一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及胶原蛋白凝胶敷料技术领域，尤其涉及一种应用于非慢性创口修复的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料及其制备方法。


背景技术：

2.胶原蛋白是生物高分子，动物结缔组织中的主要成分，胶原蛋白种类较多，常见类型为ⅰ型、ⅱ型、ⅲ型、
ⅴ
型和
ⅺ
型。在正常皮肤组织中，胶原主要以i、iii型胶原纤维的形式存在，i型胶原和ⅲ型胶原与皮肤损伤修复过程和修复质量紧密相关。
3.重组人源胶原蛋白基础结构跟人体一模一样的，同时在此基础上进行优化，提高胶原蛋白的亲水性以及活性。含有大量的的亲水性基因，具有良好的成膜性，保持皮肤角质层水分。同时，它的趋向性引导作用可引导上皮细胞快速进入受损部位，有效提高皮肤再生速度，缩短创伤愈合时间，从而恢复皮肤屏障功能。重组人源胶原蛋白是基于人体皮肤ⅲ型胶原蛋白的原始基因序列，优化选择其中水溶性强、生物活性高的部分进行密码子优化和拼接重组，得到了全新的重组人源ⅲ型胶原蛋白序列，利用生物发酵技术实现可规模化生产，通过实验证实此胶原蛋白表达量大，水溶性好，生物活性高，其性能优于人天然胶原蛋白，在生物医用材料、美容化妆品、食品保健等领域有着广大的应用前景。
4.伤口按照愈合时间长短，可分为急性伤口和慢性伤口，急性伤口能够在短时间内快速愈合，而慢性伤口通常指愈合速度较慢，伤口超过一个月未愈合或者没有愈合倾向的难治性伤口。目前大多数研究都是将重组人源胶原蛋白与其他成分结合应用于慢性伤口，而应用于非慢性伤口(即急性伤口或者其他伤口)的研究较少。传统的非慢性伤口敷料对皮肤刺激性较大，液体吸收性能差，而采用重组人源胶原蛋白的敷料，虽然重组人源胶原蛋白易于被皮肤吸收，能够快速进入皮肤受损部位，修复损伤皮肤，但是易导致皮肤局部收紧较大，而又容易发生二次创口，导致伤口反反复复，更加容易感染。目前尚未有较好的重组人源胶原蛋白的敷料能够解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料，其解决上述非慢性创口敷料对皮肤刺激性大，液体吸收性差，而传统的重组人源胶原蛋白的敷料存在易被皮肤吸收，影响伤口被修复的速度的问题，本发明所提供的敷料可以促进重组人源化胶原蛋白的缓慢释放，同时各原料都具有高生物相容性，无刺激，无毒性，对伤口修复起到非常温和的效果。
6.本发明还提供一种上述重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的制备方法。
7.本发明还提供一种采用上述重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的应用，将其应用于非慢性创口修复，如用于吸收创面渗出液或向创面排出水分，用于手术后缝合创面等非慢性创面的覆盖。适用于具有非慢性创面(如浅表性创面、手术后缝合创面、机械创伤、小创口、擦伤、切割伤创面、穿刺器械的穿刺部位、i度或浅ii度的烧烫伤创面、激光/光子/果酸换
肤/微整形术后创面)的成年人群护理，为创面愈合提供微环境。
8.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
9.一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料包括如下重量百分比的组分：
10.重组人源化胶原蛋白0.001％-0.05％；纤连蛋白0.005％-0.02％；透明质酸钠0.5％-2％；硫酸乙酰肝素0.1％-0.8％；糖醇类化合物1％-10％；1,2-戊二醇0.5％-3％；虎杖苷3％-8％；余量为水。
11.上述胶原蛋白凝胶敷料通过选用与重组人源化胶原蛋白的生物相容性较好的纤连蛋白、透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物和虎杖苷，加上1,2-戊二醇和水(纯净水)形成的凝胶敷料，无刺激，无毒性，同时可以促进重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白、虎杖苷等材料缓慢释放，促进创口处细胞生长，对伤口修复起到非常温和的效果。
