胶原纤维膜制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医药领域，具体地说，本发明涉及一种胶原纤维膜制备方法及其 应用。
【背景技术】
[0002] 胶原纤维具有优良的生物安全性，与细胞亲和力较强，同时还具有一定的细胞诱 导能力，能够引导细胞分化增值，是一种前景非常的组织工程支架材料。目前以胶原为原料 的膜产品主要有脱细胞基质、胶原冻干海绵、胶原电纺膜等，但是他们具有自身不可避免的 缺陷。
[0003] 脱细胞基质：机械强度好，并且具有非常合理的空隙结构，能够为细胞的生长提供 绝佳的环境。但脱细胞基质是由动物皮肤、心包膜、腹膜、小肠膜等为原料通过物理化学的 方法去除细胞成分而得，该过程没有将上述组织分散，很难将有可能会导致宿主发生免疫 反应的物质去除干净。
[0004] 胶原冻干海绵：由从动物组织中提取的胶原溶液冻干而得。它具有优异的生物相 容性、有利于细胞长入的空隙结构，但其强度较低，限制了他作为牙膜、疝气补片、可缝合脑 膜等的使用。
[0005] 胶原电纺膜：由胶原溶液通过静电纺丝而得。它具有较好的生物相容性、较好的力 学性能和一定的空隙结构，但胶原电纺会用到六氟异丙醇等有机溶剂，其毒性较大、不易除 净。另外有文献报道电纺会破坏胶原的三股螺旋结构。
[0006] 因此，本领域技术人员致力于克服现有的以胶原为原料制备的产品强度低，不可 缝合，不能承力的缺陷。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种胶原纤维膜制备方法及其应用。
[0008] 本发明的第一方面，提供了一种制备胶原纤维膜的方法，所述方法包括步骤：
[0009] (1)将胶原纤维溶于酸性介质中，获得胶原原纤维溶液；
[0010] (2)将所述胶原原纤维溶液倒入容器中，放在挥发性碱环境下熏蒸，制得所述胶原 纤维膜；
[0011] 其中，所述容器的底部为滤网结构；所述滤网为50-500目的滤网，所述滤网允许 所述样品溶液中的水流出所述容器，而所述胶原原纤维形成的胶原纤维基质保留在所述滤 网之上。
[0012] 在另一优选例中，所述步骤（1)中，所述胶原原纤维溶液中胶原原纤维的浓度为 lg/L - 200g/L，优选地为 10g/L - 100g/L，更优选地为 15g/L - 50g/L。
[0013] 在另一优选例中，所述酸性介质的pH为0-6 ;优选地pH为0. 5-5. 5 ;更优选地pH 为 1. 0-5. 0 ;最优地 pH 为 2. 0-4. 0。
[0014] 在另一优选例中，所述酸性介质为酸的水溶液。
[0015] 在另一优选例中，所述酸性介质选自：盐酸水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液、醋酸 水溶液或其组合。
[0016] 在另一优选例中，所述挥发性碱选自下组：氨水。
[0017] 在另一优选例中，所述挥发性碱为氨水；优选地，所述氨水浓度为0. 1 % (w/w) - 5% (w/w);更优选地，所述氨水浓度为0. 5% (w/w) - 2% (w/w)。
[0018] 在另一优选例中，所述步骤（2)中的熏蒸时间为8h - 48h ;优选地，所述熏蒸时间 为12h - 36h ;更优选地，所述熏蒸时间为18h - 30h。。
[0019] 在另一优选例中，所述步骤（1)中，还包括分散步骤，使用匀浆机进行匀浆，使得 胶原纤维充分溶于酸性介质中，形成胶原原纤维溶液；优选地，转速为l〇〇r/min-5000r/ min，优选为 500r/min-3000r/min。
[0020] 在另一优选例中，所述勾衆时间为lmin_30min，优选为5min_20min。
[0021] 在另一优选例中，所述步骤（1)中，还包括离心除泡步骤，使用离心机对所述胶原 原纤维溶液进行离心去除气泡；优选地，离心转速为lOOOr/min-lOOOOr/min，更优选地为 2000r/min-8000r/min。
[0022] 在另一优选例中，所述离心时间为lmin_30min，更优选为5min_20min。
[0023] 在另一优选例中，所述容器的底部为滤网结构；优选地，所述滤网为50-500目的 滤网；更优选地所述滤网为100-400目的滤网；最优选地，所述滤网为150-250目的滤网。
