[发明专利]一种胶原-壳聚糖水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种胶原‑壳聚糖水凝胶及其制备方法，该制备方法包括：在胶原和壳聚糖的混合溶液中，插入与电化学工作站连接的阴极和阳极；然后通过电化学工作站控制通电模式进行电沉积，得到所述胶原‑壳聚糖水凝胶；其中，所述胶原和壳聚糖的混合溶液的pH值不小于5。本发明的制备方法环境友好，反应条件温和，对胶原、壳聚糖的生物活性无破坏作用。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，更具体地，涉及一种胶原-壳聚糖水凝胶及其制备方法。

背景技术

胶原蛋白，简称胶原，是脊椎动物体内广泛存在的一种结构蛋白，三条肽链缠绕形成三螺旋结构，分子链长约300nm，直径约1.5nm，分子量约300kDa。胶原是皮肤和骨骼等组织的重要组成成分，因此胶原基生物材料具有生物相容性好、低免疫原性、可降解吸收等优良特性。但从生物体中提取的胶原虽然具有自组装的生物活性，但胶原水凝胶的力学性能、成胶能力与机体内的胶原相去甚远。研究人员虽然经过交联、改性等方法提高其性能，但有毒交联剂的残留、改性后产物的生物活性丧失、毒性和相容性仍阻碍其进一步的实际应用。同时，目前对于胶原蛋白的中空结构改性的方法操作复杂，并且会导致胶原的相容性、生物活性下降。

壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖是自然界唯一的聚阳离子粘多糖，又具有多电解质的性质。由于分子间氢键作用，壳聚糖的酸性水溶液具有一定粘度，遇到碱性试剂会立即变成凝胶，然而壳聚糖水凝胶相比于胶原易受环境pH影响，而且凝胶强度不高，在水中溶胀度也不大；并且壳聚糖的生物相容性不如胶原。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种胶原-壳聚糖水凝胶的制备方法，使得制备的胶原-壳聚糖水凝胶具有中空管状结构，并且具有良好的生物相容性和生物活性。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种胶原-壳聚糖水凝胶的制备方法，该制备方法包括：在胶原和壳聚糖的混合溶液中，插入与电化学工作站连接的阴极和阳极；然后通过电化学工作站控制通电模式进行电沉积，得到所述胶原-壳聚糖水凝胶；其中，所述胶原和壳聚糖的混合溶液的pH值不小于5。

本发明的另一方面提供一种上述制备方法制备的胶原-壳聚糖水凝胶。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明的制备方法简单易操作，通过改变不锈钢针直径和横截面形状即可控制凝胶纤维中空部分直径和形状；

(2)本发明的制备方法环境友好，反应条件温和，对胶原、壳聚糖的生物活性无破坏作用；

(3)本发明制备所得的中空胶原-壳聚糖水凝胶具有复杂内部结构，比表面积大，能作为药物的良好载体应用于载药缓释和组织工程等领域；

(4)本发明方法能对胶原-壳聚糖凝胶厚度和组分含量进行精确控制，揭示了一种新的对软物质的空间、时间和定量精确控制的方法；

(5)本发明可应用于生物工程、组织工程、食品加工、纺织、医药、环境保护等领域。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的胶原-壳聚糖水凝胶的横截面示意图。

图2示出了根据本发明的胶原-壳聚糖水凝胶的侧面示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的胶原-壳聚糖水凝胶的实物照片。