[发明专利]一种低温制备的胶原蛋白水凝胶、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种低温条件下制备的胶原蛋白水凝胶、其制备方法及应用，所述的水凝胶包括胶原蛋白和天然高分子，所述的胶原蛋白水凝胶处于5℃以下，‑20℃以上。本发明所述的水凝胶制备方法简便，凝胶性能稳定，包覆性强且生物降解性好，在日用化妆品(如保湿、抗炎、祛痘等)、医用辅料(如支架、抗菌等)、生物医药(如药物载体、递送、医用器械)等领域应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及功能性胶原蛋白水凝胶领域，尤其涉及一种低温下制备的胶原蛋白水凝胶、其制备方法及应用。

背景技术

水凝胶作为生物医用材料，近年来受到了越来越多的应用，如药物载体、药物的递送及可控释放、医用敷料、抗菌涂层等。尤其是，水凝胶具有较好的原位保留特性，能够在病变部位长时间保留并实现有效分子的可控缓释，进而发挥保湿、抗菌、抗炎等特性，在化妆品(保湿、抗炎、祛痘)、医用敷料(抗菌、支架)等领域发挥重要的作用。同时，负载了功能性药物(如光敏剂、光热制剂、免疫因子等)的凝胶，能够实现诸如皮肤疾病、肿瘤、免疫病等的治疗。满足于生物学应用的水凝胶应具备以下性质：1)生物相容性高，安全无毒；2)性能稳定，能够原位保留且随时间降解；3)机械性能灵活，具有剪切变稀及自愈的特性。

胶原蛋白作为一种天然的高分子蛋白，是动物结缔组织的重要组成成分，因其出色的生物相容性、可降解性以及生物活性，被广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。高浓度的胶原蛋白能够自发形成凝胶，但其机械性能极差且降解速率过快，不能够满足于生物医学的应用。为了提高胶原蛋白凝胶的机械性能，目前多采用化学交联剂(如戊二醛)等与胶原蛋白进行化学交联，从而提高其黏弹模量。但是交联剂引发的凝胶形成过程是不可逆的，而且化学还原试剂的添加会造成不可避免的生物毒性。

目前基于胶原蛋白的凝胶制备方法已公开数种。已公开将胶原蛋白与壳聚糖酸或透明质酸钠溶液混合后，37℃放置便可迅速形成凝胶(专利申请公开号CN 102229705 A)。但此方法制备的凝胶机械性能不足，且提出对部分使用者仍存在使用部位红肿、过敏及降解过快等情况。此外，通过添加化学交联剂(如碳二亚胺即EDC,专利申请公开号CN101543643 A)或促凝胶特性的制剂(如卡拉胶，专利申请公开号CN 103655336及CN102108211 A；卡波姆，专利申请公开号CN 102688181 A)，进而实现凝胶的形成。但通过此种策略得到的胶原蛋白凝胶虽具有较好的增稠性，但存在不溶物含量高且粘度不易调控，剪切性能不足等缺点。

通过调控分子间的弱相互作用，如氢键作用、疏水作用、静电相互作用等，能够实现对胶原蛋白凝胶状态的调节，采用此类方法制备的胶原蛋白凝胶具有较好的凝胶-溶胶可逆性以及增强的机械性能，扩展了胶原蛋白凝胶的应用。此低温条件下制备胶原蛋白水凝胶的方法，能够最大程度的保持胶原蛋白的生物活性。相较于室温或苛刻条件形成的胶原蛋白水凝胶，具有更优的性能。

发明内容

针对已有技术的问题，本发明提供了一种低温条件下制备的胶原蛋白水凝胶、其制备方法及应用，所述胶原蛋白水凝胶能够在低温下形成凝胶，其制备方法简便、绿色，制备得到的凝胶性能稳定，安全无毒，具有较好的包覆性能，可应用于日用化妆品、医用辅料、生物医药、组织修复等领域。

为达到此发明的目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种低温胶原蛋白水凝胶，所述胶原蛋白水凝胶包含胶原蛋白及天然高分子,所述的胶原蛋白水凝胶处于5℃以下，-20℃以上。

优选地，所述的胶原蛋白包括人、牛、羊、猪、驴、禽类、水产动物等的皮肤、牛跟腱、骨组织等部位提取的胶原蛋白、明胶、水解胶原蛋白、胶原多肽等中的一种或两种以上的混合物。进一步优选地，所述胶原蛋白为小牛皮肤胶原蛋白、深海鱼皮蛋白中的一种或其混合物；

优选地，所述的天然高分子包括海藻酸钠、多聚赖氨酸、透明质酸、软骨素、壳聚糖、肝素等。优选地，从提高凝胶性能的角度考虑，所述的天然高分子为带有相反电荷的海藻酸钠、透明质酸。