專利名稱：膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及膠原-透明質(zhì)酸 復(fù)合材料制品的制備方法。
技術(shù)背景隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，各種原因?qū)е碌慕M織損傷問(wèn)題越來(lái)越多。如由燒傷、燙傷、刀傷、火器傷害等導(dǎo)致的皮膚損傷，交通意外導(dǎo)致的肢體血管、神經(jīng)損傷，腫瘤切除導(dǎo)致的周圍組織的缺失以及由運(yùn)動(dòng)損傷、病理?yè)p傷導(dǎo)致的關(guān)節(jié)軟骨、半月板的損傷等。引起損傷的原因多種多樣，最終導(dǎo)致的結(jié)果是人體組織如關(guān)節(jié)軟骨、半月板、皮膚、血管以及神經(jīng)等結(jié)締組織的損傷。小面積、小范圍、低損傷度的組織損傷，人體可以通過(guò)對(duì)自體組織、細(xì)胞的調(diào)動(dòng)自動(dòng)修復(fù)，如皮膚組織能夠在一定程度的損傷范圍內(nèi)自愈，神經(jīng)在損傷程度不高的情況下可以再生對(duì)接，這些都是人體組織自愈的表現(xiàn)。但當(dāng)損傷超過(guò)一定的程度后，細(xì)胞難以遷移到損傷部位，導(dǎo)致人體組織的這種自我修復(fù)的能力不足，如創(chuàng)傷程度過(guò)高導(dǎo)致的組織缺損，神經(jīng)萎縮，關(guān)節(jié)軟骨退變等。此時(shí)需要有外部修復(fù)材料的介入來(lái)引導(dǎo)人體組織的細(xì)胞遷移到損傷部位，并讓細(xì)胞行使組織修復(fù)的功能。天然生物材料其主要來(lái)源于動(dòng)植物的組織， 由于其化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)上保留了大量的細(xì)胞活性識(shí)別位點(diǎn)，所以對(duì)組織細(xì)胞具有良好的作用。采用天然生物分子制備的材料能夠促進(jìn)組織細(xì)胞在這些材 料上面的生長(zhǎng)。膠原蛋白是人體組織最重要的細(xì)胞外基質(zhì)成分。膠原蛋白家族由多種糖 蛋白分子組成，基本結(jié)構(gòu)由三條獨(dú)立的螺旋狀蛋白鏈組合而成，由平滑肌細(xì)胞、纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞等分泌，其含量占肌體總蛋白的30%，是肌體皮膚、 肌腱、骨骼及血管組織中細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分。膠原的提取一般從膠原蛋 白含量較為豐富的動(dòng)物組織或人體組織，如牛、豬、羊的皮膚和肌腱，人的 胎盤等組織提取，此外海洋生物也可用于膠原的提取，目前也有利用生物技 術(shù)從轉(zhuǎn)基因細(xì)胞中獲取重組人膠原蛋白的方法。透明質(zhì)酸(玻璃酸)HA廣泛分布于人體的結(jié)締組織中，在眼玻璃體、 關(guān)節(jié)腔中幾乎以純態(tài)形式存在。存在于皮膚中的透明質(zhì)酸(玻璃酸)HA，對(duì) 人體表皮的新陳代謝起到重要的作用。透明質(zhì)酸本身帶有負(fù)電荷，在動(dòng)物體 存在于大部分的軟結(jié)締組織中。它的水溶液為粘彈性流體，填充在細(xì)胞與膠 原纖維空間之中且覆蓋在某些表皮組織上。在人體組織內(nèi)，其主要功能是保 護(hù)及潤(rùn)滑細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞在此粘彈性基質(zhì)上的移動(dòng)，穩(wěn)定膠原網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及保 護(hù)它免于受到機(jī)械性的破壞，因?yàn)橥该髻|(zhì)酸為天然性潤(rùn)滑以及吸震高分子， 在肌腱、肌腱鞘及粘滑膜表面作為潤(rùn)滑劑。膠原與透明質(zhì)酸是最主要的細(xì)胞外基質(zhì)成分，因此制備膠原-透明質(zhì)酸混 合溶液或復(fù)合材料具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。透明質(zhì)酸在組織內(nèi)是以酸的形式存在，而現(xiàn)有的透明質(zhì)酸的提取，由于 工藝的限制只能得到透明質(zhì)酸的鈉鹽或鋅鹽。由于膠原溶液對(duì)鹽的存在很敏 感，非常低濃度的金屬陽(yáng)離子的存在就會(huì)導(dǎo)致膠原沉淀，因此，膠原與透明 質(zhì)酸鹽難以進(jìn)行均相的復(fù)合，必須先將金屬陽(yáng)離子從透明質(zhì)酸中分離出來(lái)才 能達(dá)到將膠原與透明質(zhì)酸鹽復(fù)合的目的。