一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)療器械【技術領域】，特別是涉及一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿及其制備方法。本發(fā)明以水產(chǎn)魚皮明膠為主料，殼聚糖為輔料，戊二醛為交聯(lián)劑，將不同配比的原料液通過冷凍干燥制備出性質不同的魚皮明膠海綿，且其制備過程簡單、廉價易得，克服了現(xiàn)有膠原海綿的一些不足。本發(fā)明制備的魚皮明膠海綿，其微觀結構呈均勻的多孔網(wǎng)狀，具有較強的機械強度和良好的吸濕性，是一種較好的生物醫(yī)用材料。
【專利說明】一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械【技術領域】，特別是涉及一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]膠原蛋白是動物體內(nèi)含量最豐富、分布最廣泛的蛋白質。膠原蛋白具有獨特的三螺旋結構、低抗原性、無毒性、良好的生物相容性和生物可降解性等特點，已被廣泛應用于組織工程支架材料、止血海綿、藥物控緩釋系統(tǒng)、基因傳遞載體、美容外科等生物醫(yī)用領域。目前，國內(nèi)使用的膠原蛋白主要來自豬和牛的皮膚和跟腱，但隨著瘋牛病和口蹄疫等疾病的發(fā)生，使人們對它們的安全性產(chǎn)生了質疑；另外，由于宗教和習俗等原因，豬來源的膠原蛋白在某些地區(qū)的應用受到了限制。因此，迫切需要尋求質量和安全性更好的膠原蛋白來源。
[0003]我國每年魚鱗，魚皮等水產(chǎn)品廢棄物約有40多萬噸，這些水產(chǎn)品廢棄物均含有豐富的膠原蛋白，其氨基酸組成與陸生哺乳動物膠原蛋白無明顯差異，且其不存在人畜共患的傳染性疾病，具有極大的開發(fā)和利用價值，但這些廢棄物除小部分被用于生產(chǎn)飼料外，大部分卻被丟棄。因此，開發(fā)魚皮等水產(chǎn)品廢棄物的利用新途徑，不僅可提高水產(chǎn)品加工的附加值，而且能減少環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
[0004]然而，作為生物醫(yī)用材料，水產(chǎn)膠原與陸生哺乳動物膠原存在共同的缺點，如體內(nèi)降解快，柔韌性差等，限制了其應用。殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌性、無毒性、低免疫原性、吸濕性、柔軟性、促凝血、防粘連等特點，在一定程度上彌補了膠原蛋白的不足之處。此外，用戊二醛作為交聯(lián)劑，也可以增加膠原蛋白醫(yī)用材料的機械強度并減慢其體內(nèi)的降解速率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明目的在于提供一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿及其制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術方案為:
[0007]一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿:
[0008]水產(chǎn)魚皮明膠經(jīng)水浴充分溶解，冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿；
[0009]或，水產(chǎn)魚皮明膠經(jīng)水浴充分溶解，溶解后加入戊二醛交聯(lián)，冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿；
[0010]或，水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖份經(jīng)水浴充分溶解，溶解后混合冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明I父海綿；
[0011]或，水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖份經(jīng)水浴充分溶解，溶解后混合并加入戊二醛交聯(lián)冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
[0012]所述水產(chǎn)魚皮明膠為羅非魚魚皮明膠，其為三螺旋結構，分子量300kDa左右，濃度為 5mg/mL-30mg/mLo[0013]所述戊二醛濃度為0.5%，加入量為混合液體積的0.5%-2.5%。
[0014]所述水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為9:1-5:5，且殼聚糖脫乙酰度為85%。
[0015]一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備方法:
[0016]將水產(chǎn)魚皮明膠溶于30_50°C水浴條件下的醋酸溶液中，真空脫氣15_30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40—6(TC冷凍干燥20_30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12_20h，除去游離的醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿；
[0017]或，將水產(chǎn)魚皮明膠溶于30-50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后加入質量濃度為0.5%戊二醛，充分混勻后，真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40-60°C冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12_20h，除去游離的戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿；
[0018]或，將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶于30_50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后混合混合液中魚皮明膠和殼聚糖總濃度為10mg/mL，混合液真空脫氣15_30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40-6(TC冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12-20h，除去游離的醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿；
[0019]或，將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶于30_50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后混合混合液中魚皮明膠和殼聚糖總濃度為10mg/mL，混合液中再加入質量濃度為0.5%戊二醛，充分混勻后真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40—6(TC冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12-20h，除去游離的戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
[0020]所述水產(chǎn)魚皮明膠為羅非魚魚皮明膠，其為三螺旋結構，分子量300kDa左右。
[0021]所述水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為9:1-5:5。
[0022]進一步的說，將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶解于0.05mol/L醋酸溶液中，分別在50°C水浴中充分溶解，溶解后將殼聚糖醋酸溶液緩緩加入到水產(chǎn)魚皮明膠醋酸溶液中，混勻后，磁力攪拌條件下加入1%混合液體積的0.5%戊二醛交聯(lián)，攪拌混勻后將混合液真空脫氣20min，倒入模具中，4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后_60°C冷凍干燥20h，取出已成型的海綿產(chǎn)物，于60°C真空干燥烘箱中烘12h，除去游離的戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
[0023]本發(fā)明所具有的優(yōu)點:本發(fā)明制備過程簡單、廉價易得，克服了現(xiàn)有膠原海綿的一些不足。本發(fā)明制備的魚皮明膠海綿，其微觀結構呈均勻的多孔網(wǎng)狀，具有較強的機械強度和良好的吸濕性，是一種較好的生物醫(yī)用材料。具體體現(xiàn)，
[0024]1.本發(fā)明所用明膠為水產(chǎn)廢料羅非魚皮提取物，原料來源安全，本發(fā)明充分利用羅非魚水產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的魚皮廢料，變廢為寶，提高經(jīng)濟效益。
[0025]2.本發(fā)明采用原料為采用熱水抽提法從羅非魚魚皮中提取得到的明膠，而非酶解法得到的膠原蛋白，其提取方法更簡便、經(jīng)濟而且明膠熱穩(wěn)定性更高；同時，本發(fā)明中的原料為羅非魚皮明膠噴霧干燥后的產(chǎn)品，在原料的運輸、儲存和使用過程中更加的簡便和經(jīng)濟。
[0026]3.本發(fā)明可以開發(fā)哺乳動物(豬和牛)以外來源的水產(chǎn)膠原海綿，其安全系數(shù)更
高、產(chǎn)量更大。
[0027]4.本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比雖然都是用水產(chǎn)魚皮提取的原料為主料、殼聚糖輔料和戊二醛為交聯(lián)劑生產(chǎn)海綿，但所制備海綿的配比均不相同，而且本發(fā)明即可以得到用戊二醛交聯(lián)的明膠海綿，也可以得到單獨由羅非魚皮明膠制成的明膠海綿，其安全系數(shù)更高、后續(xù)處理更簡單；同時本發(fā)明化學交聯(lián)劑只有戊二醛，主要配方原料為羅非魚皮明膠和少量殼聚糖，沒有用其他化學原料。
[0028] 5.本發(fā)明所得到的一系列不同配比的海綿，其表觀形態(tài)美觀、質感柔軟更易被消費者接受；并且其纖維粗細均勻、孔隙大小適中且均勻；透氣性和吸濕性良好、機械強度適中、柔韌性較好；同時從微觀結構來看，纖維粗細更加均勻、孔隙大小更加適中，而且孔分布更加均勻，孔與孔之間大多為相通的，這更利于透氣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1-6為本發(fā)明實施例提供的幾種不同配比明膠海綿的表觀形態(tài)圖；其中，圖1配比為10mg/mL明膠；圖2配比為10mg/mL明膠以及1%體積的0.5%戊二醛；圖3配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為10mg/mL ;圖4配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為IOmg/mL ;圖5配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為lOmg/mL以及1%體積的0.5%戊二醛；圖6配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為lOmg/mL以及2%體積的0.5%戊二醛。
[0030]圖7-12為本發(fā)明實施例提供的幾種不同配比明膠海綿的平面微觀結構；其中，圖7配比為10mg/mL明膠；圖8配比為10mg/mL明膠以及1%體積的0.5%戊二醛；圖9配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為lOmg/mL ;圖10配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為10mg/mL ;圖11配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為10mg/mL以及1%體積的0.5%戊二醛；圖12配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為lOmg/mL以及2%體積的0.5%戊二醛。
[0031]圖13-18為本發(fā)明實施例提供的幾種不同配比明膠海綿的斷面微觀結構；其中，圖13配比為10mg/mL明膠；圖14配比為10mg/mL明膠以及1%體積的0.5%戊二醛；圖15配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為lOmg/mL ;圖16配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為lOmg/mL ;圖17配比為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為10mg/mL以及1%體積的0.5%戊二醛；圖18配比為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為lOmg/mL以及2%體積的0.5%戊二醛。
【具體實施方式】
[0032]下面用具體實施例來進一步說明本發(fā)明的實質性內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。
[0033]實施例1水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備
[0034]1.1不同濃度水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備:
[0035]稱取75mg、150mg、225mg、300mg、375mg及450mg的經(jīng)噴霧干燥得到的羅非魚皮水產(chǎn)明膠，分別加入到0.05mol/L醋酸溶液中，定容為15mL，既得明膠濃度分別為5mg/mL、10mg/mL、15mg/mL、20mg/mL、25mg/mL及30mg/mL的明膠醋酸溶液，室溫下適當溶脹后，放入50°C水浴中助溶，期間每隔IOmin取出放在攪拌器上攪拌5min，直至明膠完全溶解于醋酸溶液中，液體成為透明均勻狀為止。真空脫氣20min后，將明膠液倒入7.5CmX1.5Cm (直徑X高)培養(yǎng)皿中，保鮮膜封口后，4°C過夜交聯(lián)，-20°C預冷8h，然后-60°C冷凍干燥20h，取出已成型的海綿產(chǎn)物，于60°C真空干燥烘箱中烘12h，除去游離的醋酸分子。既得上述不同濃度水產(chǎn)魚皮明膠海綿(參見圖1為10mg/mL明膠)。
[0036]1.2不同量戊二醛交聯(lián)的水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備:
[0037] 稱取5份經(jīng)噴霧干燥得到的羅非魚皮水產(chǎn)明膠，每份150mg，分別加入到0.05mol/L醋酸溶液中，定容為15mL，既得濃度為lOmg/mL的明膠醋酸溶液，室溫下適當溶脹后，放入50°C水浴中助溶，期間IOmin取出放在攪拌器上攪拌5min，直至明膠完全溶解于醋酸溶液中，液體成為透明均勻狀為止。在磁力攪拌器不斷攪拌的條件下，向明膠溶液中分別加入
0.075mL(0.5%)、0.15mL(l%)、0.225mL (1.5%)、0.3mL(2%)及 0.375mL (2.5%)的 0.5% 戊二醒，充分攪拌混勻后，真空脫氣20min后,將混合液倒入7.5cmX 1.5cm (直徑X高)培養(yǎng)皿中，保鮮膜封口后，4°C過夜交聯(lián)，-20°C預冷8h，然后_60°C冷凍干燥20h，取出已成型的海綿產(chǎn)物，于60°C真空干燥烘箱中烘12h，除去游離的戊二醛和醋酸分子。既得不同戊二醛量交聯(lián)的水產(chǎn)魚皮明膠海綿(參見圖2為10mg/mL明膠以及1%體積的0.5%戊二醛)。
[0038]1.3不同水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比海綿的制備:
[0039]稱取135mg經(jīng)噴霧干燥得到的羅非魚皮水產(chǎn)明膠及15mg殼聚糖(魚皮明膠與殼聚糖之間質量比9:1)，分別加入到IOmL和5mL0.05mol/L醋酸溶液中，室溫下適當溶脹后，放入50°C水浴中助溶，期間IOmin取出放在攪拌器上攪拌5min，直至明膠及殼聚糖完全溶解于醋酸溶液中，液體成為透明均勻狀為止。在磁力攪拌器不斷攪拌的條件下，將殼聚糖溶液緩緩加入到明膠溶液中，充分攪拌混勻后，真空脫氣20min后，將混合液倒入7.5cmX 1.5cm(直徑X高)培養(yǎng)皿中，保鮮膜封口后，4°C過夜交聯(lián)，-20°C預冷8h，然后-60°C冷凍干燥20h，取出已成型的海綿產(chǎn)物，于60°C真空干燥烘箱中烘12h，除去游離的醋酸分子。既得水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為9:1的水產(chǎn)魚皮明膠海綿(參見圖3為明膠和殼聚糖比為9:1，總濃度為10mg/mL ;圖4為明膠和殼聚糖比為8:2，總濃度為10mg/mL)。
[0040]而后根據(jù)上述方式分別獲得水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為8:2、7:3、6:4及5:5的水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
[0041]1.4不同水產(chǎn)魚皮明膠、殼聚糖及戊二醛配比的明膠海綿的制備:
[0042]參照上述1.1、1.2和1.3中實驗，可以確定出合適的單因素，即:水產(chǎn)魚皮明膠濃度為10mg/mL，戊二醛加入量為1%，明膠與殼聚糖質量比為8:2，由此設計出合適的因素水平表，結果如下:
[0043]因素水平表
[0044]
【權利要求】
1.一種水產(chǎn)魚皮明膠海綿，其特征在于: 水產(chǎn)魚皮明膠經(jīng)水浴充分溶解，冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，水產(chǎn)魚皮明膠經(jīng)水浴充分溶解，溶解后加入戊二醛交聯(lián)，冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖份經(jīng)水浴充分溶解，溶解后混合冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖份經(jīng)水浴充分溶解，溶解后混合并加入戊二醛交聯(lián)冷凍、干燥即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
2.按權利要求1所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿，其特征在于:所述水產(chǎn)魚皮明膠為羅非魚魚皮明膠，其為三螺旋結構，分子量300kDa左右，濃度為5mg/mL-30mg/mL。
3.按權利要求1所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿，其特征在于:訴述戊二醛濃度為0.5%，加入量為混合液體積的0.5%-2.5%。
4.按權利要求1所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿，其特征在于:所述水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為9:1-5:5，且殼聚糖脫乙酰度為85%。
5.一種權利要求1所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備方法，其特征在于: 將水產(chǎn)魚皮明膠溶于30-50°C水浴條件下的醋酸溶液中，真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40—6(TC冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12_20h，除去游離的醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，將水產(chǎn)魚皮明膠溶于30-50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后加入質量濃度為0.5%戊二醛，充分混勻后，真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40-60°C冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12_20h，除去游離的戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶于30-50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后混合混合液中魚皮明膠和殼聚糖總濃度為10mg/mL，混合液真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40-6(TC冷凍干燥20_30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12-20h，除去游離的醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿； 或，將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶于30-50°C水浴條件下的醋酸溶液中，而后混合混合液中魚皮明膠和殼聚糖總濃度為10mg/mL，混合液中再加入質量濃度為0.5%戊二醛，充分混勻后真空脫氣15-30min后，于4°C過夜交聯(lián)，_20°C預冷8h，然后-40-6(TC冷凍干燥20-30h，冷凍干燥后于50-60°C真空干燥烘箱中烘12-20h，除去游離的戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
6.按權利要求4所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備方法，其特征在于:所述水產(chǎn)魚皮明膠為羅非魚魚皮明膠，其為三螺旋結構，分子量300kDa左右，濃度為5mg/mL-30mg/mL。
7.按權利要求4所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備方法，其特征在于:所述水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖質量比為9:1-5:5，且殼聚糖脫乙酰度為85%。
8.按權利要求4所述的水產(chǎn)魚皮明膠海綿的制備方法，其特征在于:將水產(chǎn)魚皮明膠與殼聚糖分別溶解于0.05mol/L醋酸溶液中，分別在50°C水浴中充分溶解，溶解后將殼聚糖醋酸溶液緩緩加入到水產(chǎn)魚皮明膠醋酸溶液中，混勻后，磁力攪拌條件下加入1%混合液體積的0.5%戊二醛交聯(lián)，攪拌混勻后將混合液真空脫氣20min，倒入模具中，4°C過夜交聯(lián)，-20°C預冷8h，然后_60°C冷凍干燥20h，取出已成型的海綿產(chǎn)物，于60°C真空干燥烘箱中烘12h，除去游離的 戊二醛和醋酸分子，即得水產(chǎn)魚皮明膠海綿。
【文檔編號】C08J3/24GK103525097SQ201310503401
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】史文軍, 閆鳴艷, 秦松, 張朝暉, 崔紅利 申請人:中國科學院煙臺海岸帶研究所