一種水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料的制作方法

本發(fā)明屬于醫(yī)用材料技術領域，具體涉及一種水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料。

背景技術：

膠原蛋白是一種來源廣泛、低免疫原性、生物相容性好的天然可降解生物大分子，其具有優(yōu)良的止血性能，對凝血功能障礙的患者也具有良好的止血作用，且能夠促進肉芽組織的再生和修復，能促進創(chuàng)傷愈合。多年來的臨床實踐表明，傳統的物理、化學、機械的止血方法均存在著一定的局限性和不良反應，而諸如膠原蛋白類的天然高分子物質醫(yī)用敷料是一種有效的外科止血方式。膠原蛋白可以適用于各種實質性臟器、體表和骨組織、血管組織以及結締組織的止血。美國ims公司對傷口敷料類產品進行市場調查，可吸收止血劑占據了整個敷料類市場份額的75％，而膠原蛋白基生物醫(yī)用敷料是可吸收止血劑的很大組成部分。從1983年膠原止血海綿問世以來，將膠原蛋白作為一種可降解的止血、愈創(chuàng)材料基質的研究已成為國內外的熱點。

目前，用于生物醫(yī)用材料的膠原蛋白主要來源于陸生動物，例如豬皮、牛跟腱和鼠尾，而由于口蹄疫、瘋牛病等疾病的傳播和宗教信仰的限制，從水生生物中尋找醫(yī)用膠原蛋白作為替代來源則變得越來越重要。目前國內廣泛應用的止血、愈創(chuàng)醫(yī)用敷料質量參差不齊，都有各自的不足之處，國外的醫(yī)用敷料因其高昂的價格限制了其廣泛應用。至今仍然沒有一種理想的水生生物源膠原蛋白基止血、愈創(chuàng)醫(yī)用敷料能夠同時解決膠原蛋白的應用瓶頸。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料，從而解決天然膠原蛋白敷料機械強度差、抗降解能力弱、傷口易受微生物感染的問題。

本發(fā)明首先提供一種改性膠原蛋白海綿，其制備方法如下：

1)高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白的制備：

將魚皮用刀片刮去魚鱗、殘肉和脂肪，冷水洗凈，用切片機切成0.5–1cm²的小塊。魚皮經超高壓處理以提高膠原蛋白的提取率，壓力為100–300mpa，處理時間為5–20min。將魚皮浸泡于0.5％–10％的tritonx-100的磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩12–48h，60–200rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，再將魚皮浸泡于1％–5％的sds磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩12–48h，60–200rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，重復上述步驟3次以脫除組織中的細胞；加入0.1mnaoh溶液浸泡除去非膠原成分及色素，蒸餾水反復洗至中性；加入110％正丁醇溶液攪拌去除脂肪，蒸餾水反復洗滌。使用組織搗碎機充分攪碎后，加入含0.5％(w/w)胃蛋白酶的0.5m醋酸中進行提取48h，離心(9,000–15,000rpm,30min，4℃)，所得上清液為膠原蛋白粗提液，再經研細的nacl鹽析，至溶液中nacl最終濃度為0.9m，靜置一夜，9,000rpm離心30min,收集沉淀溶于0.5m醋酸中，經二次鹽析后的膠原蛋白復溶于0.5m醋酸中，溶液對0.02m的磷酸氫二鈉溶液透析至ph≥8進行滅酶，再對蒸餾水透析除鹽，直至透析外液用硝酸銀溶液檢測無氯離子即為透析終點；透析后的膠原蛋白溶液用0.22或0.45μm的板式膜進行除菌，最后用活性炭進行脫色，離心后去除活性炭獲得高純度高活性的醫(yī)用膠原蛋白，低溫真空冷凍干燥；

2)內層多孔膠原蛋白海綿的制備：

將步驟1)制備的高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白溶于0.1m–0.5m的醋酸溶液中，配制成質量百分比濃度為0.5％–1％的膠原蛋白溶液，采用真空脫泡和低溫低速離心(3,000–5,000rpm,5–10min，4℃)并用的脫泡方式脫泡，再將處理的溶液零下40℃預冷凍24h–36h，零下38℃冷凍干燥24h–48h制成厚度為3mm的內層多孔膠原蛋白海綿；

