[发明专利]一种复合胶原纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及胶原纤维领域，具体涉及一种包含水溶性富勒烯的复合胶原纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，越来越多的纳米材料应用于生物医学领域，在疾病诊断和治疗中发挥作用。有报道称，富勒烯可特异与DNA结合，破坏其空间构象，其表面修饰后所得物质如富勒醇等也可引起DNA构象改变。

胶原蛋白占人体全身蛋白质的30%左右，聚合成胶原的蛋白质分子称为原胶原分子，广泛分布于各脏器内，在皮肤、巩膜和肌腱中最为丰富。现有的体外胶原纤维制备方法中，一般不添加外源性物质，主要通过细胞因子、离子调控调控胶原蛋白的聚合。但是，上述制备方法得到的胶原纤维硬度、强度等较高，吸水性、粘附性等性能较差，严重限制了现有胶原纤维在医学领域的应用。因此，在胶原纤维材料领域，还需进一步改进降低其力学性能、增加其吸水性和粘附性，使之更加适用于医学领域。

发明内容

为克服现有胶原纤维制备过程中可控性差、所得胶原纤维力学性能不符合使用要求的缺陷，本发明的目的是提供一种复合胶原纤维。

本发明的另一目的是提供一种复合胶原纤维的制备方法。

本发明提供的复合胶原纤维，其由胶原蛋白在水溶性富勒烯存在下聚合而成。

其中，所述水溶性富勒烯选自表面修饰或未修饰的空心富勒烯或金属内包富勒烯。

其中，所述表面修饰为表面进行羟基化、羧基化或氨基化修饰。

其中，所述金属内包富勒烯中内包金属选自过渡金属或稀土金属。

其中，所述胶原蛋白选自I型胶原蛋白。

本发明提供的所述复合胶原纤维的制备方法为：将水溶性富勒烯制备成水溶液，将胶原蛋白溶于pH为1～2的酸性溶液，然后将所述水溶液与酸性溶液混合，调节所得混合溶液的pH值为7～8，所述胶原蛋白在所述水溶性富勒烯存在下聚合形成所述复合胶原纤维。

其中，所述水溶液与所述酸性溶液以1:1～10的体积比在-5～0℃下混合。

其中，所述水溶性富勒烯在水溶液中的浓度为0.01～100nM/L。

其中，所述酸性溶液选自乙酸或盐酸溶液，所述胶原蛋白在酸性溶液中的浓度为1～6mg/mL。

其中，所述聚合的温度为10～30℃。

本发明提供的复合胶原纤维中加入了水溶性富勒烯，通过氢键和胶原蛋白的氨基酸分子发生结合，其能够调节胶原蛋白的聚合行为，并且与胶原蛋白形成了复合的胶原纤维，与常规方式聚合的胶原纤维相比，本发明提供的复合胶原纤维力学性能有明显下降，纤维的硬度、强度降低，脆性增加，吸水性、粘附性大幅增强，从而能够影响细胞的附着和迁移，因此可用作敷料、支架等医用材料，扩大了胶原纤维在医学领域的应用。

本发明提供的复合胶原纤维制备方法条件温和、工艺简便，可方便进行大规模工业化生产。

附图说明

图1a-1c分别为A、B、C三种情况下所得胶原纤维的同倍数扫描电镜图像；

图2a-2c分别为A、B、C三种情况下所得胶原纤维的同倍数原子力显微镜图像；

其中，A表示无富勒烯纳米颗粒存在下所得的胶原纤维；B表示在浓度为60nM/L的Gd@C82(OH)22存在下所得的复合胶原纤维；C表示在浓度为60nM/L的C60(OH)30存在下所得的复合胶原纤维；

图3为不同浓度Gd@C82(OH)22存在下所得胶原纤维的吸光度变化图；

图4为不同浓度Gd@C82(OH)22存在下所得胶原纤维的硬度变化图；

其中，曲线1表示不含富勒烯的胶原纤维，曲线2-8依次表示Gd@C82(OH)22浓度分别为0.9375nM/L、1.875nM/L、3.75nM/L、7.5nM/L、15nM/L、30nM/L、60nM/L时所得的复合胶原纤维。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将进一步描述本发明的示例性实施例的技术方案。

本发明的一个方面提供了一种复合胶原纤维，其由胶原蛋白在水溶性富勒烯存在下聚合而成。

在根据本发明的复合胶原纤维中，加入的水溶性富勒烯能够调节胶原蛋白的聚合行为，并与胶原蛋白形成复合物，由于水溶性富勒烯纳米颗粒的参与，能有效降低胶原纤维力学性能，而且，本发明人发现，复合胶原纤维中水溶性富勒烯含量越高，力学性能下降越明显，因此，本领域普通技术人员可根据所需复合胶原纤维的力学性能要求来调节富勒烯与胶原蛋白的质量比，以得到所需的胶原纤维产品。