12.其中，纤连蛋白为非胶原性糖蛋白，具有多种粘附功能，沉积在受损胶原蛋白和纤维蛋白上的可溶性纤连蛋白会增强血小板附着、吞噬细胞和成纤维细胞迁移以及细胞增殖，使成纤维细胞在创口上形成纤维网，可充当胶原蛋白等成分沉积于其上的支架，加上伤口的修复。透明质酸钠是一种葡聚糖醛酸，大分子在皮肤表面形成一层透气的薄膜，使皮肤光滑湿润，阻隔外来细菌、粉尘等侵入，小分子透明质酸钠能渗入真皮，具有轻微扩张毛细血管，增加血液循环、改善中间代谢、促进皮肤营养吸收，达到润滑、饱满之功效。硫酸乙酰肝素为一种线性多糖，可提高胶原蛋白材料的机械强度，为神经再生保持一定的空间结构。糖醇类化合物具有分子量小且带有羟基的特点，能够渗入胶原蛋白的三螺旋结构中，防止天然胶原分子发生自组装行为，提高其机械性能强度；虎杖苷作为中成药成分，其分子结构中含有3个酚羟基，同时具有杀菌和促进伤口的修复的作用。1,2-戊二醇具有的保湿性与活性胶原优异的保湿性起到协同增效的效果，还能打开通道促进活性胶原由毛囊进入真皮层作用于细胞，有效地增加了活性胶原的生物利用度，增加了活性胶原的功效性，并且具有防腐作用，对人体无毒无害，可作为敷料的防腐剂作用。
13.本发明的胶原蛋白凝胶敷料通过透明质酸钠、糖醇类化合物等含有羧基、羟基的亲水成分，在含有大量水的凝胶下，能够将重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白、虎杖苷等有效成分包裹在内，形成内外层结构，以避免有效成分在外层被氧化，从而使有效成分(内层成分)在外层成分的缓慢释放，然后被皮肤慢慢吸收，使其有效地对皮肤创口慢慢修复，可有效地提高创面修复效果。
14.进一步地，所述重组人源化胶原蛋白为重均分子量大于10万道尔或以上的iii型胶原蛋白，以解决小分子的重组人源化胶原蛋白易被皮肤吸收的问题，并且具有皮肤亲和性和生物相容性，无细胞毒性、无皮肤刺激和无致敏性。其制备方法为：以人胶原蛋白基因为模板，优选并优化改造，导入毕赤酵母，多拷贝筛选，保藏高表达基因工程菌。再经高密度发酵并诱导，纯水相分离纯化，层析并固化，得到与人胶原蛋白高度相似的重组类人源胶原蛋白。原料来源：江苏江山聚源生物技术有限公司代码：sfa，批号da2090s001。
15.优选地，所述重组人源化胶原蛋白的重均分子量为13万道尔-16万道尔，所述纤连蛋白的重均分子量为5万道尔-8万道尔，适当重均分子量的纤连蛋白与较大分子的重组人源化胶原蛋白配合，能够使纤连蛋白先给皮肤吸收，成纤维细胞在创口上形成纤维网，形成胶原蛋白的支架，以便于胶原蛋白缓慢地被皮肤吸收。
16.进一步地，所述透明质酸钠的重均分子量大于200万道尔或以上。大分子量透明质
酸钠难以通过皮肤被人体吸收。同时，透明质酸钠在皮肤组织上具有吸湿性，与创口渗出液的结合性快，可以吸收创口少量的渗出液。原料来源：华熙生物科技股份有限公司，特性黏数：3.1m3/kg以上。优选地，所述透明质酸钠的重均分子量为300万道尔-600万道尔。
17.进一步地，所述糖醇类化合物为山梨糖醇、甘露糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇中一种或者两种以上。
18.进一步地，上述重组人源化胶原蛋白凝胶敷料还包括如下重量百分比的组分：补骨脂酚0.01％-0.02％；辣薄荷叶提取物0.01％-0.05％。补骨脂酚是一种从补骨脂属植物中提取的单萜，其可增加胶原蛋白合成和减少胶原蛋白分解，在皮肤修复后还可以提高皮肤的弹性，使其恢复本来的光亮。辣薄荷叶提取物提取自不同的植物部位，例如花朵、果实、叶子和种籽，其能帮助皮肤保留水分和调理肌肤，同时可以使人感受到清爽精神的感受。
19.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
20.一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的制备方法包括如下制备步骤：
21.s1：将部分水注入第一搅拌容器中，然后依次加入重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白和虎杖苷，搅拌至各组分溶解，得到第一溶液；
22.s2：将剩余的水注入第二搅拌容器中，然后依次加入透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物、1,2-戊二醇、补骨脂酚和辣薄荷叶提取物，搅拌至各组分溶解，得到第二溶液；
23.s3：向第二溶液中边搅拌边加入第一溶液，加完后，持续搅拌至混合均匀，得到半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料；