3)內層膠原蛋白海綿交聯改性：

將步驟2)所制備的內層多孔膠原蛋白海綿進行改性處理，得到改性的內層膠原蛋白海綿；

所述的改性方法，其一種方法是將內層多孔膠原蛋白海綿置于真空干燥箱中，在常溫下抽真空，然后升溫至110℃–130℃，加熱脫水1–3d完成改性；

其再一種的改性方法，是將膠原蛋白海綿放入等離子體處理儀的反應腔內，抽真空，待壓強至50–200pa時，在功率為80–120w下，放電處理5–10min完成改性；

再一種改性方法，將膠原蛋白海綿浸泡于化學交聯劑進行交聯，交聯結束后除去殘余交聯劑后，低溫真空冷凍干燥完成改性；

所述的化學交聯劑，為戊二醛、碳二亞胺鹽酸鹽/羥基琥珀酰亞胺、京尼平交聯、茶多酚、去甲二氫愈創(chuàng)木二酸或疊氮二苯基磷。

本發(fā)明所提供的改性膠原蛋白海綿用于制備醫(yī)用敷料；

本發(fā)明再一個方法提供一種水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料，其制備方法如下：

1)外層殼聚糖膜的制備：

將脫乙酰度不小于80％的殼聚糖配制成質量分數為1％–20％的醋酸溶液，真空脫泡后，于50℃真空干燥制成厚度為2mm的膜；

2)內、外層點膠復合：

在步驟1)制備的外層殼聚糖膜的一側涂布聚丙烯酸酯類生物膠，使改性膠原蛋白海綿和外層殼聚糖膜進行復合制成內外復合層；

3)復合多層敷料的制備：

在內外復合層上貼附上基布層，滅菌后制成復合多層敷料。

所述的基布層為醫(yī)用無紡布，將無紡布的一側涂布醫(yī)用壓敏熱熔膠，使復合敷料的內外層與基布層復合。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下：

1.本發(fā)明制備的復合多層醫(yī)用敷料的主要原料膠原蛋白來源廣泛，由陸生動物變?yōu)樗?，提高了魚類下腳料的綜合利用率，實現了水產品資源的高值化利用。

2.本發(fā)明中膠原蛋白的提取純化工藝成熟，可以制備出高純度高活性的具有完整三螺旋結構的i型醫(yī)用膠原蛋白。

3.本發(fā)明中制備的內層膠原蛋白海綿色澤潔白，具有孔隙均勻的網絡狀結構，有利于組織滲出液的吸收并提高止血性能。

4.本發(fā)明中使用物理和化學交聯的方法對膠原蛋白海綿進行改性，使其機械性能和抗酶降解能力顯著提高。

5.本發(fā)明將膠原蛋白與殼聚糖復合，實現了復合材料的優(yōu)勢互補作用。

6.本發(fā)明制備的復合多層醫(yī)用敷料兼具了內層膠原蛋白多孔海綿的止血、促進傷口愈合、吸收組織滲出液、促進細胞生長的功效和外層殼聚糖膜的抵御細菌侵入、保持傷口的濕潤環(huán)境等功效以及無紡布基布層的固定和支撐作用，是一種新型的高性能的醫(yī)用敷料，相比于傳統醫(yī)用敷料，其具有優(yōu)良的止血效果，有利于促進傷口愈合，解決了單一膠原蛋白敷料機械強度差、抗降解能力弱、傷口易受微生物感染、易引起炎癥反應等一系列問題。

附圖說明

圖1為實施例1制備的醫(yī)用膠原蛋白的sds-page圖譜。泳道1：蛋白質標準品；泳道2：加β-巰基乙醇；泳道3：不加β-巰基乙醇；泳道4：sykes還原法；

圖2為實施例1制備的醫(yī)用膠原蛋白的傅里葉紅外光譜圖；

圖3為實施例1制備的醫(yī)用膠原蛋白的圓二色譜圖；

圖4為內層膠原蛋白海綿的表觀圖(a)和掃描電鏡圖：表面(b)、橫截面(c)、縱截面(d)。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料的制備方法，步驟如下：