[0024] 在另一优选例中，所述步骤（2)中，将所述胶原原纤维溶液涂覆在所述滤网上，然 后放在挥发性碱环境下熏蒸。
[0025] 在另一优选例中，所述步骤（2)中，所述胶原原纤维溶液的涂覆厚度为2-20mm; 优选地涂覆厚度为4-15mm ;更优选地涂覆厚度为5-10_。
[0026] 在另一优选例中，所述步骤（2)中，熏蒸完成后将所述胶原纤维膜取出干燥。
[0027] 在另一优选例中，所述步骤（2)之后还包括步骤：
[0028] (3)将所述胶原纤维膜置于磷酸盐缓冲液中溶胀，纯水清洗后冷冻干燥。
[0029] 在另一优选例中，所述方法还包括步骤，将所述胶原纤维膜进行热交联。所述热交 联的方法为本领域中的常规方法。
[0030] 在另一优选例中，所述方法还包括步骤，将所述胶原纤维膜灭菌处理。
[0031] 在另一优选例中，所述胶原纤维为用酸浸提的方法获得。
[0032] 本发明的第二方面，提供了一种胶原纤维膜，所述胶原纤维膜通过权利要求1所 述的方法制备而得。
[0033] 在另一优选例中，所述胶原纤维膜拉伸强度在5MPa_7MPa之间。
[0034] 在另一优选例中，所述胶原纤维膜的厚度为0. 5mm - I. 5mm。
[0035] 本发明的第三方面，提供了一种制备胶原纤维膜的装置，所述装置包括：样品容器 和挥发性碱容器，所述样品容器置于所述挥发性碱容器的上方；
[0036] 其中，所述样品容器被设置为用于盛放胶原原纤维样品溶液，所述样品容器的底 部为滤网结构。
[0037] 在另一优选例中，所述滤网选自：尼龙滤网、不锈钢滤网。
[0038] 在另一优选例中，所述滤网为50-500目的滤网；更优选地所述滤网为100-400目 的滤网；最优选地，所述滤网为150-250目的滤网。
[0039] 在另一优选例中，所述样品容器的侧壁由不锈钢材料制成。
[0040] 在另一优选例中，所述挥发性碱容器被设置用于盛放挥发性碱溶液。
[0041 ] 在另一优选例中，所述挥发性碱为氨水。
[0042] 在另一优选例中，所述装置还包括壳体，所述样品容器和所述挥发性碱容器位于 所述壳体内部。
[0043] 在另一优选例中，所述壳体包括主体和盖体，当所述盖体盖合在所述主体上时，所 述主体和所述盖体构成一密闭的空间，所述样品容器和所述挥发性碱容器位于所述密闭空 间内。
[0044] 应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文（如实施例）中 具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅， 在此不再一一累述。
【附图说明】
[0045] 图1显示了胶原纤维膜生物安全性（免疫原性）检测结果。
[0046] 图2为本发明较佳实施方式的制备胶原纤维膜的装置结果示意图。
[0047] 图3A、图3B分别显示了实施例1中制备的胶原纤维膜照片。
【具体实施方式】
[0048] 本发明人通过广泛而深入的研宄，获得一种胶原纤维膜的制备方法，首先将胶原 纤维溶解于酸性水溶液中，然后采用挥发性碱熏蒸，诱导胶原原纤维形成较长的胶原纤维， 并均匀的分布，风干得到硬质胶原膜，胶原膜在水体系中溶胀后冻干即可获得胶原纤维膜 成品。如有需要可将溶胀后的胶原凝胶先做交联处理然后再冻干。采用这种方法制备的胶 原膜最大限度的保存了胶原的活性，同时具有较好的力学性能和孔隙结构，而且非胶原成 分容易去除干净，生物安全性优异。在此基础上，完成了本发明。
[0049] 与传统胶原纤维膜制备方法相比，本发明所提出的方法能够保留胶原纤维长度， 最大可能地保留材料的力学强度和生物相容性。传统胶原纤维成膜方法，要通过匀质机粉 碎胶原纤维束，得到胶原纤维悬浊液，然后再做后期处理。这样将较长的胶原纤维打断了， 破坏了其成型后的力学强度，而且强烈的机械作用有将胶原变性的风险。
[0050] 本发明的方法采用酸处理的方式制备胶原溶液（胶原原纤维溶液、样品溶液），然 后将胶原原纤维溶液在碱性蒸汽等其他外界条件的诱导作用下发生自组装，形成长纤维。 将纤维溶液风干，然后溶胀，视情况交联，最后将样品冻干包装灭菌、或直接包装在含有保 存液的包材中并灭菌。
[0051] 按照这种方法可以非常容易制备出具有较好强度的胶原纤维膜，其厚度、孔隙率 都可按照需求调控。最终得到的产品可用于硬脑膜补片、牙膜、骨膜、神经导管、疝气补片等 产品。