一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用与流程

本发明属于无菌胶原蛋白泡沫材料，具体涉及一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前，市面上现有技术所提供的胶原蛋白泡沫材料需反复进行高温消毒，破坏了胶原蛋白泡沫材料的稳定性，在医学领域的临床情况中出现了弊端，安全性较低，易发生临床感染。因无菌胶原蛋白泡沫材料中的原料胶原蛋白原液要做到无菌提供，现有技术中的过滤除菌具有生产过程难控制，生产效率低，增加生产成本等问题。也有少部分现有技术采用辐照灭菌，但辐照灭菌需提前预冻，预冻时间过长，未使用密封的容器进行辐照灭菌，解冻措施不完善，使胶原蛋白原液发生结构改变、体系不稳定，无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度过低。

2、cn104906030b公开了压力敏感性水胶及其使用方法，tw1413534b公开了用于产生组织修复用之泡沫式生物相容材料的套组、产生泡沫式生物相容材料的方法与泡沫式生物相容材料，上述两份专利文件中未提到胶原蛋白泡沫材料为最终无菌状态提供，需反复进行高温消毒，破坏了胶原蛋白泡沫材料的稳定性，在医学领域的临床情况中出现了弊端，安全性较低，易发生临床感染。cn114618018a公开了一种无菌胶原蛋白植入剂及其制备方法，提到胶原蛋白可采用辐照灭菌，但辐照灭菌需提前预冻，预冻时间过长，未使用密封的容器进行辐照灭菌，解冻措施不完善，使胶原蛋白原液发生结构改变、体系不稳定，无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度过低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种内毒素低的、发泡度高的、胶原蛋白结构保存度好的无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。

2、本发明的目的：在于提供一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备与应用，以解决现有技术存在的不足。本发明所提供的制备方法能够维持胶原蛋白原液体系的稳定，减少胶原蛋白原液结构发生改变，从而使无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度提高，适用于生物医学领域的临床中。

3、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

4、一种无菌胶原蛋白泡沫材料，包括：以胶原蛋白为主体材料，还分散有保护剂；无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度为70-80%。

5、优选地，胶原蛋白具有三螺旋活性结构；或，胶原蛋白具有天然活性；或，无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.35eu/ml，或，无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.5eu/ml。

6、优选地，保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种；或，保护剂的总加入量与胶原蛋白的关系为1-33.33mmol/g。本发明发现，将抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯作为保护剂加入胶原蛋白溶液中后，经后续处理制成无菌胶原蛋白泡沫材料后，使无菌胶原蛋白泡沫材料的内毒素低、发泡度高以及胶原蛋白结构保存度好。

7、本发明公开了上述无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法，包括：将保护剂加入胶原蛋白溶液中，高压均质处理后密封保存，冷冻及辐照灭菌，解冻后释放压力，得到无菌胶原蛋白泡沫。

8、优选地，胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为5-50mg/ml；或，胶原蛋白溶液中溶剂为水或pbs缓冲液；或，保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种。

9、更优选地，在使用双(三羟甲基)丙烷酯作为保护剂后，还可以进一步加入乙氧基乙酸，可以得到内毒素更低、发泡度更高以及胶原蛋白结构保存度更好的无菌胶原蛋白泡沫材料。

10、优选地，双(三羟甲基)丙烷酯的制备中，双(三羟甲基)丙烷和己二酸混合，然后加入催化剂，搅拌混合，在氮气氛围下，在140-180℃下反应，冷却，过滤，得到双(三羟甲基)丙烷酯。

11、更优选地，双(三羟甲基)丙烷酯的制备中，双(三羟甲基)丙烷的使用量为己酸的150-200wt%。

12、更优选地，双(三羟甲基)丙烷酯的制备中，催化剂为氧化亚锡，催化剂的使用量为双(三羟甲基)丙烷的0.5-2wt%。

13、更优选地，pbs缓冲液的ph为6-8；或，pbs缓冲液浓度为1-200mm；或，保护剂的使用量为50-500mm。

14、优选地，高压均质处理中，压力为1-200个大气压；或，冷冻的温度为零下100℃至零下1℃；或，冷冻时间为0.5-3h；或，辐照灭菌的辐照剂量为15kgy-30kgy。