24.s4：将半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料放置一段时间，然后通过灌装机将其灌装入无菌储藏瓶中，最后通过电子束灭菌辐照，完成灭菌后，即得成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料。
25.上述步骤均在无菌环境下操作。
26.优选地，重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的制备方法，包括如下制备步骤：
27.s1：将部分水注入第一搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白和虎杖苷，在转速为20r/min-80r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在10min-30min，得到第一溶液；
28.s2：将剩余的水注入第二搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物、1,2-戊二醇、补骨脂酚和辣薄荷叶提取物，在转速为50r/min-100r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在30min-90min，得到第二溶液；
29.s3：向第二溶液中边搅拌边加入第一溶液，此时，容器内的温度不超过35℃，加完后，在转速为50r/min-100r/min，持续搅拌至混合均匀，搅拌时间控制在10min-30min，得到半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料；
30.s4：将半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料在环境温度为25℃-30℃下放置1.8h-2.2h，然后通过灌装机将其灌装入无菌储藏瓶中，最后在-50℃～-20℃、电子束灭菌辐照的剂量为5kgy-10kgy下，进行电子束灭菌辐照1s-10s，完成灭菌后，即得成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料。
31.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
32.一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的应用，将其应用于非慢性创口的修复中。
33.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
34.本发明的胶原蛋白凝胶敷料通过选用与重组人源化胶原蛋白的生物相容性较好的纤连蛋白、透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物和虎杖苷，加上1,2-戊二醇和水(纯净水)形成的凝胶敷料，无刺激，无毒性，同时可以促进重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白、虎杖苷等材料缓慢释放，为伤口提供湿润的愈合环境，促进创口处细胞生长，保护促进肉芽组织生长和促进上皮细胞爬行，为其提供创面修复的良好环境，对伤口修复起到非常温和的效果。
35.本发明的制备方法通过在不破坏胶原蛋白、纤连蛋白的温度和搅拌速度下，将各组分进行混合，再通过电子束灭菌辐照，灭菌后，使无菌储藏瓶中胶原蛋白、纤连蛋白的结构完整，胶原不会变性，使其保存良好的生物活性。
附图说明
36.图1为实施例1的敷料涂覆在手上皮肤的成膜效果示意图；
37.图2为实施例1和对比例1的敷料在促细胞生长能力测试的测试结果图；
38.图3为实施例1和对比例2的敷料在促人皮肤角质形成细胞生长测试的测试结果图；
39.图4为实施例1和对比例2的敷料在促人皮肤角质形成细胞迁移测试的测试结果图；
40.图5为rhc对大鼠肝脏粘连情况的影响图；
41.图6为rhc对大鼠肝脏病理学改变的影响图；
42.图7为rhc对大鼠烫伤背部皮肤病理学改变评分统计图。
具体实施方式
43.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。其中，重组人源化胶原蛋白的重均分子量为15万道尔；纤连蛋白的重均分子量为5万道尔；透明质酸钠的重均分子量为500万道尔；实施例1-3的糖醇类化合物为山梨糖醇，实施例4的糖醇类化合物为甘露糖醇和赤藓糖醇，其质量比为1:1；其他实施例的糖醇类化合物为山梨糖醇与乳糖醇、木糖醇的组合，质量比为1:2:3。
44.实施例1
45.一种重组人源化胶原蛋白凝胶敷料，包括如下重量百分比的组分：
