可生物降解的眼角膜细胞载体膜支架的制造方法

摘要

一种可生物降解的眼角膜载体膜支架的制造方法，其特征是以壳聚糖及N－乙酰壳聚糖的甲酸胶体溶液为原料，在平板上或凹面中制膜，干燥后，用碱液去除膜中的甲酸和增塑剂，水洗涤，干燥，再使膜片碱化，进行交联反应，并将平板膜片压制成有特定曲度的角膜细胞贴附载体膜支架，而凹面膜片干燥后则直接成为有特定曲度的角膜细胞贴附载体膜支架。本发明的优点是所制造的膜片支架能被机体中的溶菌酶等生物降解，降解产物氨基葡萄糖可被机体吸收利用，形成的组织透明度能达到正常角膜的90％以上，并且没有不良反应。

说明书

本发明涉及一种可生物降解的眼角膜细胞载体膜支架的制造方法。

眼角膜移植术是当今治疗眼角膜盲的最有效手段，手术时，通常是将异体的角膜通过手术移植到角膜盲患者的眼上，使眼睛恢复视觉功能。但异体角膜只能来源于尸体，由于异体角膜供体的严重缺乏，致使大量角膜盲患者得不到及时医治，同时异体角膜具有一定的免疫源性，有时可造成手术的失败。因此有人通过将角膜上皮细胞、基质细胞、内皮细胞按要求培养在细胞贴附的载体膜支架材料上，待形成组织后，再将这种具有生理功能的细胞组织活性支架移植入眼中，以期达到复明的目的。McCulley等(McCulley JP et al.Ophthalmology，1980；87：194-201)曾用明胶薄膜作为角膜内皮细胞贴附载体，通过培养，将培养的兔角膜内皮细胞贴附生长在明胶膜上，并将其移植入去掉内皮层的兔自体角膜内，以观察移植的内皮细胞生理功能和明胶膜的生物降解性。结果表明，该明胶薄膜长时间不能在角膜内生物降解，故使试验不能成功。Elizabeth等(Elizabeth J et al.Tissue Eng.2000；6：30)用带孔的胶原海绵膜为载体，分别培养人角膜上皮细胞、基质细胞、内皮细胞，结果证明细胞可在胶原海绵膜上贴附、生长增殖，但胶原海绵培养基质细胞形成的组织透明度仅能达到正常角膜的50％，故达不到临床研究的要求。另外，人羊膜被认为是目前作为角膜细胞贴附生长最好的载体，Koizumi等(Koizumi N et al.Cornea，2000；19：65)用人羊膜作为角膜细胞贴附生长的载体，将兔角膜缘干细胞植片种植其上进行培养，14天后上皮细胞覆盖整个羊膜且贴附良好。对兔进行自体移植可达到上皮化，但羊膜往往不能被体内生物降解，并产生免疫排斥反应。

本发明的目的是提供一种可生物降解的眼角膜载体膜支架的制造方法，它能弥补现有技术和材料的上述不足。

一种可生物降解的眼角膜载体膜支架的制造方法，其特征是以壳聚糖及N-乙酰壳聚糖的甲酸胶体溶液为原料，在平板上或凹面中制膜，干燥后，用碱液去除膜中的甲酸和增塑剂，水洗涤，干燥，再使膜片碱化，进行交联反应，并将平板膜片压制成有特定曲度的角膜细胞贴附载体膜支架，而凹面膜片干燥后则直接成为有特定曲度的角膜细胞贴附载体膜支架。

本发明的优点是所制造的膜片支架能被机体中的溶菌酶等生物降解，降解产物氨基葡萄糖可被机体吸收利用，形成的组织透明度能达到正常角膜的90％以上，并且没有不良反应。

下面通过实施例说明本发明。

实施例1

(1)胶体溶液制备：分别称取壳聚糖和N-乙酰壳聚糖，它们的重量分别为1g和1.5g，加入洁净的三角瓶或其他玻璃容器中，搅拌下加入96.5g甲酸和1g增塑剂甘油，在8～-10℃条件下溶解，放置待多糖全部溶解成胶体后，采用2#或3#砂芯漏斗过滤，除去微量不溶物，得透明清澈的胶体溶液，静置或真空条件下脱气。所用的壳聚糖和N-乙酰壳聚糖的分子量范围均为200KD～800KD，两者的重量比为1∶0.4～2，总的重量百分比为2～3％，增塑剂的重量百分浓度为0.5～5。增塑剂为甘油或丁二醇或乙二醇或丙二醇。

(2)制膜：取洁净的聚苯乙烯板或工程塑料板或玻璃平板，调整水平，量取40ml的胶体溶液，倒在300cm²平板上，使胶体均匀平整，在通风橱中干燥。干燥成膜后，将带膜的平板放入0.1～1.0mol/L的NaOH或KOH溶液中，中和膜中残余的甲酸和去除增塑剂，碱处理时间可以是2～24小时。将膜取下，放入蒸馏水中洗涤至中性，自然条件下干燥，取膜备用。

(3)带曲度膜片的制备：将制备的平膜用眼用环钻切取一定大小的园片，浸于40～50％(重量比)的NaOH或KOH溶液中进行碱化，碱化的膜片脱去多余碱液，浸入交联剂中，交联剂可以是一定浓度的戊二醛或环氧氯丙烷或乙二醇双缩水甘油醚或丙二醇双缩水甘油醚。将膜片放在50～90℃、压力为3～6Kg/cm²的钢模下压制并经交联反应制成具有特殊曲度的角膜细胞贴附载体膜支架。

制成的具有特定曲度的膜支架放入蒸馏水中洗涤至中性，再转移至50～60％(重量比)的乙醇水溶液中进一步洗涤有机残留物，用三蒸水、生理盐水进一步洗涤，于水中121℃高压下灭菌或在75％乙醇(水溶液)中灭菌，保存于无菌的D-hanks液中备用。

实施例2

(1)胶体溶液制备(同前)

(2)带曲度膜片的制备：在通风橱中，用移液器吸取一定量的壳聚糖和N-乙酰壳聚糖及增塑剂的甲酸胶体溶液，加入在电机带动下能旋转的直径为14mm的聚四氟乙烯板的凹面中，开启电机，旋转速度控制在600～800转/min，使胶体溶液在凹面中形成均匀的胶膜层，自然条件下离心干燥，待有机溶剂挥发完毕，形成均匀的带有特定曲度的膜支架。

曲度膜片的处理加工：取出干燥的带曲度的膜支架，放入0.1～1.0mol/L的NaOH或KOH溶液中，浸泡中和去除残余的甲酸和增塑剂，放置2hr，取出放入蒸馏水中洗涤至pH6，侵入0.2％的戊二醛水溶液中交联，再用三蒸水、生理盐水洗涤，于水中121℃高压下灭菌或75％乙醇水溶液中灭菌，保存于无菌的D-hanks液中备用。

本发明以天然的可被生物体降解的壳聚糖及N-乙酰化壳聚糖，作为制备角膜细胞贴附生长的载体材料。制备的角膜细胞培养贴附载体膜支架，其曲度R值分别是6.8、7.8、8.0mm，直径为10-14mm，湿厚度为40-80um，透光度≥90％，湿含水量为60-70％，载体膜支架通透性为MW2000物质均可自由通透。