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供膠原-透明質(zhì)酸復(fù) 合材料制品的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合生物材料制品的制備方法，其包括如下步驟(1 )將透明質(zhì)酸鹽配制成不同質(zhì)量濃度的溶液裝入透析袋中；(2) 將步驟(1)中裝有透明質(zhì)酸鹽的透析袋放入電分離設(shè)備中，并加 入電解液；(3) 在電場(chǎng)的作用下陽(yáng)離子從透明質(zhì)酸中分離出來(lái)，透明質(zhì)酸被截留在 透析袋中；(4) 將透析袋內(nèi)的透明質(zhì)酸同膠原溶液混合得到均相混合的膠原-透明 質(zhì)酸混合溶液，即液態(tài)的膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。上述制備方法中，還可進(jìn)一步包括如下步驟(5) 將步驟(4)中得到的混合溶液冷凍干燥，得到膠原-透明質(zhì)酸的干態(tài)制品。(6)將步驟(5)中得到的制品進(jìn)行交聯(lián)，再冷凍干燥得到最終的膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。上述制備方法中，步驟(1)所述使用的透明質(zhì)酸鹽的溶液的濃度為O.l克/升 60克/升。上述制備方法中，步驟(2)中需要將步驟(1)中得到的溶液放入透析袋中封口后在放入電分離設(shè)備中，分離設(shè)備中需要加入酸性電解液。上述制備方法中，步驟(3)在10V-200V的電壓范圍內(nèi)進(jìn)行陽(yáng)離子的分 離，陽(yáng)離子從透析袋內(nèi)遷移出來(lái)，大分子量的透明質(zhì)酸被截留在透析袋內(nèi)。上述制備方法中，步驟(4)是將步驟(3)中得到的透明質(zhì)酸與配置好 的膠原溶液進(jìn)行均相混合。步驟(3)中使用的膠原溶液與透明質(zhì)酸溶液以任 意比例混合。根據(jù)應(yīng)用需要，可在混合過(guò)程中加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。 上述制備方法中，步驟(5)是通過(guò)冷凍干燥的方法得到干態(tài)的透明質(zhì)酸 -膠原制品。上述制備方法中，步驟(6)是為了提高干態(tài)透明質(zhì)酸-膠原制品的強(qiáng)度 進(jìn)行的二次交聯(lián)，并通過(guò)冷凍干燥得到最終的透明質(zhì)酸-膠原干態(tài)制品，即所 述的膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。上述制備方法中，所述交聯(lián)溶液為醛類、碳化二亞胺類、環(huán)氧烷基類、 異氰酸酯類以及烯基砜類等類型的交聯(lián)劑，交聯(lián)溶液的質(zhì)量濃度為0.25% 10%。上述方法中，步驟(1)得到透明質(zhì)酸鹽的溶液，步驟(2)將透明質(zhì)酸 鹽溶液放入具有隔離功能的透析袋中，步驟(3)是在電場(chǎng)作用下將陽(yáng)離子從 透明質(zhì)酸鹽中分離出來(lái)，得到透明質(zhì)酸，步驟(4)是將膠原與透明質(zhì)酸復(fù)合， 得到具有應(yīng)用價(jià)值的復(fù)合溶液，該溶液可以直接應(yīng)用，步驟(5)是制備干態(tài) 的透明質(zhì)酸-膠原制品，步驟(6)是為了進(jìn)一步提高干態(tài)制品的強(qiáng)度而采用 二次交聯(lián)以及冷凍干燥的方法得到透明質(zhì)酸-膠原復(fù)合材料的干態(tài)制品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果透明質(zhì)酸在組織內(nèi)是以酸的形式存在，而現(xiàn)有的透明質(zhì)酸的提取，由于工藝的限制只能得到透明質(zhì)酸的鈉鹽或鋅鹽。由于膠原溶液對(duì)鹽的存在很敏 感，非常低濃度的金屬陽(yáng)離子的存在就會(huì)導(dǎo)致膠原沉淀，因此，膠原與透明 質(zhì)酸鹽難以進(jìn)行均相的復(fù)合，必須先將金屬陽(yáng)離子從透明質(zhì)酸中分離出來(lái)才 能達(dá)到將膠原與透明質(zhì)酸鹽復(fù)合的目的。本發(fā)明首先利用電場(chǎng)下離子的定向 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)將透明質(zhì)酸鹽中的陽(yáng)離子分離，得到純的透明質(zhì)酸溶液，再將該溶 液與膠原溶液復(fù)合得到混合溶液，該混合溶液冷凍干燥后得到膠原-透明質(zhì)酸 復(fù)合材料。本發(fā)明由透明質(zhì)酸鹽和膠原制備得到透明質(zhì)酸-膠原均相復(fù)合溶 液、以及透明質(zhì)酸-膠原均相復(fù)合干態(tài)多孔制品。該制品的發(fā)明解決了目前膠 原與透明質(zhì)酸鹽難以進(jìn)行溶液復(fù)合的問(wèn)題，該復(fù)合材料在成分上與天然組織 材料更接近。