46.重组人源化胶原蛋白0.001％；纤连蛋白0.005％；透明质酸钠0.5％；硫酸乙酰肝素0.1％；糖醇类化合物1％；1,2-戊二醇0.5％；虎杖苷3％；余量为水。
47.上述重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的制备方法包括如下制备步骤：
48.s1：将一半的水注入第一搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白和虎杖苷，在转速为30r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在20min，得到第一溶液；
49.s2：将剩余的水注入第二搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物和1,2-戊二醇，在转速为80r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在50min，得到第二溶液；
50.s3：向第二溶液中边搅拌边加入第一溶液，此时，容器内的温度不超过35℃，加完后，在转速为60r/min，持续搅拌至混合均匀，搅拌时间控制在3min，得到半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料；
51.s4：将半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料在环境温度为25℃下放置2h，然后通过灌装机将其灌装入无菌储藏瓶中，最后在-20℃、电子束灭菌辐照的剂量为8kgy下，进行电子束灭菌辐照3s，完成灭菌后，即得成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料。
52.实施例2
53.与实施例1不同的是，实施例2的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料，包括如下重量百分比的组分：
54.重组人源化胶原蛋白0.01％；纤连蛋白0.01％；透明质酸钠1％；硫酸乙酰肝素0.5％；糖醇类化合物5％；1,2-戊二醇1％；虎杖苷5％；余量为水。
55.其它制备方法和组分相同，在此不再赘述。
56.实施例3
57.与实施例1不同的是，实施例3的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料，包括如下重量百分比的组分：
58.重组人源化胶原蛋白0.05％；纤连蛋白0.02％；透明质酸钠2％；硫酸乙酰肝素0.8％；糖醇类化合物10％；1,2-戊二醇3％；虎杖苷8％；余量为水。
59.其它制备方法和组分相同，在此不再赘述。
60.实施例4
61.与实施例1不同的是，实施例4的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料，包括如下重量百分比的组分：
62.重组人源化胶原蛋白0.04％；纤连蛋白0.01％；透明质酸钠2％；硫酸乙酰肝素0.2％；糖醇类化合物2％；1,2-戊二醇1％；虎杖苷4％；补骨脂酚0.02％；辣薄荷叶提取物0.05％；余量为水。
63.上述重组人源化胶原蛋白凝胶敷料的制备方法包括如下制备步骤：
64.s1：将一半的水注入第一搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入重组人源化胶原蛋白、纤连蛋白和虎杖苷，在转速为30r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在20min，得到第一溶液；
65.s2：将剩余的水注入第二搅拌容器中，此时，容器内的水温不超过35℃，然后依次加入透明质酸钠、硫酸乙酰肝素、糖醇类化合物、1,2-戊二醇、补骨脂酚和辣薄荷叶提取物，在转速为80r/min，搅拌至各组分溶解，搅拌时间控制在50min，得到第二溶液；
66.s3：向第二溶液中边搅拌边加入第一溶液，此时，容器内的温度不超过35℃，加完后，在转速为60r/min，持续搅拌至混合均匀，搅拌时间控制在3min，得到半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料；
67.s4：将半成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料在环境温度为25℃下放置2h，然后通过灌装机将其灌装入无菌储藏瓶中，最后在-20℃、电子束灭菌辐照的剂量为8kgy下，进