(1)高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白的制備：羅非魚皮用刀片刮去魚鱗、殘肉和脂肪，冷水洗凈，用切片機切成0.5–1cm²的小塊。魚皮經超高壓處理以提高膠原蛋白的提取率，壓力為200mpa，處理時間為5min。將魚皮浸泡于2％的tritonx-100的磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩48h，100rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，再將魚皮浸泡于1％的sds磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩48h，100rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，重復上述步驟3次以脫除組織中的細胞。加入0.1mnaoh溶液(1:20,w/v)浸泡24h除去非膠原成分及色素，蒸餾水反復洗至中性。加入10倍體積10％正丁醇溶液攪拌48h，以去除脂肪，蒸餾水反復洗滌。使用組織搗碎機充分攪碎后，加入含0.5％(w/w)胃蛋白酶的0.5m醋酸(1:50,w/v)提取48h，離心(10,000rpm,30min，4℃)，所得上清液為膠原蛋白粗提液，再經研細的nacl鹽析，至溶液中nacl最終濃度為0.9m，靜置一夜，9,000rpm離心30min,收集沉淀溶于0.5m醋酸中，經二次鹽析后的膠原蛋白復溶于0.5m醋酸中，溶液對0.02m的磷酸氫二鈉溶液透析至ph≥8進行滅酶，再對蒸餾水透析除鹽，直至透析外液用硝酸銀溶液檢測無氯離子即為透析終點。透析后的膠原蛋白溶液用0.22μm的板式膜進行除菌，最后經1％(w/v)的藥用活性炭脫色和除熱源，離心后去除活性炭獲得高純度高活性的醫(yī)用膠原蛋白，低溫真空冷凍干燥。

(2)內層多孔膠原蛋白海綿的制備：將上述高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白溶于0.5m的醋酸溶液中，按質量百分比，配制成濃度為1％的膠原蛋白溶液，磁力攪拌器攪拌至完全溶解，采用真空脫泡和低溫低速離心(5,000rpm,5min，4℃)并用的脫泡方式脫泡，倒入六孔板模具中，厚度為3mm，低溫預冷凍24h，冷凍干燥48h。

(3)內層膠原蛋白海綿交聯改性：將膠原蛋白海綿浸入磷酸鹽緩沖液(0.054mna2hpo4,0.013mnah2po4,ph7.4)，加入gta使其濃度為1％，于室溫下交聯3d，用蒸餾水沖洗，后用新配制的1.2mg/mlnabh4磷酸鹽緩沖液(ph7.4)清洗60min，再用0.2m甘氨酸溶液處理24h，以處理未反應的醛基，最后用4mnacl溶液沖洗60min，蒸餾水反復清洗。低溫預冷凍24h，冷凍干燥48h。

所述的改性方法，其一種方法是將內層多孔膠原蛋白海綿置于真空干燥箱中，在常溫下抽真空，然后升溫至110℃–130℃，加熱脫水1–3d完成改性；

其再一種的改性方法，是將膠原蛋白海綿放入等離子體處理儀的反應腔內，抽真空，待壓強至50–200pa時，在功率為80–120w下，放電處理5–10min完成改性；

再一種改性方法，將膠原蛋白海綿浸泡于化學交聯劑進行交聯，交聯結束后除去殘余交聯劑后，低溫真空冷凍干燥完成改性；

具體如下：

1、戊二醛(gta)交聯：將膠原蛋白海綿浸入磷酸鹽緩沖液(0.054mna2hpo4,0.013mnah2po4,ph7.4)，加入gta使其濃度為0.25％–2％，于室溫下交聯1–3d，用蒸餾水沖洗，后用新配制的1.2mg/mlnabh4磷酸鹽緩沖液(ph7.4)清洗60min，再用0.2m甘氨酸溶液處理24h，以處理未反應的醛基，最后用4mnacl溶液沖洗60min，蒸餾水反復清洗。

2、碳二亞胺鹽酸鹽/羥基琥珀酰亞胺(edc/nhs)交聯：將膠原蛋白海綿浸泡于ph為5.5的含50mm2-n-嗎啉已烷磺酸(mes)的40％乙醇中60min，再將其浸泡在含50mmmes、20–100mmedc、8–40mmnhs(nedc:nnhs＝2.5:1)的40％乙醇(ph5.5)中，室溫下交聯2–24h，用0.1mna2hpo4清洗，再分別用1m、2m、4mnacl溶液清洗，最后用蒸餾水反復清洗。

3、京尼平交聯：將膠原蛋白海綿浸入磷酸鹽緩沖液(0.054mna2hpo4,0.013mnah2po4,ph7.4)或30％乙醇(ph5.5)中，加入京尼平使其濃度為0.25％–2％，于室溫下交聯1–3d，用蒸餾水反復清洗。