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1配制濃度為6克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為3000 的透析袋中，在美國(guó)電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC 電源)中15V電解處理10小時(shí)，電解液為0.01M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽處 理得到的透明質(zhì)酸100毫升與100毫升6克/升的膠原溶液混合，復(fù)合過(guò)程中 加入偶氮碳二亞胺10克，混合均勻后倒入模具內(nèi)，室溫交聯(lián)4小時(shí)，將該溶 液冷凍干燥處理24小時(shí)得到均勻復(fù)合的透明質(zhì)酸一膠原多孔材料。再將該多 孔材料制品用質(zhì)量濃度為5%的碳二亞胺水溶液室溫二次交聯(lián)4小時(shí)，再冷 凍千燥24小時(shí)得到膠原-透明質(zhì)酸修復(fù)材料制品。實(shí)施例2配制濃度為20克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為 3000的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC 電源)中25V中電解處理12小時(shí)，電解液為0.01M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽 處理得到的透明質(zhì)酸50毫升與50毫升4克/升的膠原溶液混合，復(fù)合過(guò)程中 加入偶氮碳二亞胺l克，再入IGF生長(zhǎng)因子緩釋微球，室溫交聯(lián)半小時(shí)，將 該溶液冷凍干燥處理24小時(shí)得到均勻復(fù)合的透明質(zhì)酸一膠原多孔材料。再將 該多孔材料制品用質(zhì)量濃度為5%的戊二醛水溶液室溫二次交聯(lián)4小時(shí)，再 冷凍干燥24小時(shí)得到膠原-透明質(zhì)酸修復(fù)材料制品。實(shí)施例3配制濃度為2克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為6000 的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC電 源)中55V中電解處理3小時(shí)，電解液為0.001M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽處 理得到的透明質(zhì)酸溶液100毫升與50毫升10克/升的膠原溶液混合，復(fù)合過(guò) 程中加入偶氮碳二亞胺8克，再加入骨形態(tài)蛋白，混合均勻后，室溫交聯(lián)4 小時(shí)，再冷凍干燥24小時(shí)得到膠原-透明質(zhì)酸修復(fù)材料制品。實(shí)施例4配制濃度為15克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為1 萬(wàn)的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC 電源)中85V電解處理8小時(shí)，電解液為0.001M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽處 理得到的透明質(zhì)酸溶液500毫升與300毫升10克/升的膠原溶液混合，再冷 凍千燥24小時(shí)得到膠原-透明質(zhì)酸修復(fù)材料制品。實(shí)施例5配制濃度為4克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為5千 的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC電 源)中180V電解處理6小時(shí)，電解液為0.0005M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽處 理得到的透明質(zhì)酸溶液200毫升與400毫升10克/升的膠原溶液混合，將該 溶液冷凍干燥處理24小時(shí)得到均勻復(fù)合的透明質(zhì)酸一膠原多孔材料。再將該 干態(tài)制品用質(zhì)量濃度為5%的環(huán)氧丙烷水溶液室溫交聯(lián)5小時(shí)后，冷凍干燥 24小時(shí)得到膠原-透明質(zhì)酸修復(fù)材料制品。實(shí)施例6配制濃度為2克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為1000 的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC電 源)中120V中電解處理6小時(shí)，電解液為0.001M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽 處理得到的透明質(zhì)酸溶液30毫升與30毫升2克/升的膠原溶液混合，得到均 勻復(fù)合的膠原-透明質(zhì)酸的溶液制品。