[发明专利]一种胶原生物膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，特别涉及一种胶原生物膜及其制备方法。

背景技术

胶原(Collagen)作为一种生物高分子是动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25％～30％。与组织的形成、成熟、细胞间信息的传递，以及关节润滑、伤口愈合、钙化作用、血液凝固和衰老等有着密切的关系。胶原也是生物科技产业最具关键性的原材料之一，在医学材料、化妆品、食品工业等均有着广泛应用。在空间结构上，胶原显示出特殊的三股螺旋缠绕的结构，三条相互独立的胶原蛋白肽链依靠甘氨酸之间形成的氢键维系三股螺旋相互缠绕的结构。胶原这种特殊的三股螺旋结构保证了它的机械强度。胶原纤维是胶原行使生理作用的基本形态，在生物体内胶原纤维交织成富有机械强度和弹性的网状结构成为结缔组织最基本的组成成分。

硬脑膜是保护脑组织的一道重要屏障，对于维护神经系统的结构及功能活动意义重大。手术修补硬膜、封闭硬膜下腔，可明显减少或预防脑脊液漏、颅内感染、癫瘸等症状。因此神经外科手术后保持硬脑膜层完整是必要的。创伤、肿瘤侵蚀及手术过程硬脑膜皱缩等因素均可造成硬脑膜的缺损，使得原位关闭硬膜下腔无法完成，此外，神经外科的减压术通常需要扩大膜下腔。此类情况通常需要使用硬脑膜替代材料完成硬膜修复。

天然材料及人工合成材料作为硬脑膜替代品分为可吸收材料和不可吸收材料，此类材料容易制成需要的形状和大小，容易消毒，不担心传递疾病的风险。

可吸收材料可在体内最终降解、吸收，由生成的新脑膜替代修复脑膜缺损。胶原基质通常提取于牛、猪等动物的跟腱或皮肤，可作为硬脑膜修补材料，是一种可吸收的生物材料，与人硬膜主要成分类似，其主要成分是Ⅰ型胶原蛋白。脑膜替代品目前已经以多种形态如膜、薄片、海绵进行实验及临床应用。来自动物的Ⅰ型胶原分子的尾肽经酶处理去除后具有极低的免疫原性，并可诱导成纤维细胞粘附增生以及膜的血管化，从而加速植入材料自体化过程。从理论上讲，胶原作为一种可吸收材料是最理想的脑膜替代材料。

因此，需要高质量的胶原生物膜作为硬脑膜和脊柱膜等的替代品。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种胶原生物膜及其制备方法。技术方案如下：

在第一方面，本发明提供了一种胶原生物膜，胶原生物膜中的胶原具有三股螺旋结构；胶原生物膜的厚度为0.2-0.9cm，具有三维孔径结构，孔径的大小为60-300mm。

在第二方面，本发明提供了上述胶原生物膜的制备方法，包括以下步骤，

将胶原与水混合，向其中加入乳酸溶液和/或盐酸溶液，使胶原均匀分散，制成浆液；

调节所述浆液的pH值至5.5-6.5，之后对所述浆液真空脱泡，然后进行冷冻干燥；

采用物理和/或化学方法交联，即获得胶原生物膜。

在本发明的一种优选实施方式中，所述胶原在所述浆液中的质量分数为0.3％-1.5％。

在本发明的一种优选实施方式中，所述浆液的pH值为2.8-3.8。

在本发明的一种优选实施方式中，所述冷冻干燥为在真空度为120-250毫托的条件下，4-10℃保持40min，-45--35℃保持120-210min，0℃保持20-24h，20-25℃保持2-9h。

在本发明的一种优选实施方式中，所述物理交联方法为：采用254nm的紫外线照射7-13h，或者所述物理交联方法为：在真空条件下100-120℃脱水处理2-3天，之后降温至50℃以下；所述化学交联方法为：采用甲醛气体交联。

在本发明的一种优选实施方式中，所述胶原由以下步骤制得：

先对牛跟腱进行切片；

再将切片的牛跟腱浸泡在无花果蛋白酶的质量分数为0.005％-0.2％的磷酸盐缓冲液中，在4-15℃下保持12-24h；

然后向所述磷酸盐缓冲液中加入氧化剂，用水冲洗所述切片的牛跟腱；所述氧化剂选自亚氯酸盐和过氧化氢中的至少一种；

最后将所述切片的牛跟腱浸泡在氢氧化钠摩尔浓度为1-2mol/L的盐溶液中，在4-15℃下保持1-4天，之后调节所述盐溶液的pH值为4-7，收集产物，对产物进行反复清洗，脱水处理，获得胶原。

在本发明的一种更优选实施方式中，所述无花果蛋白酶的质量分数为0.05％-0.1％；所述磷酸盐缓冲溶液的pH值为5-7，磷酸根的摩尔浓度为0.01-0.1mol/L。

在本发明的一种更优选实施方式中，所述氧化剂的加入体积为所述磷酸盐缓冲液的1‰-5‰；所述氧化剂为过氧化氢。