4、茶多酚(tp)交聯：將膠原蛋白海綿浸入含0.25％–2％的tp水溶液中，于室溫下交聯1–3d，用蒸餾水反復清洗。

5、去甲二氫愈創(chuàng)木二酸(ndga)交聯：將膠原蛋白海綿浸入0.1m磷酸鹽緩沖液(ph7.0)30min，將ndga加入到1ml0.1mnaoh及9ml磷酸鹽緩沖液中配制成濃度為1–5mg/ml的ndga溶液，再將膠原蛋白海綿浸泡于上述ndga溶液中，交聯1–3d，用蒸餾水沖洗，后用70％乙醇浸泡，再用磷酸鹽緩沖液浸泡，最后用蒸餾水反復清洗。

6、疊氮二苯基磷(dppa)交聯：將膠原蛋白海綿浸入含0.25％–2％dppa的二甲基甲酰胺(dmf)溶液中，交聯1–3d，用硼酸鹽緩沖液(0.04m硼砂、0.04m硼酸，ph8.9)清洗過夜，再用70％乙醇清洗，最后用蒸餾水反復清洗。

(4)外層殼聚糖膜的制備：將殼聚糖配制成質量分數為10％的醋酸溶液，真空脫泡，倒入六孔板模具中，厚度為2mm，于50℃真空干燥箱中烘干成膜。

(5)內、外層點膠復合：在上述外層殼聚糖膜的一側涂布聚丙烯酸酯類生物膠，使內層膠原蛋白海綿和外層殼聚糖膜進行復合。

(6)復合多層敷料的制備：復合敷料的基布層為醫(yī)用無紡布，將無紡布的一側涂布醫(yī)用壓敏熱熔膠，使復合敷料的內外層與基布層復合。

(7)包裝、滅菌：交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料包裝后經co-60滅菌。

實施例2

水生生物源交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料的制備方法，步驟如下：

(1)高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白的制備：鱈魚皮用刀片刮去魚鱗、殘肉和脂肪，冷水洗凈，用切片機切成0.5–1cm²的小塊。魚皮經超高壓處理以提高膠原蛋白的提取率，壓力為150mpa，處理時間為10min。將魚皮浸泡于1％的tritonx-100的磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩48h，120rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，再將魚皮浸泡于1％的sds磷酸緩沖液中，置于振蕩器上震蕩48h，120rpm，4℃，在蒸餾水中震蕩漂洗，重復上述步驟3次以脫除組織中的細胞。加入0.1mnaoh溶液(1:20,w/v)浸泡24h除去非膠原成分及色素，蒸餾水反復洗至中性。加入10倍體積10％正丁醇溶液攪拌48h，以去除脂肪，蒸餾水反復洗滌。使用組織搗碎機充分攪碎后，加入含0.5％(w/w)胃蛋白酶的0.5m醋酸(1:60,w/v)提取48h，離心(12,000rpm,30min，4℃)，所得上清液為膠原蛋白粗提液，再經研細的nacl鹽析，至溶液中nacl最終濃度為0.9m，靜置一夜，9,000rpm離心30min,收集沉淀溶于0.5m醋酸中，經二次鹽析后的膠原蛋白復溶于0.5m醋酸中，溶液對0.02m的磷酸氫二鈉溶液透析至ph≥8進行滅酶，再對蒸餾水透析除鹽，直至透析外液用硝酸銀溶液檢測無氯離子即為透析終點。透析后的膠原蛋白溶液用0.45μm的板式膜進行除菌，最后經2％(w/v)的藥用活性炭脫色和除熱源，離心后去除活性炭獲得高純度高活性的醫(yī)用膠原蛋白，低溫真空冷凍干燥。

(2)內層多孔膠原蛋白海綿的制備：將上述高純度高活性醫(yī)用膠原蛋白溶于0.5m的醋酸溶液中，按質量百分比，配制成濃度為0.8％的膠原蛋白溶液，磁力攪拌器攪拌至完全溶解，采用真空脫泡和低溫低速離心(5,000rpm,8min，4℃)并用的脫泡方式脫泡，倒入六孔板模具中，厚度為3mm，低溫預冷凍24h，冷凍干燥36h。

(3)內層膠原蛋白海綿交聯改性：將膠原蛋白海綿浸泡于ph為5.5的含50mm2-n-嗎啉已烷磺酸(mes)的40％乙醇中60min，再將其浸泡在含50mmmes、100mmedc、40mmnhs的40％乙醇(ph5.5)中，室溫下交聯4h，用0.1mna2hpo4清洗，再分別用1m、2m、4mnacl溶液清洗，最后用蒸餾水反復清洗。低溫預冷凍24h，冷凍干燥36h。

