[發(fā)明專利]金屬離子介導(dǎo)的膠原蛋白凝膠、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110238028.9
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112940302B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖建喜;王莉莉;付彩虹;馬建瑞;田靜
• 申請（專利權(quán)）人: 膠原蛋白（武漢）生物科技有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/02;C08L89/00;C08K3/30;C08K3/16;A61K47/42;A61L24/10;A61L27/24
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛婷

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬離子介導(dǎo)的膠原蛋白凝膠、制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明通過將膠原蛋白溶液和鐵離子或亞鐵離子溶液混合反應(yīng)制備膠原蛋白凝膠。與傳統(tǒng)的方法相比，該方法不涉及有毒化學(xué)試劑，綠色環(huán)保，同時鐵元素為人體必需元素，安全性好；該方法能夠最大程度地保證膠原蛋白的原有活性，且能顯著提高膠原蛋白的力學(xué)強度；以該方法制備獲得的膠原蛋白凝膠材料無細胞毒性，且具有優(yōu)良的細胞黏附能力，在臨床中有良好的應(yīng)用潛力。

本申請要求申請日為2020年8月26日、申請?zhí)枮镃N202010873029.6、發(fā)明名稱為“金屬離子介導(dǎo)的膠原蛋白凝膠、制備方法及應(yīng)用”的中國在先申請的優(yōu)先權(quán)，該在先申請的全部內(nèi)容均已在本申請中體現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬離子介導(dǎo)的膠原蛋白凝膠、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

水凝膠作為生物醫(yī)用材料，在藥物的遞送及可控釋放、醫(yī)用敷料、化妝品等領(lǐng)域廣為應(yīng)用。膠原蛋白由于其良好的生物活性、生物相容性、可生物降解性等優(yōu)良性質(zhì)，被制備成膠原蛋白凝膠、膠原海綿、膠原膜等各種形式。其中，膠原蛋白凝膠是一種由親水大分子交聯(lián)而成的立體三維網(wǎng)絡(luò)，它具有良好的親水性和溶脹性能、理想的柔性和彈性、以及較低的表面張力等特殊性質(zhì)，與活體組織的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常相似，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注。

高濃度的膠原蛋白可以自組裝形成凝膠，但是該凝膠存在力學(xué)性能較差、降解較快等缺陷，因此，常用化學(xué)交聯(lián)劑對膠原蛋白進行交聯(lián)，來改善膠原蛋白凝膠的力學(xué)性質(zhì)，但是交聯(lián)劑的添加會引發(fā)生物毒性等問題。其中，中國專利CN101543643B以膠原、3-(甲基丙烯酰胺)丙基-二甲基(3-磺丙)胺為原料，利用碳二亞胺對膠原進行交聯(lián)制備膠原基復(fù)合角膜替代物，該方法中交聯(lián)劑等化學(xué)試劑的殘留，會導(dǎo)致嚴重的安全隱患；中國專利CN103554527B利用糖胺聚糖氧化形成醛基與膠原蛋白混合，通過糖胺聚糖中的醛基與膠原蛋白中的氨基進行交聯(lián)反應(yīng)，制備膠原蛋白水凝膠，該方法涉及糖胺聚糖醛基化和酰肼化，制備水凝膠步驟繁瑣，生產(chǎn)周期長，且制備中需使用多種化學(xué)試劑，會導(dǎo)致細胞毒性。因此，亟需開發(fā)一種簡單、易控、安全、綠色環(huán)保、且能顯著改善力學(xué)性能的膠原蛋白凝膠的制備方法。

鐵是人體必需的微量元素，是構(gòu)成血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素和多種氧化酶的重要成分，在人體很多重要的生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，將膠原蛋白溶液與三價鐵離子或二價鐵離子溶液混合反應(yīng)，可制備出具有良好力學(xué)性質(zhì)和細胞粘附性能的膠原蛋白凝膠。該方法與其他方法相比，操作簡單、條件溫和、綠色環(huán)保，既能保持膠原蛋白的生物活性，又可顯著改善膠原蛋白的力學(xué)性能；并且鐵元素為人體必需元素，安全性高，制備的膠原蛋白凝膠可用于膠原膜、膠原海綿、止血材料、藥物緩釋載體、組織工程支架、人工皮膚、人工血管、骨修復(fù)材料、角膜移植材料等生物材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種膠原蛋白的交聯(lián)方法，所述方法為：將膠原蛋白溶液與金屬離子溶液混合反應(yīng)，所述金屬離子為Fe³⁺或Fe²⁺。

優(yōu)選地，所述膠原蛋白為動物膠原蛋白，所述動物膠原蛋白是指從動物組織中提取的獲得的天然膠原蛋白。

優(yōu)選地，所述膠原蛋白為I型膠原蛋白，和/或Ⅱ型膠原蛋白，和/或Ш型膠原蛋白。

優(yōu)選地，所述膠原蛋白為牦牛I型膠原蛋白，和/或牦牛Ⅱ型膠原蛋白，和/或牦牛Ⅲ型膠原蛋白。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種膠原蛋白凝膠的制備方法，所述方法為：將膠原蛋白溶液與金屬離子溶液混合反應(yīng)，所述金屬離子為Fe³⁺或Fe²⁺。

優(yōu)選地，所述膠原蛋白為動物膠原蛋白，所述動物膠原蛋白是指從動物組織中提取的獲得的天然膠原蛋白。

優(yōu)選地，所述膠原蛋白為I型膠原蛋白，和/或Ⅱ型膠原蛋白，和/或Ш型膠原蛋白。