[发明专利]一种胶原蛋白复合透明质酸凝胶、细胞外基质仿生材料及制备方法

说明书

本发明提出了一种胶原蛋白复合透明质酸凝胶、细胞外基质仿生材料及制备方法，涉及仿生材料技术领域。该胶原蛋白复合透明质酸凝胶的制备方法，将胶原蛋白和透明质酸分别制成溶液后混合，交联后即得。所述细胞外基质仿生材料的制备方法包括将凝胶冻干后得到凝胶冻干粉；将自体组织先脱细胞后再冻干制成细胞外基质冻干粉，将粉末溶于水、生理盐水、磷酸盐缓冲液或平衡盐溶液，得到细胞外基质溶液；将凝胶冻干粉溶于细胞外基质溶液，溶胀后得到细胞外基质仿生材料。本发明的优点在于，首次将胶原蛋白、透明质酸和细胞外基质融合制备仿生材料，得到的生物医用材料具有仿生性好、生物相容度高和可降解的优点。

技术领域

本发明涉及新材料和生物技术领域，具体而言，涉及一种胶原蛋白复合透明质酸凝胶、细胞外基质仿生材料及制备方法。

背景技术

透明质酸，又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖，由于其良好的生物相容性和独特的理化性质，在食品、化妆品、医疗美容、组织工程和再生医学中被广泛应用。天然透明质酸是由D葡萄糖酸和N-乙酰基葡萄糖双糖单位组成，D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺之间由β-1，3-配糖键相连，双糖单位之间由β-1，4-配糖键相连。由于人体内存在透明质酸酶，如果将天然透明质酸直接注射入体内，则容易被透明质酸酶降解，在体内保留时间较短，使得透明质酸在医疗美容、组织工程和再生医学等体内应用方向受到的极大的限制。

为了增加透明质酸在体内的保留时间，提高透明质酸凝胶的粘弹性，通常通过交联剂对其进行化学修饰得到交联HA凝胶，改善其易被体内透明质酸酶降解的不足。交联剂的选择及交联工艺对最终得到的透明质酸的交联度、修饰度等都有较大的影响，进而影响最终得到的透明质酸的吸水膨胀性、粘弹性和体内半衰期等。修饰后的透明质酸在整形填充、细胞培养等方面具有较大的优势，如能够使皮肤弹性更好，祛除皱纹等。但由于透明质酸天然的结构问题，机械性能不足，无法为皮肤或器官提供一定的支撑，在需要一定机械性能的领域如组织支架、类器官以及3D打印等领域的使用受到限制。

胶原蛋白作为人体细胞外基质的主要物质之一，是支撑细胞的重要来源。因此，胶原蛋白是具有良好的机械性能和生物相容性的仿生材料来源，在体内能够被胶原蛋白酶及基质金属酶降解，降解产物可营养和修复周围组织，支持种子细胞的粘附、增殖、分化和组织的形成，同时免疫原性低，具有优异的透湿性及透气性。虽然胶原蛋白具有上述优点，但其加工性能较弱，使用范围较为受限。

因此，透明质酸和胶原蛋白本身就是人体中的重要物质，是细胞外基质的重要组成。胶原蛋白为细胞提供空间结构，透明质酸为细胞提供水合环境。如果以透明质酸和胶原蛋白复合制备细胞外基质仿生材料，将为各种需要仿生材料的领域提供极大的帮助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶原蛋白复合透明质酸凝胶的制备方法，首次将胶原蛋白和透明质酸交联，以便能制备适应于仿生领域的材料。

本发明的另一目的在于提供前述制备方法制备的胶原蛋白复合透明质酸凝胶，该胶原蛋白复合透明质酸凝胶综合了胶原蛋白和透明质酸的生物学特点，更适用于仿生材料等领域对于材料特定的需求。

本发明的另一目的在于提供一种胶原蛋白复合透明质酸的细胞外基质仿生材料的制备方法，此制备方法通过特定工艺将胶原蛋白、透明质酸和脱细胞自体细胞外基质制备仿生材料，克服了原有胶原蛋白、透明质酸和细胞外基质的缺陷，得到了仿生性、孔隙率和机械性能良好的细胞外基质仿生材料。

本发明的另一目的在于提供一种前述制备方法制备的胶原蛋白复合透明质酸的细胞外基质仿生材料。该细胞外基质仿生材料不仅具有各类有益因子，如成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、血管内皮生长因子(VEGF)等，还具有较好的机械性能和孔隙率，孔隙率能达到97％以上，利于原生细胞和/或种子细胞的生长、粘附和融合等。

本发明的另一目的在于提供一种前述胶原蛋白复合透明质酸的细胞外基质仿生材料的用途。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。