[发明专利]一种制备胶原蛋白改性再生纤维素复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备胶原蛋白改性再生纤维素复合材料的方法。所制得的复合材料可应用于组织伤口修复材料、组织工程皮肤支架材料、软组织补片等领域。

背景技术

胶原蛋白作为一种天然的高分子生物材料，是由三条肽链组成的螺旋形纤维状蛋白质，具有较低的免疫原性、优异的生物相容性和生物降解性、可引导组织再生、促进细胞增殖生长和止血作用等特性，是一种理想的组织工程支架材料。组织修复是胶原蛋白材料在医学领域重要的应用之一，胶原蛋白材料修复组织损伤的机理是当肉芽组织侵入胶原材料时，内层胶原能重新溶解，并吸收创伤渗出液，在作为细胞生长基质面的同时，可与宿主细胞外基质相互作用形成网状结构，该结构对上皮细胞的迁移起锚定、网络作用，促进细胞在新结缔组织上的粘附、迁移、生长、沉积以及诱导分化，加速伤口修复。此外，以胶原蛋白为原料的伤口修复材料，胶原蛋白能与血小板作用，引起后继的与血液聚集相关联的一系列反应的进行，从而可迅速凝血，具有良好的止血功能。目前，研究较为广泛的是将胶原蛋白与其他生物活性材料复合制备得到胶原复合材料应用于组织修复领域。而胶原复合材料制备的关键在于找到一个合适的基质膜，优异的基质膜能提供一个良好的伤口修复的湿润环境。

纤维素作为天然的生物高聚物，是由β-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的一种无分支的大分子直链聚合物。具有生物可降解性、生物相容性以及独特的物理、化学和机械性能，已成为新型生物医学材料（主要在组织工程支架、人工血管、人工皮肤和治疗皮肤损伤方面）研究的热点。作为伤口修复材料，纤维素具有以下几个优点：1）纤维素在湿润条件下具有较高的机械强度，对液、气及电解质有良好的通透性，与皮肤相容性好、无刺激性，可有效缓解疼痛；2）纤维素的高持水能力使其能够吸收伤口渗出物，从而缩短创面干燥所需的时间；3）材料本身的空间三维网络结构能有效阻止微生物的侵入，避免伤口的感染，保证皮肤创伤治疗过程中正常通气，其特殊的纳米结构可以有效促进细胞相互作用、促进组织再生及减少疤痕组织生成；4）纤维素的高柔韧性保证了由其作为敷料可根据伤口形状和位置进行任意的形态设计。

基于胶原、纤维素在创面修复上的不同特性和重要作用，近年来有许多学者通过纤维素和胶原溶液共混的方法制备得到了纤维素/胶原复合材料。如BredaMaryCullen等将人类重组胶原和氧化再生纤维素（ORC）两者共混，冷冻干燥制备得到了应用于伤口修复的复合海绵。由于胶原和纤维素在彼此溶液中的分散性较差，通过这种方法得到的复合材料稳定性较差，易快速降解（BredaMaryCullen,DerekWalterSilcock,ClaireBoyle.WoundDressingsComprisingOxidizedCelluloseAndHumanRecombinant Collagen.US2007/0154530Al.）。郑裕东等经过对细菌纤维素改性后在其表面引入胶原蛋白，制备得到了胶原/细菌纤维素复合膜（中国专利，CN102352051A）。但是，通过物理吸附制备胶原蛋白/纤维素复合材料时，胶原与纤维素分子之间的结合不牢固，复合材料的性能也不稳定。本发明通过先将纤维素膜表面的羟基部分氧化后，再与胶原蛋白溶液反应制备胶原/纤维素复合薄膜，这种方法可以使胶原蛋白在纤维素膜基底中均匀分布，而且得到的复合材料具有很好的力学性能。可以改善现在国内皮肤支架材料在伤口修复中存在的一些如组织相容性差、抗酶降解性差、机械强度弱、细胞生长增殖慢等缺陷，对组织修复领域的研究具有重大的意义，同时通过此法制备得到的胶原改性的再生纤维素复合材料还可用于软组织补片、组织引导生长膜、人工血管等领域。

发明内容

本发明涉及一种新的制备纤维素复合材料的制备方法，即先将再生纤维素膜上的羟基部分氧化成醛基或羧基，然后将其与胶原溶液反应一段时间后得到胶原改性的再生纤维素复合材料。本发明通过以下技术方案实施：

一种制备胶原蛋白改性的再生纤维素复合材料的方法，具体制备步骤为：

（1）再生纤维素膜（RC）的制备；

（2）通过不同的氧化体系，将再生纤维素膜上的羟基部分氧化成醛基或羧基，得到氧化纤维素膜；

（3）将步骤（2）得到的氧化再生纤维素膜与胶原溶液反应，经洗净冷冻干燥后，得到胶原改性的再生纤维素复合材料。