[发明专利]一种中空胶原蛋白结构体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种中空胶原蛋白结构体及其制备方法和应用。本发明通过静电纺丝的方法制备具有特定形状的中空胶原蛋白结构体，以满足不同应用需求，操作简单，结构易于控制，特别是经过加湿后处理，使得丝线复溶为粘稠态的凝胶体，提高了中空胶原蛋白结构体外部结构的紧密性，复溶后进行交联后处理，可以提高交联的有效性。本发明制得的中空胶原蛋白结构体表面结构光滑，稳定性好，强度高，有韧性，生物相容性好，具有重要的临床意义和应用价值。

技术领域

本发明涉及生物医用材料及医疗器械领域，具体涉及一种中空胶原蛋白结构体及其制备方法和应用。

背景技术

胶原蛋白是哺乳动物体内的结缔组织细胞和其他类型的细胞(如肝脏、肺、脾及脑组织细胞)所分泌的纤维状、大分子蛋白质，是骨骼和皮肤的主要组成部分。胶原蛋白除了具有生物力学方面的作用以外，还具有诸如信号转导、生长因子与细胞因子的运输等功能；此外，由于其成本低、免疫原性低、生物降解性、生物相容性以及可大规模生产，在食品、化妆品、医药等行业具有广泛应用。其中，在医药行业胶原蛋白广泛用于医美、烧伤、创伤、牙科、眼科、组织修复等领域，以薄膜和海绵形态最为常见。但某些疾病的治疗或缓解往往需要具有中空结构的生物医用材料，例如，利用小直径的组织工程血管移植物进行动脉吻合等显微外科手术中的周围血管重建；通过植入导流管来治疗顽固性高眼压引起的青光眼；以及通过激光探通联合插入人造泪小管治疗泪道阻塞等疾病。因此，制备一种制备方法简单高效、机械强度优异的中空胶原蛋白结构体，特别是应用于小口径的人工血管重建、眼科类疾病治疗过程中使用到的毫米级甚至微米级导管显得尤为重要。

以往制备中空结构的胶原蛋白材料时有采用模具法、电化学沉积等方法，但这些方法往往由于对精细结构的控制以及加工均存在难度、生产效率低下等问题使其在实际应用上受到限制。

中国专利CN111318237B公开了一种胶原-壳聚糖水凝胶及其制备方法，利用电化学沉积的原理，并通过改变不锈钢针直径和横截面形状控制凝胶纤维中空部分直径和形状，但此种方法制备的中空胶原-壳聚糖水凝胶结构不够致密，表面不够光滑，粗细不匀。

日本专利JP3221690B2公开了一种边使胶原蛋白溶液浓缩边模制管状或面状以制造胶原蛋白结构体的技术，使胶原蛋白溶液经由可渗透性构件与聚乙二醇等浓缩剂接触，浓缩至50～100mg/ml的胶原蛋白浓度，再将该浓缩溶液模制成环状，从而形成环状的胶原蛋白结构体，但该方法操作复杂，且浓缩的过程较为缓慢。

Li等人提出了将胶原蛋白溶液倒入直径8mm，高度12mm的圆柱形模具，模具中心放置直径0.5或1mm的涂有牛血清白蛋白的玻璃或不锈钢，制备直径≤1mm的胶原管结构物，并与20mM的京尼平交联(Li X,Xu J,Nicolescu CT,Marinelli JT,Tien J.Generation,Endothelialization,and Microsurgical Suture Anastomosis of Strong 1-mm-Diameter Collagen Tubes.Tissue Eng Part A.2017Apr；23(7-8):335-344.)，但其采用的胶原浓度为6mg/ml，需要脱水才能获得浓缩100倍的胶原管，但是浓缩倍数较大时，胶原蛋白管直径及表面容易不均匀，且耗时较长。

中国专利CN103046225B公开了静电纺丝技术制备纳米胶原蛋白膜的技术，但其纺丝后的胶原蛋白膜未进行交联处理，且其仅用静电纺丝技术制备了胶原蛋白膜，未制备具有中空结构的胶原蛋白结构体。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用静电纺丝制备中空胶原蛋白结构体的新方法，以及所述方法制备的中空胶原蛋白结构体及其应用。