[發(fā)明專利]一種具有孔隙大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的膠原海綿制備方法及膠原海綿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710652011.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107349456B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪海波;張軍濤;南捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢輕工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L15/32
• 分類號(hào): A61L15/32;A61L15/42;A61L15/62;A61L27/24;A61L27/50;A61L27/56;A61L27/58;A61L27/60
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有孔隙大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的膠原海綿制備方法及膠原海綿，包括在冰浴條件下，用第一醋酸水溶液溶解天然膠原蛋白，調(diào)節(jié)膠原溶液pH值至6?8，得第一膠原溶液；向第一膠原溶液中添戊二醛水溶液，恒溫培養(yǎng)，靜置得膠原膠；將膠原膠轉(zhuǎn)移至蒸餾水溶液中漂洗，去除戊二醛，冷凍干燥得大孔膠原海綿框架；用第二醋酸水溶液溶解天然膠原蛋白，得第二膠原溶液；將大孔膠原海綿框架置第二膠原溶液中，抽真空下浸潤(rùn)，隨后瀝干并冷凍干燥，得初級(jí)膠原海綿，將初級(jí)膠原海綿再次置第二膠原溶液中，抽真空下浸潤(rùn)，隨后瀝干并冷凍干燥，得到膠原海綿；本發(fā)明膠原海綿能智能化適應(yīng)不同應(yīng)用階段對(duì)材料機(jī)械性能、致密性和空隙大小的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)生物材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種具有孔隙大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的膠原海綿制備方法及膠原海綿。

背景技術(shù)

膠原是哺乳動(dòng)物中含量最高、分布最廣泛的結(jié)構(gòu)性蛋白。作為細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，膠原與聚多糖等成分一起組成具有高度細(xì)胞親和力和適度承力能力的細(xì)胞外微環(huán)境(細(xì)胞外基質(zhì))，為細(xì)胞的增殖、遷移和代謝提供不可或缺的生物場(chǎng)所。同時(shí)，膠原還以纖維、纖維束等形式參與皮膚、跟腱、角膜、血管等器官的構(gòu)建并發(fā)揮重要生物功能。由于膠原具有優(yōu)異的生物相容性、可降解性和良好的生物力學(xué)性能，近年來(lái)在生物醫(yī)學(xué)材料、醫(yī)學(xué)組織工程和醫(yī)學(xué)美容等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。在這些領(lǐng)域中，膠原通常作為生物支架材料、空腔填充材料、藥物載體材料或細(xì)胞外基質(zhì)補(bǔ)充材料，用于創(chuàng)面覆蓋促愈合、人造器官構(gòu)建、藥物緩釋、皮膚美容除皺等。其中，膠原海綿是應(yīng)用最為廣泛的膠原類醫(yī)用產(chǎn)品，主要用于創(chuàng)面止血、空腔填充、促傷口愈合、燒燙傷創(chuàng)面覆蓋和促進(jìn)缺失皮膚組織再生等臨床領(lǐng)域。通常，膠原海綿的制造工藝包括膠原提取、純化、濃縮、交聯(lián)和凍干成型、滅菌和包裝等步驟。

膠原海綿的性能與制造工藝密切相關(guān)。膠原溶液濃度越高，則干燥后的膠原海綿空隙越致密、孔徑越小，海綿材料的形狀穩(wěn)定性和抗拉伸能力越強(qiáng)?；瘜W(xué)交聯(lián)或纖維重組技術(shù)經(jīng)常用于提高膠原海綿的生物穩(wěn)定性(熱穩(wěn)定性、耐酶降解性能)，以適應(yīng)海綿產(chǎn)品應(yīng)用的需要。其中，化學(xué)交聯(lián)方法可以在膠原分子內(nèi)或分子間形成共價(jià)鍵交聯(lián)，從而大幅提高膠原的生物穩(wěn)定性；而纖維重組技術(shù)是利用膠原特有的分子自組裝性能，通過(guò)在適宜條件下促進(jìn)膠原分子纖維化的方法提高膠原產(chǎn)品的生物穩(wěn)定性能。

在臨床應(yīng)用中，對(duì)膠原海綿類產(chǎn)品的性能指標(biāo)除了要求生物安全性、功能有效性外，還要求產(chǎn)品具有良好的形狀穩(wěn)定性、機(jī)械力學(xué)性和可降解性。為保證產(chǎn)品功能的持續(xù)性，往往還要求膠原海綿具有適宜的耐降解性。在促創(chuàng)面愈合和皮膚組織再生的應(yīng)用中，特別強(qiáng)調(diào)膠原海綿應(yīng)具有良好的促細(xì)胞增殖和組織再生能力。大量研究證實(shí)，組織創(chuàng)面的愈合和再生與細(xì)胞增殖密切相關(guān)，而細(xì)胞附著微環(huán)境的空隙構(gòu)造與細(xì)胞增殖能力密切相關(guān)。皮膚組織中最主要的成纖維細(xì)胞呈紡錘形，長(zhǎng)度約50-80μm，直徑5-15μm。因此，理想的促細(xì)胞增殖生物敷料空隙物理尺寸應(yīng)大于100μm方能為成纖維細(xì)胞提供適宜的增殖、遷移和代謝空間。但是，過(guò)大的空隙尺度往往導(dǎo)致材料比表面積變小，細(xì)胞附著空間不足，同時(shí)直接導(dǎo)致材料機(jī)械強(qiáng)度大幅降低，材料形狀穩(wěn)定性和易操作性變差。目前，膠原海綿制造往往采用高濃度膠原溶液經(jīng)化學(xué)交聯(lián)和凍干致孔的方式制備。這種制備工藝通過(guò)提高膠原濃度和引入化學(xué)交聯(lián)的方法能有效增強(qiáng)材料的機(jī)械力學(xué)性能、形狀穩(wěn)定性能和耐降解性能。但是，由于過(guò)高的膠原濃度和化學(xué)交聯(lián)導(dǎo)致的分子聚集和收縮效應(yīng)，使材料空隙致密，且空隙尺度過(guò)小(一般小于50μm)，不能很好滿足細(xì)胞增殖、遷移所需的空隙尺度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能兼顧材料機(jī)械力學(xué)性能、適度耐降解性能和適宜空隙構(gòu)造的膠原海綿材料制備方法，以滿足醫(yī)用敷料、燒燙傷皮膚替代等醫(yī)用材料對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)性能的要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供一種具有孔隙大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的膠原海綿制備方法，其特征在于，該制備方法包括：

(1)在冰浴條件下，用第一醋酸水溶液溶解天然膠原蛋白，并調(diào)節(jié)膠原溶液pH值至6-8，得到第一膠原溶液；