[发明专利]一种具有孔隙大小自适应调节能力的胶原海绵制备方法及胶原海绵

说明书

本发明公开了一种具有孔隙大小自适应调节能力的胶原海绵制备方法及胶原海绵，包括在冰浴条件下，用第一醋酸水溶液溶解天然胶原蛋白，调节胶原溶液pH值至6‑8，得第一胶原溶液；向第一胶原溶液中添戊二醛水溶液，恒温培养，静置得胶原胶；将胶原胶转移至蒸馏水溶液中漂洗，去除戊二醛，冷冻干燥得大孔胶原海绵框架；用第二醋酸水溶液溶解天然胶原蛋白，得第二胶原溶液；将大孔胶原海绵框架置第二胶原溶液中，抽真空下浸润，随后沥干并冷冻干燥，得初级胶原海绵，将初级胶原海绵再次置第二胶原溶液中，抽真空下浸润，随后沥干并冷冻干燥，得到胶原海绵；本发明胶原海绵能智能化适应不同应用阶段对材料机械性能、致密性和空隙大小的需求。

技术领域

本发明属于医学生物材料技术领域，更具体地，涉及一种具有孔隙大小自适应调节能力的胶原海绵制备方法及胶原海绵。

背景技术

胶原是哺乳动物中含量最高、分布最广泛的结构性蛋白。作为细胞外基质的主要成分，胶原与聚多糖等成分一起组成具有高度细胞亲和力和适度承力能力的细胞外微环境(细胞外基质)，为细胞的增殖、迁移和代谢提供不可或缺的生物场所。同时，胶原还以纤维、纤维束等形式参与皮肤、跟腱、角膜、血管等器官的构建并发挥重要生物功能。由于胶原具有优异的生物相容性、可降解性和良好的生物力学性能，近年来在生物医学材料、医学组织工程和医学美容等领域得以广泛应用。在这些领域中，胶原通常作为生物支架材料、空腔填充材料、药物载体材料或细胞外基质补充材料，用于创面覆盖促愈合、人造器官构建、药物缓释、皮肤美容除皱等。其中，胶原海绵是应用最为广泛的胶原类医用产品，主要用于创面止血、空腔填充、促伤口愈合、烧烫伤创面覆盖和促进缺失皮肤组织再生等临床领域。通常，胶原海绵的制造工艺包括胶原提取、纯化、浓缩、交联和冻干成型、灭菌和包装等步骤。

胶原海绵的性能与制造工艺密切相关。胶原溶液浓度越高，则干燥后的胶原海绵空隙越致密、孔径越小，海绵材料的形状稳定性和抗拉伸能力越强。化学交联或纤维重组技术经常用于提高胶原海绵的生物稳定性(热稳定性、耐酶降解性能)，以适应海绵产品应用的需要。其中，化学交联方法可以在胶原分子内或分子间形成共价键交联，从而大幅提高胶原的生物稳定性；而纤维重组技术是利用胶原特有的分子自组装性能，通过在适宜条件下促进胶原分子纤维化的方法提高胶原产品的生物稳定性能。

在临床应用中，对胶原海绵类产品的性能指标除了要求生物安全性、功能有效性外，还要求产品具有良好的形状稳定性、机械力学性和可降解性。为保证产品功能的持续性，往往还要求胶原海绵具有适宜的耐降解性。在促创面愈合和皮肤组织再生的应用中，特别强调胶原海绵应具有良好的促细胞增殖和组织再生能力。大量研究证实，组织创面的愈合和再生与细胞增殖密切相关，而细胞附着微环境的空隙构造与细胞增殖能力密切相关。皮肤组织中最主要的成纤维细胞呈纺锤形，长度约50-80μm，直径5-15μm。因此，理想的促细胞增殖生物敷料空隙物理尺寸应大于100μm方能为成纤维细胞提供适宜的增殖、迁移和代谢空间。但是，过大的空隙尺度往往导致材料比表面积变小，细胞附着空间不足，同时直接导致材料机械强度大幅降低，材料形状稳定性和易操作性变差。目前，胶原海绵制造往往采用高浓度胶原溶液经化学交联和冻干致孔的方式制备。这种制备工艺通过提高胶原浓度和引入化学交联的方法能有效增强材料的机械力学性能、形状稳定性能和耐降解性能。但是，由于过高的胶原浓度和化学交联导致的分子聚集和收缩效应，使材料空隙致密，且空隙尺度过小(一般小于50μm)，不能很好满足细胞增殖、迁移所需的空隙尺度。

发明内容

本发明的目的是提供一种能兼顾材料机械力学性能、适度耐降解性能和适宜空隙构造的胶原海绵材料制备方法，以满足医用敷料、烧烫伤皮肤替代等医用材料对产品各项性能的要求。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种具有孔隙大小自适应调节能力的胶原海绵制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

(1)在冰浴条件下，用第一醋酸水溶液溶解天然胶原蛋白，并调节胶原溶液pH值至6-8，得到第一胶原溶液；