[发明专利]一种胶原/壳聚糖复合海绵生物敷料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用高分子材料领域，具体涉及一种胶原/壳聚糖复合海绵生物敷料及其制备方法。

背景技术

胶原蛋白是细胞外基质的主要结构成分，具有卓越的生物相容性、低抗原性、高降解性、良好的止血性能和促进细胞生长和迁移等优良性能。壳聚糖是一种线性多糖，是甲壳素的脱乙酰产物，具有优异的性能，如抗菌性、血液吸收能力、生物降解性和生物相容性。胶原和壳聚糖的优良性能使其在组织工程材料方面具有广阔的应用前景。

胶原和壳聚糖分子表面有大量的亲水性基团，使由其制备的复合海绵吸水性强，伤口的渗出液容易致使复合海绵结构坍塌，其降解速率快，不利于新生表皮细胞的增殖、迁移，因此许多研究通过引入交联剂来提高胶原类海绵敷料的力学性能和稳定性，减缓其降解速率，如Lie Ma等人引入戊二醛来提高胶原/壳聚糖敷料的力学性能和稳定性；也有如公开号为CN103756005A的201410010048.0号专利尝试用戊二醛或者EDC来改善复合海绵的性能，虽然交联后都经蒸馏水充分水洗，但复合海绵表面的交联剂以及结合在其中的交联剂残留都会对细胞生长、增殖和迁移构成不利影响，同时容易引起伤口炎症反应，延缓伤口的愈合。

伤口表面营养丰富、湿润、温暖，给细菌的繁殖创造了一个绝佳的环境。近年来，伤口细菌感染的问题越来越严重，生命体面临着严重的威胁，因此抑制细菌的增长和繁殖也迫在眉睫。目前的抗菌剂主要可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂，有机抗菌剂容易引起机体的抗性反应，临床医用等大多采用无机抗菌剂。无机抗菌剂主要包括离子型和光催化型两大类。离子型抗菌剂通过缓慢释放具有抗菌作用的金属离子达到抗菌作用，目前使用最广泛的是银系抗菌剂，但是此类型的抗菌剂存在成本高、易变色、防霉抗菌作用弱等不足。

与离子型抗菌剂相比，以TiO₂为代表的光催化型抗菌剂是目前更具有开发前景和研究价值的无机抗菌剂。可用于光催化抗菌剂的主要材料为n型半导体，其中TiO₂、ZnO和CdS的催化活性最高。ZnO在水中不稳定，粒子表面生成Zn(OH)₂，影响抗菌效果；而CdS在光照下不稳定，会产生有毒性的Cd²⁺。而TiO₂由于具有良好的化学稳定性和安全无毒等特性，在抗菌材料领域得到了广泛的应用。TiO₂抗菌材料可以利用光催化反应中产生的高能羟基自由基来迅速、有效地分解细菌赖以生存和生长的有机营养物质，从而达到抑制和杀菌的目的。Matsunaga等研究发现，TiO₂具有广谱抗菌的特点，对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、芽杆菌等都有很强的杀灭能力。与普通抗菌材料相比，TiO₂光催化抗菌材料具有耐老化、耐高温、抗菌能力强和持续时间长等优点。

一般伤口的愈合周期为8～20天，烧伤或者大面积烫伤需要更长的愈合周期。在伤口愈合周期内，伤口容易感染引起伤口发炎，延缓伤口愈合时间，甚至引起机体免疫紊乱，危机生命。因此，防止伤口感染、给伤口愈合过程提供一个无菌的环境至关重要。

目前已经报道很多有关胶原与壳聚糖共混并通过冷冻干燥法制备海绵状敷料，经过生物试验检测此类创伤敷料表现出优异的修复功能，但是其抗菌效果都不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种胶原/壳聚糖复合海绵生物敷料及其制备方法。

基于上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种胶原/壳聚糖复合海绵生物敷料，该生物敷料由胶原、壳聚糖以及纳米二氧化钛复合而成，所述纳米二氧化钛占胶原和壳聚糖总重的1～5%；胶原和壳聚糖的重量百分比组成为：胶原50～70%、壳聚糖30～50%。

所述胶原的分子量为200～300KDa。

所述胶原采用酸-酶结合法从猪皮中提取而得。

所述壳聚糖的脱乙酰度≥90%，有利于提高敷料的力学性能。

所述纳米二氧化钛为锐钛矿型，其平均粒径为20～30nm，锐钛矿型纳米二氧化钛具有很好的光催化效果，可以抑制细菌生长和病毒的活性，具有杀菌、除臭、防霉的效果。

所述胶原/壳聚糖复合海绵生物敷料的制备方法，包括以下步骤：

1）将胶原和壳聚糖溶于醋酸溶液中分别得到胶原溶液和壳聚糖溶液；

2）将壳聚糖溶液、胶原溶液混合得到胶原/壳聚糖混合液；

3）利用溶胶-凝胶技术制备纳米二氧化钛水溶胶；

4）将纳米二氧化钛水溶胶加入到胶原/壳聚糖混合液中后，除泡，于0～8℃下放置8～12h后，冷冻干燥即得。