[发明专利]一种原位交联I型胶原电纺纤维膜敷料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别是一种原位交联I型胶原电纺纤维膜敷料的制备方法。

背景技术

20世纪以来，纳米技术与材料逐渐家喻户晓。目前，纳米材料已经越来越广泛地出现在人们实际工作和生活中，给人们的生活带来了日新月异的变化。静电纺丝技术作为一种快速制备纳米纤维材料的方法引起了广大科研工作者的广泛关注。尤其是在生物敷料领域，电纺纤维轻薄柔软且布满纳米孔隙，能与创面充分弥合，一方面可减轻外界对创面组织的刺激，保护创口体液不至于在空气中蒸发散失，同时保证创面能接触到新鲜空气，利于细胞的生长修复；另一方面，在气溶胶微粒捕捉机制的作用下，电纺丝纳米纤维可以滤去空气中的几乎所有细菌和微尘，避免伤口感染。

胶原，作为哺乳动物中最重要的一类结构蛋白，是构成细胞外基质，胶原在细胞外基质中形成半晶体的纤维，给细胞提供抗张力，并在细胞的迁移和发育中起重要作用。正因为如此，胶原作为一类天然生物高分子在生物敷料领域扮演着举足轻重的角色。大量文献报道，保留了I型胶原特有的三股螺旋结构的胶原材料能够明显地促进细胞的生长、增殖和迁移，而其降解产物则不具备该功效。因此，胶原的物理结构是否在工艺过程中得到最大程度的保留，是最终胶原材料能否发挥胶原自身优势的关键 (Li G.Y., Fukunaga S., Takenouchi, K. etal, Comparative study of the physiological properties of collagen, gelatin and collagen hydrolysate as cosmetic materials[J]. International journal of cosmetic science, 2005(27):101-106)。

中国发明专利CN103046225A公开了纳米胶原蛋白膜的制备方法，其步骤是取胶原蛋白溶于六氟异丙醇中，得到80～120mg/mL的胶原蛋白溶液，在电压为15～19kv，接收距离为12.5～15cm，推进速度为0.5～1.2mL/h，挥去六氟异丙醇，即得到纳米胶原蛋白膜。尽管该发明制得的胶原纳米纤维膜无细胞毒性，溶血性和抗原性低，但是由于所制备的纳米胶原纤维膜未经过相应的物理或化学交联改性处理，其耐酶解性能和降解性能值得商榷，而且专利里也未曾提及该方面的相应处理办法，值得进一步探讨。

王培伟等（静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维的细胞相容性，中国组织工程研究与临床康复，2008,12（1）：5-9）报道了一种制备电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维的方法，以六氟异丙醇/三氟乙酸为混合溶剂，配制质量分数为0.06%的壳聚糖和质量分数为0.08%的胶原蛋白溶液，并按一定比例互配进行电纺。制备好的支架材料在室温下经25%戊二醛蒸气交联12h后真空干燥，即得到该电纺纤维。崔新爱等（静电纺胶原/丝素复合微纳米纤维的制备及细胞相容性研究，中国生物医学工程学报，2012,31（2）：0291-0298）报道了一种胶原/丝素复合微纳纤维的制备方法，其要点为：以六氟异丙醇为溶剂，将胶原和丝素按一定质量比共混电纺，然后经戊二醛蒸汽交联12h后得到了相应的支架材料。该类方法虽然意识到对所得到的胶原/壳聚糖或胶原/丝素电纺纤维进行相应的化学改性，以达到电纺纤维合适的物理化学性能，但是仍然存在一定的局限性。其一，所用的交联剂为戊二醛，该交联剂在大量的文献报道中已经被证实具有一定的生物毒副作用，尤其是随着经过戊二醛交联的生物制品在使用的过程中有从制品中析出进而导致组织钙化的风险；其二，该方法需要经过两个独立的步骤，首先是静电纺，其次是化学交联，未能将两者有效地结合在一起；再者，所使用的电纺溶剂为强刺激性、强毒副作用的氟代醇系列，过程不友好。