(4)外層殼聚糖膜的制備：將殼聚糖配制成質量分數為5％的醋酸溶液，真空脫泡，倒入六孔板模具中，厚度為2mm，于50℃真空干燥箱中烘干成膜。

(5)內、外層點膠復合：在上述外層殼聚糖膜的一側涂布聚丙烯酸酯類生物膠，使內層膠原蛋白海綿和外層殼聚糖膜進行復合。

(6)復合多層敷料的制備：復合敷料的基布層為醫(yī)用無紡布，將無紡布的一側涂布醫(yī)用壓敏熱熔膠，使復合敷料的內外層與基布層復合。

(7)包裝、滅菌：交聯膠原蛋白復合多層醫(yī)用敷料包裝后經co-60滅菌。

本發(fā)明通過控制膠原蛋白的提取純化工藝，得到了高純度高活性的醫(yī)用膠原蛋白。sds-page圖譜(圖1)顯示實施例中制備的膠原蛋白的α鏈組成為(α1)2α2，傅里葉紅外光譜圖(圖2)顯示其具有膠原蛋白的各伸縮振動峰，圓二色譜圖(圖3)表明其在221nm處有一正吸收峰，在196nm處有一負吸收峰，可判定提取的膠原蛋白為具有完整三螺旋結構的i型膠原蛋白。

內層膠原蛋白海綿色澤潔白，具有孔隙均勻的網絡狀結構，孔隙率≥98％，有利于組織滲出液的吸收(圖4)。

同時，本發(fā)明對未改性和改性的膠原蛋白海綿的特性進行了分析。

試驗和測試部分：

抗張強度的測定：參照gb/t1040.3-2006，將膠原蛋白海綿裁成適合的大小，兩端固定在質構儀上，設置參數如下：速度為60mm/min；標距為10mm；力量為300n?？箯垙姸萾s＝f/s×1000，其中f為樣品斷裂時承受的最大張力(n)；s為樣品的橫截面積(mm²)。

液體吸收性的測定：參照yy/t0471.1-2004，將已知質量(wd)的膠原蛋白海綿樣品浸潤在預熱至37℃的試驗液中，并在37℃水浴中孵育5h，用鈍頭鑷子夾持樣品一端，懸垂30s后稱重(ww)，液體吸收量＝(ww-wd)/wd。其中，試驗液為由氯化鈉和氯化鈣的溶液組成，該溶液含142mmna⁺和2.5mmca²⁺。根據en13726-1，該溶液的離子含量相當于人體血清或創(chuàng)面滲出液。

酶降解性的測定：將膠原蛋白海綿裁成適當大小，精確稱重，浸潤在1ml含50mmcacl2的tris-hcl溶液(0.1m,ph7.4)中，在37℃水浴1h，然后添加200u細菌膠原酶，溶解于1ml的0.1mtris-hcl溶液中，37℃孵育24h。通過添加0.2ml的0.25medta溶液并在冰中迅速冷卻來結束酶的消化。隨后，混合物在5000rpm、4℃下離心15min，上清液用于測定羥脯氨酸含量。

實驗結果：

對膠原蛋白海綿進行改性處理，機械強度、液體吸收性和抗酶降解能力均顯著提高，具體數據如表1所示。

表1改性對膠原蛋白海綿機械性能、液體吸收性和抗酶降解能力的影響

采用本發(fā)明制備的醫(yī)用級魚皮膠原蛋白，可充分有效的去除魚皮的非膠原成分，獲得高活性高純度的膠原蛋白，提高了魚類下腳料的綜合利用率，實現了水產品資源的高值化利用，并且溶血率為1％–3％，具有良好的生物相容性。

同時，制備的復合多層醫(yī)用敷料兼具了內層膠原蛋白多孔海綿的止血、促進傷口愈合、吸收組織滲出液、促進細胞生長的功效和外層殼聚糖膜的抵御細菌侵入、保持傷口的濕潤環(huán)境等功效以及無紡布基布層的固定和支撐作用，是一種新型的高性能的醫(yī)用敷料，解決了單一膠原蛋白敷料機械強度差、抗降解能力弱、傷口易受微生物感染、易引起炎癥反應等一系列問題。

上述實施例僅是為了更清楚地說明而作的舉例，并非是對實施方式的限定。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的情況下還可以在上述基礎上做出變化或替換，仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內。