专利名称：多孔胶原海绵的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可作为医用材料的蛋白及其衍生物，更具体地说是涉及一种主要成分为胶原蛋白的多孔胶原海绵的制备方法。
背景技术：
多孔胶原海绵主要的成份是胶原蛋白，它与人体胶原蛋白结构相似，很适合人体器官的修复和再生。胶原蛋白能促进伤口愈合和肉芽组织的生长，具有良好的止血和填充作用，可用于促进创面愈合、止血、手术残腔填充等。在制备多孔支架的过程中应考虑支架材料以及支架的三维结构对细胞活性的影响。对一个可以促进细胞粘附和生长的具有生物活性的支架来说，必须具有良好的生物相容性，且能够保持一定的体内可降解速率。支架应具有适当的平均孔径，使细胞在孔间进行迁移的同时保证恰当的细胞粘附面积，多孔胶原海绵被公认为是一种合适的医用材料。
冷冻干燥法是制备胶原海绵的常用方法之一，采用这种方法胶原以及壳聚糖的悬液首先被冷冻，随着温度的下降形成胶原、壳聚糖以及冰晶的共聚物。在干燥过程中，冰晶升华最终形成多孔海绵。而最终形成的孔的结构与冷冻过程有着紧密的联系。在冻干过程中采用的快速、不加控制的骤冷程序会导致热传导情况随时间和空间变化较大，而使冰晶的成核和生长变得不均匀，最终导致支架结构的变化。中国发明专利公开号CN1210019A，于1999年03月10日公开了一种医用胶原蛋白海绵的制造工艺，其中冷冻干燥工艺为冷冻干燥24～32小时，温度变化-40℃～35℃，升温1～2℃/小时。中国发明专利公开号CN1416907A，于2003年05月14日公开了一种医用胶原海绵的制备方法，其中冷冻干燥工艺为在-10℃～-80℃下冷冻1～5天。以上两种方法在冷冻过程中温度变化范围较大，容易使冰晶的成核和生长变得不均匀，导致形成的胶原海绵孔径不均匀，从而影响细胞的活性以及其产生均匀胞外基质的能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在冷冻干燥法制备多孔胶原海绵的过程中通过对冷冻干燥工艺参数的控制得到孔径均匀的多孔胶原海绵。
本发明采用的技术方案一种多孔胶原海绵的制备方法，包括下列步骤a.将胶原蛋白溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的胶原蛋白溶液；b.将壳聚糖溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的壳聚糖溶液；c.将步骤a、b制得的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按重量份数9∶1的比例混合均匀；d.将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液控制降温速率从18℃降温到-25～-80℃，持续3小时，升温到-25℃，一次干燥48小时，然后升温到10℃，二次干燥12小时，得到海绵状材料；e.将步骤d制备的海绵状材料置于真空干燥箱中于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵。
步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-80℃，降温速率控制为8℃/min。
步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-60℃，降温速率控制为5℃/min。
步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-40℃，降温速率控制为3℃/min。
步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-25℃，降温速率控制为1℃/min。
发明的有益效果，本发明通过对多孔胶原海绵制备过程中冷冻干燥工艺的参数进行精确控制，得到了孔径均匀的多孔胶原海绵。扫描电镜检测的本发明多孔胶原海绵图形表明本发明胶原纤维连接成多孔网状结构，网孔大小一致。
图1是实施例1多孔胶原海绵的扫描电镜照片；图2是实施例2多孔胶原海绵的扫描电镜照片；图3是实施例3多孔胶原海绵的扫描电镜照片。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，一种多孔胶原海绵的制备方法，包括下列步骤a.将胶原蛋白溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的胶原蛋白溶液；b.将壳聚糖溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的壳聚糖溶液；c.将步骤a、b制得的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按重量份数9∶1的比例混合均匀；d.将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液控制降温速率从18℃降温到-25～-80℃，持续3小时，升温到-25℃，一次干燥48小时，然后升温到10℃，二次干燥12小时，得到海绵状材料；e.将步骤d制备的海绵状材料置于真空干燥箱中于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵。
使用扫描电镜检测到的本发明多孔胶原海绵中胶原纤维连接成多孔网状结构，网孔大小是一致的。
