[发明专利]定向释放负载生长因子的胶原基双层膜材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种定向释放生长因子的胶原基双层膜材料及其制造方法，它以胶原，生长因子，纤维蛋白原和凝血酶为原料制备，分别制备致密层和疏松层胶原膜，并由纤维蛋白粘合致密层胶原膜和疏松层胶原膜构成的双层膜结构。膜表面可负载生长因子，每平方厘米生长因子用量为1‑10000ng；双层膜的负载生长因子的量优选每平方厘米30ng；双层膜的平均厚度优选为1‑5 mm。该材料对其负载的生长因子有定向控制释放作用，定向释放生长因子并作用于靶组织，可用于病缺损组织的修复治疗。本发明制备的双层胶原膜所负载的生长因子具有靶向释放作用，可定向释放生长因子到靶组织并保持生长因子活性，可应用于引导诱导组织的再生修复。

技术领域

本发明涉及一种定向释放负载生长因子的胶原基双层膜材料及其制造方法，该材料对其负载的生长因子有定向控制释放作用，定向释放的生长因子作用于靶组织，该材料可用于病缺损组织的修复治疗。

背景技术

胶原（Collagen）是细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白，是构成细胞外基质的骨架。胶原在细胞外基质中给细胞提供抗张力和弹性,并在细胞的迁移和发育中起作用。它广泛地存在于人体的皮肤、骨骼、肌肉、软骨、关节、头发组织中，起着支撑、修复、保护的三重抗衰老作用。胶原的含量丰富，几乎占了蛋白总重的30％以上。胶原因具有良好的生物相容性、可塑性强、无毒副作用、生物降解性和不引起机体免疫反应等优良的理化特性而被广泛的应用于组织工程的生物材料的研究和利用中。同时，胶原还具有促进细胞的粘附、增殖和分化的作用，有利于组织损伤的修复。但是，单一的胶原材料存在生物活性低下的问题，通过负载生长因子使其获得较高的生物活性是目前组织工程研究的主要方向。

当下，复合生长因子的组织修复材料仍被广泛的研究和应用。引入与细胞增生和分化以及组织损伤修复相关的多种生长因子，是提高组织修复材料生物活性的有效途径。生长因子是一类通过与特异的、高亲和性的细胞膜受体结合，从而调节细胞的生长、增殖和分化等多种功能的多效应的多肽类物质。在引导组织再生修复的过程中加入生长因子的目的在于模仿机体组织损伤后的生理过程来刺激或者促进损伤组织的生理性修复，或者纠正机体的病理性修复向生理性修复。生长因子能引起一系列广泛的分子生物学、生物化学和形态学上的级联反应，最终达到引导诱导组织再生修复的效果。生长因子大都存在半衰期短和易降解的生物学特性，所以在引导组织再生材料中引入生长因子时必须考虑生物学活性的保护与释放量的控制。可生物降解和吸收的生物支架材料既可以成为生长因子的载体，又可以根据生物体的需要量以合适的浓度将生长因子定向控制释放到靶组织以达到引导诱导组织损伤修复的目的。但多数研究使用有机溶剂等较为剧烈的条件，可能造成生长因子活性的降低或者损失；同时生长因子的释放多数存在不可控的现象，导致生长因子释放以及作用的广泛性和没有靶向性，即生长因子既可以释放作用于目标病损组织，又会释放作用于目标病缺损组织周围，从而产生不可预见的生理生化作用。因此，有必要设计新型生长因子定向控制释放体系，进而制备复合生长因子的引导诱导组织再生修复的组织工程材料，用于引导和刺激病损组织的再生修复。有研究通过在不同温度的冷冻下，使胶原材料形成孔径大小不同的膜。同时还有研究在胶原材料中加入组氨酸，并通过改变EDC/NHS对胶原材料的交联时间，从而达到改变材料孔径的效果，并且EDC/NHS的交联具有交联效果好且可控，又具有无毒性的特点。有研究结果表明胶原材料的结构与药物释放率和释放方向有明显的相关性。根据以上研究结果，同时利用胶原材料作为生长因子的载体，制备具有不同致密程度的双层胶原复合材料，可能获得对生长因子有定向控制释放作用的胶原基复合材料。

中国专利CN201010179027.3公开了一种负载生长因子的胶原基复合材料及其制造方法。它是以胶原、生长因子、壳聚糖、肝素纳为原料制备，由致密层胶原膜和疏松层胶原膜组成双层结构，双层中间复合包载生长因子的壳聚糖-肝素纳米粒子;制备方法包括致密胶原膜和疏松胶原膜的制备、载生长因子的纳米粒子制备、胶原膜与纳米粒子复合等步骤。但是，该致密层胶原膜和疏松层胶原膜组成双层结构是中间置有包载生长因子的壳聚糖-肝素纳米粒。该材料存在双层膜结构复合不够紧密、易剥离以及负载生长因子需要量大等缺点，可控性差，从而影响材料的生物活性。

发明内容