[发明专利]一种具有全向通孔结构胶原蛋白支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有全向通孔结构胶原蛋白支架的制备方法，包括以下步骤：1)将胶原蛋白溶液倒入容器中；2)将盛有胶原蛋白溶液的容器放入冷冻设备中梯度冷冻；3)将步骤2)中已冷冻的胶原蛋白放入真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，即得具有全向通孔结构的所述胶原蛋白支架。本发明公开了一种采用微针模具制备具有全向通孔结构胶原蛋白支架的方法。本发明提出的全向通孔结构胶原蛋白支架，不仅利于体内营养物质的传送，而且利于细胞的迁入及生长，更适合作为组织工程支架。

技术领域

本发明涉及生物支架材料领域，特别是涉及一种具有全向通孔结构胶原蛋白支架及其制备方法。

背景技术

胶原蛋白作为组织工程支架时，其结构对控制支架机械性能和细胞与支架间相互作用起着至关重要的作用。控制胶原蛋白支架孔结构的常用方法是真空冷冻干燥，已有的研究如下：

通过冰冻技术可以使冰晶晶核在胶原蛋白之间形成、生长，冰晶在冻干的过程中消失，但冰晶体结构仍然存在，最终形成胶原蛋白支架的孔结构。因此，胶原蛋白支架结构主要依赖于胶原蛋白浆内冰结晶。冰的结晶过程包括成核和晶体生长，两者都受热经历和液体性质的影响。成核通常被认对冰的结构形成和确定支架是否具有各向同性或各向异性起着至关重要的作用。因此，为了改变支架的结构，大量研究集中在何时和以何种方式改变晶核的形成。通常采用液氮淬火加快冷却速度，在胶原蛋白浆中创造这种大的温差可以改变孔的各向异性。另一方面，缓慢地冷却可以改变孔的各向同性。

而最终的孔结构，是否各向异性和各向同性不只是成核决定，还取决于冰晶随后的生长方式。已有研究可以获得孔径大小不等、孔隙率高低不同的多孔胶原蛋白海绵，但是并未获得具有全向通孔结构的胶原蛋白支架。

因此，寻求使用简单的方法便能够制备具有全向通孔结构的胶原蛋白支架的方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有全向通孔结构胶原蛋白支架及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

根据本发明，提供一种具有全向通孔结构胶原蛋白支架的制备方法，其在真空冷冻干燥时采用不同梯度冷冻控制冰晶成核、改变溶剂以改变凝结点来控制冰晶生长，包括以下步骤：

1)将胶原蛋白溶液倒入容器中；

2)将盛有胶原蛋白溶液的容器放入冷冻设备中梯度冷冻；

3)将步骤2)中已冷冻的胶原蛋白放入真空冷冻干燥机中进行真空冷冻干燥，即得具有全向通孔结构的胶原蛋白支架；

所述梯度冷冻为使用梯度温度冷冻；

所述梯度温度为2～6℃维持3-6小时、-15～-25℃维持3-6小时、-75～-85℃维持12-16小时；或者，在室温至-80℃使用程序降温。

根据本发明的一个实施例，所述容器是孔板或冻存管。

根据本发明的一个实施例，所述冷冻设备选自液氮罐、可调温冰箱、程序降温盒。

根据本发明的一个实施例，所述胶原蛋白溶液的浓度为0.1mg/mL～200mg/mL。

根据本发明的一个实施例，所述胶原蛋白溶液为经过提纯后的胶原蛋白和溶剂混合而成。

根据本发明的一个实施例，所述胶原蛋白可以来自于任何物种，例如选自鱼、牛、猪、细菌或酵母菌等。

根据本发明的一个实施例，所述溶剂可以是纯水、生理盐水、蔗糖水等任一种可以结晶的物质。

根据本发明的一个实施例，所述孔板是金属材质孔板或高分子材料孔板。

根据本发明的一个实施例，所述金属材质孔板是不锈钢孔板；所述高分子材料孔板是聚四氟乙烯孔板。