實(shí)施例7配制濃度為20克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為2萬(wàn)的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC 電源)中40V中電解處理16小時(shí)，電解液為0.01M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽 處理得到的透明質(zhì)酸溶液80毫升與80毫升10克/升的膠原溶液混合，得到 均勻復(fù)合的膠原-透明質(zhì)酸的溶液制品。配制濃度為0.5克/升的透明質(zhì)酸鈉溶液，將該溶液放入截留分子量為1 千的透析袋中，在電泳儀(Bio-Rad公司，GT系列水平電泳槽，POWERPAC 電源)中160V電解處理2小時(shí)，電解液為0.001M的硫酸。將上述經(jīng)過(guò)脫鹽 處理得到的透明質(zhì)酸溶液100毫升與100毫升0.1克/升的膠原溶液混合，得 到均勻復(fù)合的膠原-透明質(zhì)酸的溶液制品。
權(quán)利要求
1、膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將透明質(zhì)酸鹽配制成溶液裝入透析袋中；(2)將步驟(1)中裝有透明質(zhì)酸鹽的透析袋放入電分離設(shè)備中，加入電解液，在電場(chǎng)的作用下陽(yáng)離子從透明質(zhì)酸中分離出來(lái)，透明質(zhì)酸被截留在透析袋中；(3)將透析袋內(nèi)的透明質(zhì)酸與膠原溶液混合得到膠原-透明質(zhì)酸混合溶液，即液態(tài)的膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于還包括如下步驟(4) 將步驟(3)得到的溶液冷凍干燥，得到膠原-透明質(zhì)酸的干態(tài)制品；(5) 將步驟(4)中得到的制品進(jìn)行交聯(lián)，再冷凍干燥得到干態(tài)的膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟(1)所述透明質(zhì)酸鹽為透明質(zhì)酸鈉或透明質(zhì)酸鋅，分子量為1萬(wàn) 500萬(wàn)，溶液濃度為0.1克/升 60克/升。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟(1)所述透析袋所用的材料為動(dòng)物膜、玻璃紙以及纖維素膜，分子截留量大于500。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中使用的電分離設(shè)備為電泳儀，且采用直流電場(chǎng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟(2)所述的電解液為酸性電解液。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中使用的膠原溶液的濃度為1克/升 20克/升。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于可在步驟(3)將透析袋內(nèi)的透明質(zhì)酸與膠原溶液混合時(shí)還添加有具有治療作用的藥物、生物活性分子溶液或緩釋制劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(5)所用的交聯(lián)劑為醛類、碳化二亞胺類、環(huán)氧垸基類類交聯(lián)劑，交聯(lián)溶液的質(zhì)量濃度為0.25% 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品的制備方法，該方法首先通過(guò)對(duì)透明質(zhì)酸鹽進(jìn)行電化學(xué)處理，脫除透明質(zhì)酸鹽中的金屬離子，得到透明質(zhì)酸溶液，再將得到的透明質(zhì)酸溶液與膠原溶液混合，得到膠原與透明質(zhì)酸的混合溶液，該混合溶液可以直接應(yīng)用，或者通過(guò)冷凍干燥的方法制備出膠原-透明質(zhì)酸復(fù)合材料制品。由于所采用的方法不影響初始天然生物材料的生物學(xué)性能，使得最終制品仍然保持了較好的生物活性。
文檔編號(hào)A61L27/00GK101601868SQ20091004103
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者剛 吳, 王迎軍 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)