实施例1制备多孔胶原蛋白海绵，具体步骤如下(1)将胶原蛋白溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％胶原蛋白溶液；(2)将壳聚糖溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％壳聚糖溶液；(3)将上述得到的胶原蛋白溶液、壳聚糖溶液按重量分数比9∶1的比例混合均匀；(4)将上述胶原蛋白-壳聚糖混合液从18℃(降温速率8℃/min)→-80℃→持续3小时→升温至-25℃→一次干燥48小时→升温至10℃→二次干燥12小时；(5)将上述海绵状材料置于真空干燥箱中，于105℃下干燥24小时，得到胶原蛋白海绵；(6)将上述得到的胶原海绵经扫描电镜检测，发现胶原纤维连接成多孔网状结构，网孔大小一致，孔径在53μm左右，如图1所示。
实施例2制备多孔胶原蛋白海绵，具体步骤如下
(1)胶原蛋白溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％胶原蛋白溶液；(2)将壳聚糖溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％壳聚糖溶液；(3)将上述得到的胶原蛋白溶液、壳聚糖溶液按重量分数比9∶1的比例混合均匀；(4)将上述胶原蛋白-壳聚糖混合液从18℃(降温速率5℃/min)→-60℃→持续3小时→升温至-25℃→一次干燥48小时→升温至10℃→二次干燥12小时；(5)将上述海绵状材料置于真空干燥箱中，于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵；(6)将上述得到的多孔胶原海绵经扫描电镜检测，发现胶原纤维连接成多孔网状结构，网孔大小一致，孔径在70μm左右，如图2所示。
实施例3制备多孔胶原蛋白海绵，具体步骤如下(1)原蛋白溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％胶原蛋白溶液；(2)将壳聚糖溶于0.05mol/L乙酸溶液中，制成0.5％壳聚糖溶液；(3)将上述得到的胶原蛋白溶液、壳聚糖溶液按重量分数比9∶1的比例混合均匀；(4)将上述胶原蛋白-壳聚糖混合液从18℃(降温速率3℃/min)→-40℃→持续3小时→升温至-25℃→一次干燥48小时→升温至10℃→二次干燥12小时；(5)将上述海绵状材料置于真空干燥箱中，于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵；(6)将上述得到的多孔胶原海绵经扫描电镜检测，发现胶原纤维连接成多孔网状结构，网孔大小一致，孔径在89μm左右，如图3所示。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多孔胶原海绵的制备方法，包括下列步骤a.将胶原蛋白溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的胶原蛋白溶液；b.将壳聚糖溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中，制成质量分数为0.5％的壳聚糖溶液；c.将步骤a、b制得的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按重量份数9∶1的比例混合均匀；d.将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液控制降温速率从18℃降温到-25～-80℃，持续3小时，升温到-25℃，一次干燥48小时，然后升温到10℃，二次干燥12小时，得到海绵状材料；e.将步骤d制备的海绵状材料置于真空干燥箱中于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵。
2.根据权利要求1所述多孔胶原海绵的制备方法，其特征是步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-80℃，降温速率控制为8℃/min。
3.根据权利要求1所述多孔胶原海绵的制备方法，其特征是步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-60℃，降温速率控制为5℃/min。
4.根据权利要求1所述多孔胶原海绵的制备方法，其特征是步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-40℃，降温速率控制为3℃/min。
5.根据权利要求1所述多孔胶原海绵的制备方法，其特征是步骤d中将混合均匀后的胶原蛋白和壳聚糖混合溶液从18℃降温到-25℃，降温速率控制为1℃/min。
全文摘要
本发明公开了一种多孔胶原海绵的制备方法，包括下列步骤a.将胶原蛋白溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中制成胶原蛋白溶液；b.将壳聚糖溶于浓度为0.05mol/L的乙酸溶液中制成壳聚糖溶液；c.将胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按重量份数9∶1的比例混合均匀；d.将混合溶液控制降温速率从18℃降温到－25～－80℃，持续3小时，升温到－25℃，一次干燥48小时，然后升温到10℃，二次干燥12小时，得到海绵状材料；e.将海绵状材料置于真空干燥箱中于105℃下干燥24小时，得到多孔胶原蛋白海绵。本发明通过对多孔胶原海绵制备过程中冷冻干燥工艺的参数进行精确控制，得到了孔径均匀的多孔胶原海绵。
文档编号A61L27/00GK101066469SQ20071004044
公开日2007年11月7日 申请日期2007年5月9日 优先权日2007年5月9日
发明者吴景, 杨鹏飞, 杨光, 杨波, 梅勤智, 周育彬 申请人:上海理工大学