[发明专利]一种利用高浓度胶原液制备胶原蛋白海绵的方法

说明书

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种利用高浓度胶原液制备胶原蛋白海绵的方法。本发明对制备的高浓度胶原液在冻干前进行均质处理，既不破坏胶原蛋白的三螺旋结构，保留其生物活性，又能够使其易于加工成型，最后制备得到了生物活性高，形态良好的胶原蛋白海绵。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种利用高浓度胶原液制备胶原蛋白海绵的方法。

背景技术

胶原蛋白广泛分布于细胞外基质中，属于结构蛋白。胶原蛋白分子的三螺旋结构具有优良的生物活性，可诱导血小板聚集和释放反应，并且能够使血液凝固因子激活，附着在渗血位置，填塞血管损伤位置，起到止血的作用。胶原蛋白制品在生物、医学、美容等领域均有广泛的应用。胶原蛋白海绵是由纯化后的胶原蛋白溶液，通过真空冷冻干燥技术脱水后制得。凝固成冰晶状态的水直接在冻干过程升华脱除，会在原位形成大量的贯通的孔隙结构，这种多孔结构特别适合用于组织创面的填充修复。

在许多临床应用场景中，需要机械性能较高的胶原蛋白海绵，实现该目标的方法一般有两种，一种是对低浓度胶原蛋白进行交联获得；另一种是通过提高胶原浓度的方式来获得。前者制备的胶原蛋白海绵降低了胶原蛋白的生物活性，存在重金属残留等风险；后者高浓度胶原液流动性较差，加工困难，难以成型，导致不能获得理想形态的胶原蛋白海绵。

目前，为了维持胶原蛋白海绵使用时的稳定性及机械性能要求，使用高浓度胶原蛋白液冻干成型制备得到胶原蛋白海绵，更加能够保障胶原蛋白的生物活性，符合临床使用的需求。但是，高浓度胶原液同样意味着高黏度，其灌装的难度也会大大增加，同时影响其冻干成型后的形态。有文献资料表明通过降低高浓度胶原液的pH值可以降低高浓度胶原液的黏度，但是在冻干成型过程中乙酸很难挥发，残留在海绵中，影响产品的使用。也有通过升高温度来降低高浓度胶原液的黏度，使其容易加工，但是胶原蛋白属于生物活性高分子，在过高的温度下其结构会发生破坏，造成生物活性消失。因此，如何利用高浓度低黏度，分子结构完整的胶原液制备得到具有形态良好和高生物活性的胶原蛋白海绵是一个棘手的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用高浓度胶原液制备胶原蛋白海绵的方法。本发明通过提供一种高浓度、低黏度和具有较高生物活性的胶原液，制备得到均匀致密、高机械性能和完整三螺旋分子结构的胶原蛋白海绵。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种胶原蛋白海绵的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)取动物跟腱原料去脂后切片，加入含有蛋白酶的酸溶液，搅拌酶解，对酶解物进行离心、盐析、浓缩后获得高浓度胶原蛋白液；

(2)取步骤(1)中高浓度胶原蛋白液进行真空均质处理；

(3)将均质后的胶原蛋白液一定时间内灌装至模具中冷冻干燥后包装辐照灭菌，得到无菌的胶原蛋白海绵。

本发明采用对制备的高浓度胶原液在冻干前进行均质处理，既不破坏其三螺旋结构，保留其生物活性，又能够降低其黏度，使其易于加工成型，最后制备得到生物活性高，形态良好的胶原蛋白海绵。

高浓度胶原蛋白液所制备形成的海绵具有较高机械强度和密度，可以持续为细胞生长提供营养基质，更利于临床试验中创面的修复。但胶原蛋白本身是一种生物性蛋白质，其受到外界环境(物理、化学或微生物)的影响较大，其中，在无菌环境下，物理化学的因素对其分子结构的影响最显著。胶原蛋白分子其本身的三螺旋结构容易被破坏，越来越多的证据表明，三螺旋结构是维持胶原蛋白生物活性的关键性所在。真空均质处理，利用胶原蛋白“剪切变稀”原理使其流动性增加，利于冻干前灌装至模具中，同时真空脱除气泡，增加胶原液的稳定性。

相比于常规的对胶原液使用真空均质手段，本发明的方法提高了进行均质的胶原液的浓度，即对高黏度生物活性容易被破坏的蛋白质进行稀化处理，以实现对高浓度胶原液进行流动性的控制，使获得的胶原蛋白海绵具有良好的机械性能的同时，保障了其外观形态及良好的使用性。