15、优选地，密封保存中处于二氧化碳氛围中。

16、优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液，加入保护剂，1-200个大气压下均质处理1-40次，转移至医用级不锈钢瓶中，在医用级二氧化碳气氛下密封保存；然后在零下100℃至零下1℃的范围内冷冻0.5-3h进行辐照灭菌，得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料；恒温解冻，然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放，得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。

17、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，胶原蛋白试剂为胶原蛋白或胶原蛋白原液，胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为5-50mg/ml。

18、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，溶剂为水或pbs缓冲液，pbs缓冲液的ph为6-8，浓度为1-200mm。

19、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，保护剂为抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸和甘油中的一种或多种混合，保护剂的使用量为50-500mm。

20、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，辐照灭菌的辐照剂量为15kgy-30kgy。

21、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，恒温解冻为使用保温措施进行解冻，其保温措施为采用泡沫保温箱或铝箔保温袋。

22、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度可达70-80%。

23、更优选地，无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中，涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.5eu/ml。

24、优选地，上述无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法还包括胶原蛋白的制备方法。

25、优选地，胶原蛋白还可以胶原蛋白原液的方式使用。

26、优选地，胶原蛋白原液的制备中，将原料经预处理和前处理，得到原料切片；将原料切片经酶解处理，得到胶原蛋白粗提液；将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理，得到胶原蛋白原液。

27、更优选地，胶原蛋白原液的制备中，原料为牛跟腱、牛皮和猪皮中至少1种。

28、更优选地，胶原蛋白原液的制备中，预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片，前处理为病毒灭活，优选为化学试剂灭活。化学试剂为过氧乙酸，按本领域常规方法使用。

29、更优选地，胶原蛋白原液的制备中，酶解处理中，将原料切片加入酶解液中，酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液，酶解液中胃蛋白酶的含量为1-4wt%，酶解液的ph为1.5-2，酶解时间为40-96h，酶解完后离心，离心转速为8000-16000rpm，在2-8℃下离心30-60min取上清液，得到胶原蛋白粗提液，原料切片的使用量为酶解液的20-40wt%。

30、更优选地，胶原蛋白原液的制备中，超滤纯化处理中，超滤置换液为0.01-0.5m的稀盐酸或乙酸或柠檬酸，置换液体积为酶解液体积的3-12倍，超滤膜的分子量为50-150kd，用氢氧化钠调节ph为9-9.5，保持30min-120min后用盐酸将ph调至6-8，静置15-30h。

31、更优选地，胶原蛋白原液的制备中，高压均质处理中，控制压力为100-500bar，均质温度为4-15℃，均质10-30min，然后采用8000-16000rpm的转速在2-8℃的温度下离心30min，得到胶原蛋白原液。

32、本发明公开了上述无菌胶原蛋白泡沫材料在制备医用材料中的用途。

33、本发明的制备方法中的恒温解冻使灭菌后的无菌胶原蛋白泡沫材料缓慢进行解冻，更有利于保护无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度，加入的保温措施能防止因快速解冻导致发泡度过低，不能起泡现象。

34、本发明提供的无菌的胶原蛋白泡沫材料可塑性强、内毒素低、具有较高的使用安全性、增加止血效果、减少临床感染事件的发生，可应用于神经外科、整形外科和骨科等多种生物医疗领域，同时能够预防因反复高温消毒产生的材料稳定性降低，更适用于临床情况，可应用于多种大小不同的组织的修复上。

35、本发明由于采用了将胶原蛋白原液加入保护剂，灌装到密封的医用级不锈钢瓶中，进行辐照灭菌，能有效的维持胶原蛋白体系的稳定，避免出现在辐照灭菌过程中胶原蛋白的结构被破坏，对胶原蛋白具有一定的保护作用。使用辐照灭菌的方法，无需进行预冻，可直接冷冻，低温辐照，减少因提前预冻、长时间照射引起蛋白变性情况的发生，同时可降低内毒素，因而具有如下有益效果：无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度高，胶原蛋白结构保存效果好并且内毒素低。因此，本发明是内毒素低的、发泡度高的、胶原蛋白结构保存度好的无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。