行电子束灭菌辐照3s，完成灭菌后，即得成品的重组人源化胶原蛋白凝胶敷料。
68.以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
69.对比例1
70.对比例1为凝胶敷料包括如下重量百分比的组分：海洋胶原蛋白0.01％；余量为水。
71.对比例2
72.对比例2凝胶敷料包括如下重量百分比的组分：鱼胶原蛋白0.01％；余量为水。
73.性能测试如下：
74.一、物理性能测试
75.将实施例1-4的胶原蛋白凝胶敷料进行如下各种测试，测试结果如下：
76.表1
[0077][0078][0079]
测试方法：
[0080]
1、成膜性能按照目力法和手感进行判定；
[0081]
2、断裂伸长率：依据gbt6344-2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》进行测试；
[0082]
3、可伸展性：按照敷料行业标准yy-t_0471.4-2004第4部分舒适性中可伸展性测试方法；
[0083]
4、永久变形：按照敷料行业标准yy-t_0471.4-2004第4部分舒适性中永久性测试方法；
[0084]
5、饱和吸水比实验方法：取样品3块，先用天平精确称定其质量，然后将其完全浸
没在盛有足够水量的容器内，30s后从水中取出，待其自然滴水10s后，再用天平称其质量；
[0085]
6、酸碱度按中国药典(2020版四部)附录0671的ph值测定方法。
[0086]
从上述测试结果来看，实施例1-4的敷料的物理性能较佳。
[0087]
二、促细胞生长能力测试
[0088]
将实施例1的敷料和对比例1的敷料涂覆在擦伤的伤口中，测试其细胞生长能力如何，测试结果如图2所示。
[0089]
在图2中，reallagen为实施例1的敷料，marine col为对比例1的敷料，从图中可看出，相比于对比例1，实施例1的敷料的活力更强。
[0090]
三、促人皮肤角质形成细胞迁移测试
[0091]
将实施例1的敷料和对比例2的敷料涂覆在擦伤的伤口中，测试其细胞生长能力如何，测试结果如图3和图4所示，其中，图3中y为生长率，x为用量；图4中，y为愈合率，x为时间。
[0092]
在图3和图4中，reallagen为实施例1的敷料，对照组为未涂覆任何敷料；从图中可看出，相比于对比例2，实施例1的敷料的修复力更强。
[0093]
四、止血效果测试
[0094]
实施例2的敷料(下称rhc)对大鼠肝脏出血模型的止血作用。
[0095]
1.实验目的：建立sd大鼠肝脏出血模型，观察rhc对肝脏组织出血及缺损的体内修复效果；
[0096]
2.实验分组：空白组、受试药(rhc)组、模型组和阳性对照(壳聚糖)组；
[0097]
3.实验方法：建立大鼠肝脏出血模型，做肝脏愈合组织病理学观察、肝功能和炎症因子含量测定；
[0098]
4.实验结果如图和表所示，其中图5为rhc对大鼠肝脏粘连情况的影响(n＝8)，图6为rhc对大鼠肝脏病理学改变的影响(he染色)(
×
200，n＝8，a为指示坏死灶，b为指示炎症细胞浸润)；图7为rhc对大鼠烫伤背部皮肤病理学改变评分统计(mean
±
sd，n＝8)。
[0099]
表2rhc对大鼠肝脏出血时间和出血重量的影响(mean
±
sd，n＝8)
[0100][0101][0102]
注：*p《0.05，**p《0.01，与模型组比较。
[0103]
表3rhc对大鼠肝脏病理血改变的影响(mean
±
sd，n＝8)
[0104][0105]
注：##p《0.01，与空白组比较；*p《0.05，与模型组比较。
[0106]
表4rhc对大鼠肝脏功能指标alt、ast和炎症因子il-6、tnf-α和tgf-β及dbil、tbil含量的影响(mean
±
sd，n＝8，**p《0.01，与空白组比较，**p《0.01，与模型组比较)
[0107][0108]
注：##p《0.01，与空白组比较；**p《0.01，与模型组比较。
[0109]
从上表和图5-7可知，rhc治疗显著减少大鼠肝损伤的出血时间和出血量，显著减少肝脏病理损伤，下调肝脏损伤造成的ast、alt、ldh、il-6、tnf-α、tgf-β、dbil。
[0110]
五、原料安全性测试
[0111]
将实施例4的敷料送料至各检测单位进行各安全性能测试，结果如下所示。
[0112]
表5
[0113][0114]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。