[发明专利]一种胶原蛋白膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶原蛋白膜的制备方法和用途。

背景技术

胶原是一种天然蛋白质，广泛存在于动物的皮肤、骨、软骨、牙齿、肌腱韧带和血管中，是结缔组织极重要的结构蛋白质，起着支撑器官、保护肌体的功能。胶原一般是白色透明、无分支的原纤维，主要存在于生皮中，其次存在于骨头中。胶原蛋白家庭包括19种胶原蛋白及10种以上胶原样蛋白，它们由三条左手螺旋的多肽链缠绕、右旋、形成绳索样右手超螺旋结构，其I级结构的共同特点为：每间隔两个氨基酸存在一个甘氨酸，Y—Gly—X-Y—序列中，X及Y位置分别为脯氨酸及羟脯氨酸，以限制多肽链旋转，三螺旋结构常有4-羟脯氨酸，产生氢键及氧桥，使结构相对牢固，通常还有球状序列插入，使胶原分子更有弹性。胶原具有很强的生物活性及生物功能，能参与细胞的迁移、分化和增殖，使骨、腰、软骨和皮肤具有一定的机械强度，胶原因其弱的抗原性和良好的生物相容性，在烧伤、创伤、眼角膜疾病、美容、矫形、硬组织修复、创面止血等医药卫生领域用途广泛。

胶原蛋白的制备方法众多，如，吹膜技术、冻干技术、电流体动力学技术等。随着纳米技术的迅速发展，采用电流体动力学(Electrohydrodynamics)射流技术成为研究热点之一，电流体动力学射流过程中，在喷头与接收装置之间建立一个高压静电场，当电场强度超过临界值时，喷头处流出的聚合物溶液或熔体在电场力作用下克服自身的表面张力形成一股带电喷射细流。由于静电排斥作用，带电细流发生高速弯曲或鞭动，随着溶剂挥发或熔体冷却，最终落在接收装置上形成纤维膜或粒子簇。根据产物形貌的区别，可将静电射流分为静电纺丝(简称电纺，Electrospinning)和静电喷雾(简称电喷，Electrospraying)两种形式。

Jamil A.Matthews et al.,“Electrospinning of Collagen Nanofibers”,Biomacromolecules,2002,3(2):232~238公开了一种利用静电纺丝制备胶原膜的方法：取I型胶原，采用六氟异丙醇溶解，得浓度为83mg/ml的胶原六氟异丙醇溶液；再取1ml玻璃注射器连接针头，并将其固定在微量注射泵上，将针头与高压直流电源相连，推进速度为5.0ml/h，取20(宽)×30（长）大小的铝箔固定在平板接收器，将其接地，设置其与针头的距离为12.5cm；设置电压为25.0KV，进行静电纺丝，制备得到了胶原蛋白膜。但是，该方法制备的胶原蛋白膜力学性能差，制备的胶原蛋白厚度仅为187μm，难以满足实际应用的需要。

很多研究者为提高胶原蛋白纤维的强度和模量，对胶原蛋白进行改性或加入其它材料，增加其力学性能，如在胶原的酸性溶液中加入了聚环氧乙烷（PEO），利用静电纺丝制备了胶原/PEO共混纳米纤维，纤维直径在100～150nm之间。由于PEO与胶原之间的相互作用，纤维具有较好的力学性能；然而引入其他高分子材料，使其在应用方面会有诸多限制，同时也大大降低了胶原膜使用的安全性；另外，申请号：200910209509.6，发明名称：“胶原超细纤维膜材料的制备方法”的专利申请文件中报道利用磷酸盐和无水乙醇混合液作为胶原电纺液，尽管从技术上能实现胶原的可纺性，但是后期不容易脱盐，不仅增加了生产成本，同时在应用方面也会受限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用静电纺丝技术制备纳米胶原蛋白膜的新方法，还提供了一种双层纳米胶原蛋白膜的制备方法，以及前述方法制备的胶原蛋白膜及其用途。

本发明纳米胶原蛋白膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）取胶原蛋白溶于六氟异丙醇中，得80~120mg/ml胶原蛋白六氟异丙醇溶液；

（2）取步骤（1）的胶原蛋白六氟异丙醇溶液进行静电纺丝，电压为15~19KV，接收距离12.5~15cm，推进速度为0.5~1.2ml/h，挥去六氟异丙醇，即得纳米胶原蛋白膜。

优选地，步骤（1）所述胶原蛋白六氟异丙醇溶液的浓度为110mg/m；步骤（2）所述电压为16KV，接收距离12.5cm，推进速度为1.2ml/h。

进一步优选地，包括如下步骤：

（1）取胶原蛋白，加入六氟异丙醇，25℃搅拌至溶液澄清透明，配制浓度为110mg/ml的胶原蛋白六氟异丙醇溶液；