[发明专利]一种金属多酚胶原蛋白膜材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种金属多酚胶原蛋白膜材料、其制备方法及应用，该金属多酚胶原蛋白膜材料为水凝胶材料，包括胶原蛋白以及负载于胶原蛋白多孔结构上的纳米络合物，所述纳米络合物由金属离子和多酚螯合获得。该金属多酚胶原蛋白膜材料具有良好的PH响应性，在响应条件下同时具有抗菌和止血效果，对皮肤创伤创面修复效果优良，可应用于皮肤创伤修复材料。

技术领域

本发明涉及响应性膜材料，具体涉及一种金属多酚胶原蛋白膜材料、其制备方法及应用。

背景技术

胶原蛋白是哺乳动物体内的一种常见蛋白质，其种类繁多，常常来自于皮肤、骨骼、筋腱、血管、内脏等器官。在其中胶原蛋白起着使结构稳定、参与代谢过程的作用。另外，胶原蛋白常常呈三维的螺旋结构，主要由甘氨酸、脯氨酸、赖氨酸等氨基酸构成，分子结构中暴露出较多的氨基、羧基、羟基。与其它聚合物相比，目前对胶原蛋白的研究主要集中于合成胶原蛋白及其构象的稳定性和交联结构方面，对其智能行为的研究还不多见。将胶原蛋白进行化学改性，赋予其刺激响应性，可以丰富其在作为生物材料、药物负载等领域的应用，从而逐步扩展到皮肤伤口愈合、生物支架、组织工程等领域。

天然多酚在自然界中广泛存在，具有优异的抗氧化能力和自由基清除特性，具有抗菌特性和吸收紫外光的能力。并且多酚无毒无害，价格便宜，能够用于皮肤伤口愈合，促进细胞的生长和增殖。镁、铁、铜等作为人体的微量元素，具有广泛的应用价值。镁离子、铜离子、铁离子微量的金属离子能够破坏细菌真菌的结构，在止血和杀菌以及其他生物医用方面具有广阔的应用。天然多酚中表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、槲皮素等由于存在多个酚羟基，可以螯合金属离子，起到协同的抗氧化和抗菌止血作用。

近些年来，智能型和响应性的物质和凝胶等已经引起广泛的关注。其中主要包括：温度、PH、光、化学物质、电、机械力等响应性手段，其中比较常见的是温度、光和PH响应。但是在胶原蛋白领域，响应性的研究却较少。

发明内容

为了解决背景技术中所提出的问题，本发明对胶原蛋白的响应性进行研究，提供了一种金属多酚胶原蛋白膜材料、其制备方法及应用，该金属多酚胶原蛋白膜材料具有优异的PH响应性，在响应条件下同时具有抗菌和止血效果。

本发明利用胶原蛋白的多孔结构负载大量的金属多酚纳米粒子，通过氢键等作用形成新型杂化响应性薄膜。多酚螯合金属离子，使胶原蛋白膜材料能够在酸碱响应的条件下释放和结合金属离子。

本发明提供的一种金属多酚胶原蛋白膜材料，其为水凝胶材料，包括胶原蛋白以及负载于胶原蛋白多孔结构上的纳米络合物，所述纳米络合物由金属离子和多酚螯合获得。

进一步的，水凝胶材料包括1～100重量份的胶原蛋白，1～100重量份的纳米络合物，1体积份水。本发明中，重量份与体积份的比例为mg：mL。

作为优选，水凝胶材料包括85重量份的胶原蛋白，15重量份的纳米络合物，1体积份水。

进一步的，金属离子为可溶于水且具抗菌性的金属离子，具体为镁离子、铜离子、铁离子中的一种或多种的混合，优先考虑镁离子、铜离子、铁离子。

进一步的，多酚为表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、木犀草素、杨梅黄酮、槲皮素、漆黄素中的一种或多种。表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、木犀草素、杨梅黄酮、槲皮素、漆黄素的分子结构分别见图1中的图(a)、图(b)、图(c)、图(d)、图(e)、图(f)。

进一步的，胶原蛋白来自哺乳动物的生物组织，例如牛跟腱、猪皮、鱼皮等。

通过调整络合物和胶原蛋白的用量比，可进一步调整本发明金属多酚胶原蛋白膜材料的响应性能、力学性能和生物学性能，更好的提高抗氧化性和抗菌止血性，从而实现生物功能的精确可控。

本发明提供的一种金属多酚胶原蛋白膜材料的制备方法，包括：