[发明专利]一种提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法

说明书

本发明涉及胶原蛋白海绵技术领域，具体涉及一种提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法。该提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法包括：步骤一、离心处理纯化后的胶原蛋白；步骤二、冷冻干燥，即制得机械性能较佳的胶原蛋白海绵。本发明采用离心法除去胶原蛋白中的水分，能直接提高胶原蛋白浓度，且胶原蛋白的三螺旋结构保存完整。高浓度的胶原蛋白溶液制备出的海绵刚性增强，不容易发生变形，抗拉强度提高，机械性能明显得以改善，进而解决了超滤纯化或透析纯化胶原蛋白由于浓度偏低导致的胶原蛋白海绵机械性能的不足之处，避免了由于化学交联所带来的潜在不良反应等弊端。本方法简便易行，成本低，适宜于胶原蛋白海绵的工业化生产。

技术领域

本发明涉及胶原蛋白海绵技术领域，具体涉及一种提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法。

背景技术

胶原蛋白被广泛应用于生物材料中作为理想的基质。然而，未改性胶原蛋白存在机械强度低的缺陷，例如力学性能弱，从而限制了其在生物材料中的应用。目前，有多种交联方法可改善其力学性能，例如：物理交联处理(包括紫外线照射，γ射线照射，未引入任何化学试剂的脱氢热处理(DHT))；化学交联(交联剂包括二异氰酸酯，京尼平，戊二醛(GTA)，酰基叠氮化物，碳化二亚胺，二十二碳六烯酸，二十碳五烯酸)。然而，在进行交联改善力学性能的过程中，不恰当的过度交联会改变胶原蛋白结构的三螺旋结构，使胶原蛋白出现变性等现象，甚至引入了有毒的化学物质，进而造成皮肤或者粘膜的刺激可能。如常见的脱氢热处理法，由于直接升高温度到120℃，会导致游离羧基与胶原分子的氨基之间的严重脱水，并通过进一步的酯化反应和酰胺形成而产生交联；该方法温度高，增加胶原蛋白变性的可能性。另外，常见的化学交联是戊二醛作为交联剂，但戊二醛具有明显的黏膜毒性和皮肤刺激性，接触戊二醛的人员会出现不同程度的喷嚏、头痛、流泪、皮疹和慢性咳嗽等症状。而且戊二醛对动物有突变异种现象，因此被视为致癌物。另外，使用戊二醛交联胶原蛋白来制备胶原蛋白海绵，常在冻干后通过不断洗涤的方法以除去残留在胶原蛋白海绵中的戊二醛，进而增加了胶原蛋白海绵生产成本，也使得工艺变得繁琐，不利于大批量生产。

工业化生产中，常将透析法或超滤纯化法纯化后的胶原蛋白用于制备胶原蛋白海绵，要保证较好的纯化效果，纯化时的胶原蛋白的质量体积浓度一般低于5mg/mL，采用这种浓度制备胶原蛋白海绵，如果不结合交联技术，所制备出的胶原蛋白海绵力学性能较差，海绵与体液可血液接触后，会皱缩，起不到有效的支撑塑形作用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法，该方法能够明显改善胶原蛋白海绵的机械性能，且胶原蛋白的三螺旋结构保存完整，并且安全、环保。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

提供一种提高胶原蛋白海绵机械性能的简易方法，它包括以下步骤：

步骤一、离心处理纯化后的胶原蛋白：将纯化后的胶原蛋白，通过离心处理去除水分，即得到高浓度的胶原蛋白；

步骤二、冷冻干燥：将步骤一得到的高浓度的胶原蛋白灌注于模具内，然后经冷冻干燥后，即制得机械性能较佳的胶原蛋白海绵。

上述技术方案中，所述步骤一中，所述离心处理的速度为500rpm～20000rpm。

上述技术方案中，所述步骤一中，所述离心处理的时间为30s～2h。

上述技术方案中，所述步骤一中，所述高浓度的胶原蛋白的质量体积浓度为10mg/mL～100mg/mL。

上述技术方案中，所述步骤二中，所述冷冻干燥为在液氮中进行冰冻干燥。

上述技术方案中，所述步骤二中，所述冷冻干燥为放置于温度-10℃～-20℃的冰箱中1h～5h。

上述技术方案中，所述步骤二中，所述冷冻干燥为置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥。