专利名称：胶原-透明质酸复合材料制品的制备方法
技术领域：
本发明涉及胶原-透明质酸复合材料技术领域，具体涉及胶原-透明质酸 复合材料制品的制备方法。
技术背景随着现代社会的发展，各种原因导致的组织损伤问题越来越多。如由烧伤、烫伤、刀伤、火器伤害等导致的皮肤损伤，交通意外导致的肢体血管、神经损伤，肿瘤切除导致的周围组织的缺失以及由运动损伤、病理损伤导致的关节软骨、半月板的损伤等。引起损伤的原因多种多样，最终导致的结果是人体组织如关节软骨、半月板、皮肤、血管以及神经等结缔组织的损伤。小面积、小范围、低损伤度的组织损伤，人体可以通过对自体组织、细胞的调动自动修复，如皮肤组织能够在一定程度的损伤范围内自愈，神经在损伤程度不高的情况下可以再生对接，这些都是人体组织自愈的表现。但当损伤超过一定的程度后，细胞难以迁移到损伤部位，导致人体组织的这种自我修复的能力不足，如创伤程度过高导致的组织缺损，神经萎縮，关节软骨退变等。此时需要有外部修复材料的介入来引导人体组织的细胞迁移到损伤部位，并让细胞行使组织修复的功能。天然生物材料其主要来源于动植物的组织， 由于其化学成分与结构上保留了大量的细胞活性识别位点，所以对组织细胞具有良好的作用。采用天然生物分子制备的材料能够促进组织细胞在这些材 料上面的生长。胶原蛋白是人体组织最重要的细胞外基质成分。胶原蛋白家族由多种糖 蛋白分子组成，基本结构由三条独立的螺旋状蛋白链组合而成，由平滑肌细胞、纤维细胞、成骨细胞等分泌，其含量占肌体总蛋白的30%，是肌体皮肤、 肌腱、骨骼及血管组织中细胞外基质的主要成分。胶原的提取一般从胶原蛋 白含量较为丰富的动物组织或人体组织，如牛、猪、羊的皮肤和肌腱，人的 胎盘等组织提取，此外海洋生物也可用于胶原的提取，目前也有利用生物技 术从转基因细胞中获取重组人胶原蛋白的方法。透明质酸(玻璃酸)HA广泛分布于人体的结缔组织中，在眼玻璃体、 关节腔中几乎以纯态形式存在。存在于皮肤中的透明质酸(玻璃酸)HA，对 人体表皮的新陈代谢起到重要的作用。透明质酸本身带有负电荷，在动物体 存在于大部分的软结缔组织中。它的水溶液为粘弹性流体，填充在细胞与胶 原纤维空间之中且覆盖在某些表皮组织上。在人体组织内，其主要功能是保 护及润滑细胞，调节细胞在此粘弹性基质上的移动，稳定胶原网状结构及保 护它免于受到机械性的破坏，因为透明质酸为天然性润滑以及吸震高分子， 在肌腱、肌腱鞘及粘滑膜表面作为润滑剂。胶原与透明质酸是最主要的细胞外基质成分，因此制备胶原-透明质酸混 合溶液或复合材料具有非常高的应用价值。透明质酸在组织内是以酸的形式存在，而现有的透明质酸的提取，由于 工艺的限制只能得到透明质酸的钠盐或锌盐。由于胶原溶液对盐的存在很敏 感，非常低浓度的金属阳离子的存在就会导致胶原沉淀，因此，胶原与透明 质酸盐难以进行均相的复合，必须先将金属阳离子从透明质酸中分离出来才 能达到将胶原与透明质酸盐复合的目的。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供胶原-透明质酸复 合材料制品的制备方法。为实现上述目的，本发明公开了一种胶原-透明质酸复合生物材料制品的制备方法，其包括如下步骤(1 )将透明质酸盐配制成不同质量浓度的溶液装入透析袋中；(2) 将步骤(1)中装有透明质酸盐的透析袋放入电分离设备中，并加 入电解液；(3) 在电场的作用下阳离子从透明质酸中分离出来，透明质酸被截留在 透析袋中；(4) 将透析袋内的透明质酸同胶原溶液混合得到均相混合的胶原-透明 质酸混合溶液，即液态的胶原-透明质酸复合材料制品。上述制备方法中，还可进一步包括如下步骤(5) 将步骤(4)中得到的混合溶液冷冻干燥，得到胶原-透明质酸的干态制品。(6)将步骤(5)中得到的制品进行交联，再冷冻干燥得到最终的胶原-透明质酸复合材料制品。上述制备方法中，步骤(1)所述使用的透明质酸盐的溶液的浓度为O.l克/升 60克/升。上述制备方法中，步骤(2)中需要将步骤(1)中得到的溶液放入透析袋中封口后在放入电分离设备中，分离设备中需要加入酸性电解液。上述制备方法中，步骤(3)在10V-200V的电压范围内进行阳离子的分 离，阳离子从透析袋内迁移出来，大分子量的透明质酸被截留在透析袋内。上述制备方法中，步骤(4)是将步骤(3)中得到的透明质酸与配置好 的胶原溶液进行均相混合。步骤(3)中使用的胶原溶液与透明质酸溶液以任 意比例混合。根据应用需要，可在混合过程中加入交联剂进行交联。 上述制备方法中，步骤(5)是通过冷冻干燥的方法得到干态的透明质酸 -胶原制品。上述制备方法中，步骤(6)是为了提高干态透明质酸-胶原制品的强度 进行的二次交联，并通过冷冻干燥得到最终的透明质酸-胶原干态制品，即所 述的胶原-透明质酸复合材料制品。上述制备方法中，所述交联溶液为醛类、碳化二亚胺类、环氧烷基类、 异氰酸酯类以及烯基砜类等类型的交联剂，交联溶液的质量浓度为0.25% 10%。上述方法中，步骤(1)得到透明质酸盐的溶液，步骤(2)将透明质酸 盐溶液放入具有隔离功能的透析袋中，步骤(3)是在电场作用下将阳离子从 透明质酸盐中分离出来，得到透明质酸，步骤(4)是将胶原与透明质酸复合， 得到具有应用价值的复合溶液，该溶液可以直接应用，步骤(5)是制备干态 的透明质酸-胶原制品，步骤(6)是为了进一步提高干态制品的强度而采用 二次交联以及冷冻干燥的方法得到透明质酸-胶原复合材料的干态制品。与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果透明质酸在组织内是以酸的形式存在，而现有的透明质酸的提取，由于工艺的限制只能得到透明质酸的钠盐或锌盐。由于胶原溶液对盐的存在很敏 感，非常低浓度的金属阳离子的存在就会导致胶原沉淀，因此，胶原与透明 质酸盐难以进行均相的复合，必须先将金属阳离子从透明质酸中分离出来才 能达到将胶原与透明质酸盐复合的目的。本发明首先利用电场下离子的定向 运动特点将透明质酸盐中的阳离子分离，得到纯的透明质酸溶液，再将该溶 液与胶原溶液复合得到混合溶液，该混合溶液冷冻干燥后得到胶原-透明质酸 复合材料。本发明由透明质酸盐和胶原制备得到透明质酸-胶原均相复合溶 液、以及透明质酸-胶原均相复合干态多孔制品。该制品的发明解决了目前胶 原与透明质酸盐难以进行溶液复合的问题，该复合材料在成分上与天然组织 材料更接近。
具体实施方式
实施例1配制浓度为6克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为3000 的透析袋中，在美国电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC 电源)中15V电解处理10小时，电解液为0.01M的硫酸。将上述经过脱盐处 理得到的透明质酸100毫升与100毫升6克/升的胶原溶液混合，复合过程中 加入偶氮碳二亚胺10克，混合均匀后倒入模具内，室温交联4小时，将该溶 液冷冻干燥处理24小时得到均匀复合的透明质酸一胶原多孔材料。再将该多 孔材料制品用质量浓度为5%的碳二亚胺水溶液室温二次交联4小时，再冷 冻千燥24小时得到胶原-透明质酸修复材料制品。实施例2配制浓度为20克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为 3000的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC 电源)中25V中电解处理12小时，电解液为0.01M的硫酸。将上述经过脱盐 处理得到的透明质酸50毫升与50毫升4克/升的胶原溶液混合，复合过程中 加入偶氮碳二亚胺l克，再入IGF生长因子缓释微球，室温交联半小时，将 该溶液冷冻干燥处理24小时得到均匀复合的透明质酸一胶原多孔材料。再将 该多孔材料制品用质量浓度为5%的戊二醛水溶液室温二次交联4小时，再 冷冻干燥24小时得到胶原-透明质酸修复材料制品。实施例3配制浓度为2克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为6000 的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC电 源)中55V中电解处理3小时，电解液为0.001M的硫酸。将上述经过脱盐处 理得到的透明质酸溶液100毫升与50毫升10克/升的胶原溶液混合，复合过 程中加入偶氮碳二亚胺8克，再加入骨形态蛋白，混合均匀后，室温交联4 小时，再冷冻干燥24小时得到胶原-透明质酸修复材料制品。实施例4配制浓度为15克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为1 万的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC 电源)中85V电解处理8小时，电解液为0.001M的硫酸。将上述经过脱盐处 理得到的透明质酸溶液500毫升与300毫升10克/升的胶原溶液混合，再冷 冻千燥24小时得到胶原-透明质酸修复材料制品。实施例5配制浓度为4克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为5千 的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC电 源)中180V电解处理6小时，电解液为0.0005M的硫酸。将上述经过脱盐处 理得到的透明质酸溶液200毫升与400毫升10克/升的胶原溶液混合，将该 溶液冷冻干燥处理24小时得到均匀复合的透明质酸一胶原多孔材料。再将该 干态制品用质量浓度为5%的环氧丙烷水溶液室温交联5小时后，冷冻干燥 24小时得到胶原-透明质酸修复材料制品。实施例6配制浓度为2克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为1000 的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC电 源)中120V中电解处理6小时，电解液为0.001M的硫酸。将上述经过脱盐 处理得到的透明质酸溶液30毫升与30毫升2克/升的胶原溶液混合，得到均 匀复合的胶原-透明质酸的溶液制品。实施例7配制浓度为20克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为2万的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC 电源)中40V中电解处理16小时，电解液为0.01M的硫酸。将上述经过脱盐 处理得到的透明质酸溶液80毫升与80毫升10克/升的胶原溶液混合，得到 均匀复合的胶原-透明质酸的溶液制品。配制浓度为0.5克/升的透明质酸钠溶液，将该溶液放入截留分子量为1 千的透析袋中，在电泳仪(Bio-Rad公司，GT系列水平电泳槽，POWERPAC 电源)中160V电解处理2小时，电解液为0.001M的硫酸。将上述经过脱盐 处理得到的透明质酸溶液100毫升与100毫升0.1克/升的胶原溶液混合，得 到均匀复合的胶原-透明质酸的溶液制品。
权利要求
1、胶原-透明质酸复合材料制品的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将透明质酸盐配制成溶液装入透析袋中；(2)将步骤(1)中装有透明质酸盐的透析袋放入电分离设备中，加入电解液，在电场的作用下阳离子从透明质酸中分离出来，透明质酸被截留在透析袋中；(3)将透析袋内的透明质酸与胶原溶液混合得到胶原-透明质酸混合溶液，即液态的胶原-透明质酸复合材料制品。
2、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括如下步骤(4) 将步骤(3)得到的溶液冷冻干燥，得到胶原-透明质酸的干态制品；(5) 将步骤(4)中得到的制品进行交联，再冷冻干燥得到干态的胶原-透明质酸复合材料制品。
3、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述透明质酸盐为透明质酸钠或透明质酸锌，分子量为1万 500万，溶液浓度为0.1克/升 60克/升。
4、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述透析袋所用的材料为动物膜、玻璃纸以及纤维素膜，分子截留量大于500。
5、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中使用的电分离设备为电泳仪，且采用直流电场。
6、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的电解液为酸性电解液。
7、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中使用的胶原溶液的浓度为1克/升 20克/升。
8、 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于可在步骤(3)将透析袋内的透明质酸与胶原溶液混合时还添加有具有治疗作用的药物、生物活性分子溶液或缓释制剂。
9、 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(5)所用的交联剂为醛类、碳化二亚胺类、环氧垸基类类交联剂，交联溶液的质量浓度为0.25% 10%。
全文摘要
本发明涉及胶原-透明质酸复合材料制品的制备方法，该方法首先通过对透明质酸盐进行电化学处理，脱除透明质酸盐中的金属离子，得到透明质酸溶液，再将得到的透明质酸溶液与胶原溶液混合，得到胶原与透明质酸的混合溶液，该混合溶液可以直接应用，或者通过冷冻干燥的方法制备出胶原-透明质酸复合材料制品。由于所采用的方法不影响初始天然生物材料的生物学性能，使得最终制品仍然保持了较好的生物活性。
文档编号A61L27/00GK101601868SQ20091004103
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者刚 吴, 王迎军 申请人:华南理工大学