应用于临床医学和组织工程学。 本文以具有良好生物相容性的胶原蛋白为基材， 分别通过浇铸法和静 电纺丝法得到两种不同的胶原蛋白膜， 随后经过交联处理得到力学性 能改善的胶原蛋白膜。并通过对成膜工艺和交联条件的探索，系统地
学校代码： 10255 学 号：2130408
东华大学硕士学位论文
A Thesis Submitted to Donghua University for the Master’s Degree
胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
Preparation of absorbable anti-adhesion collagen membrane制
关键词：胶原蛋白，防粘连膜，浇铸法，静电纺丝，1-乙基-(3二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC） ，N-羟基硫代琥珀酰亚胺 （NHS） ，维生素 B2
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胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
PREPARATION OF ABSORBABLE ANTI-ADHESION COLLAGEN MEMBRANE
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胶原蛋白可吸收防粘连膜的研制
评价了两种方法得到的胶原蛋白膜的结构、力学性能、降解速率和生 物相容性。主要研究工作如下： （1）将胶原蛋白（COL）溶解于 0.05mol/L 的醋酸溶液中，通 过浇铸法得到胶原蛋白膜， 随后用 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚 胺盐酸盐（EDC）和 N-羟基硫代琥珀酰亚胺（NHS）在 75%的酒精 溶液中对胶原蛋白膜进行交联处理，并分别对交联剂用量、交联时间 等交联条件进行探索。当 COL:EDC:NHS=2:1:1，交联时间为 48h，酒 精溶液的 pH 控制在 6 左右时，胶原蛋白膜具有良好的亲水性、较好 的力学性能和合适的体外降解时间。傅里叶变换红外光谱（IR）显示 交联没有改变胶原蛋白的结构，扫描电镜（SEM）图表明交联后的膜 表面有许多小孔洞，膜的透过性增加。使用小鼠成纤维细胞（L929） 进行体外细胞相容性研究，MTT 实验结果表明交联处理后的胶原蛋 白膜对细胞毒性不大，说明 EDC/NHS 是一种良好的交联剂。 （2）将胶原蛋白和维生素 B2（VB2）按一定的比例溶于六氟异 丙醇中， 通过静电纺丝法制备得到 COL/VB2 的混合膜， 然后置于紫外 光中进行光交联。分别对纺丝液浓度、投料比和交联时间进行探索。 扫描电镜图（SEM） 、力学性能测试和体外降解实验表明：当胶原蛋 白浓度为 12%（m/V） ，COL:VB2=15:1，光氧化交联 30min 时，得到 的胶原蛋白膜具有较好的纤维结构、 合适的降解时间和良好的力学性 能。使用小鼠成纤维细胞（L929）进行体外细胞相容性研究，MTT 实验结果表明交联处理后的胶原蛋白膜对细胞毒性不大， 说明紫外交 联不会影响胶原蛋白的生物相容性。
sulfosuccinimide (NHS) as crosslinking agents. The optimal amount of crosslinking agent, and crosslinking time were explored. The film showed good hydrophilic, mechanical properties and suitable in vitro degradation time when COL:EDC:NHS=2:1:1, crosslinked for 48h and the pH of alcoholic solution was 6. The FT-IR spectra showed the structure of collagen did not change and SEM displayed the surface of film has a number of small holes after crosslinking, indicating the permeability increased. L929 fibroblast cells were used for in vitro biocompatibility tests. MTT test results suggested that the crosslinked film did not induce significant cytotoxicity. (2) Collagen and vitamin B2(VB2) were dissolved in hexafluoroisopropanol by a certain percentage and COL/VB2 mixed film were obtained via electrospinning, and then crosslinked under ultraviolet light. The results of SEM, mechanical properties and in vitro degradation showed when the collagen concentration was 12% (m/V), COL:VB2=15:1, and crosslinked time was 30min, the collagen films had good fiber structure, mechanical properties and appropriate degradation time. The MTT test was performed to assess in vitro biocompatibility of collagen anti-adhesion film. Testing results showed that crosslinked film did not induce significant cytotoxicity .
ABSTRACT
In the field of surgery, especially abdominal surgery, often involves the adhesion problems between the organization. Postoperative adhesions not only greatly increase the chance of a second surgical of the patients, but also cause secondary infertility, intestinal infarction, abdominal pelvic pain, and other complications. The best and most effective method to resolve postoperative adhesions is to implant absorbable anti-adhesion film. It can isolate the damaged peritoneal and thus achieve the purpose of preventing adhesion. The requests of human biodegradable anti-adhesion are as follows: (1) Good biocompatibility, suitable tissue adhesion (no need to suture); (2) Certain mechanical strength and flexibility; (3) Appropriate in vivo retention time; (4) Effectively prevention of adhesion formation without affecting the wound healing. However, there are no products that can achieve the ideal state, so developing a new absorbable anti-adhesion film and improving all aspects of the performance will become the key research direction of prevention of postoperative adhesions. Collagen is the main component of the extracellular matrix. It has unique biocompatiblity and biodegradablity and synthetic polymer materials are imcomparable. In addition, collagen has hemostatic properties and can promote cell growth thus widely used in clinical medicine and tissue engineering. In this paper, two kinds of collagen anti-adhesion films were obtained by casting and electrostatic spinning, respectively, and then crosslinked to improve the mechanical properties of collagen films. The structure, mechanical properties, degradation rate and biocompatibility of anti-adhesion film were evaluated after exploration of synthesis and crosslinking conditions. Main researches are listed as follows: (1) Collagen (COL) was dissolved in 0.05mol/L acetic acid and the collagen films were