一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途的制作方法
专利名称：一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学化工、医学、材料学、生物工程领域，特别是一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。
背景技术：
皮肤组织工程用支架材料可分为合成支架材料、生物支架材料和两者复合支架材料这三大类。合成材料抗张强度高、降解速率和微结构容易在合成过程中控制，但其组织相容性、细胞亲合性、吸水性、创面粘着性等差，需要用适当的化学与生物方法改善其性能。如聚氨酯支架材料吸水性差，使得创面易产生积液，细菌易繁殖，而且不具备调节细胞生长，促进创面愈合的功能。生物材料生物相容性好，易于细胞附着和生长，但降解速率快、微结构不易控制等。如胶原凝胶支架材料虽然能很好的促进创面恢复，但力学性能差，干燥时很脆，吸收创面渗液后易破碎，并且在胶原酶的作用下很容易降解，不能很好的起到保护作用。乙交酯与丙交酯的二元共聚物复合胶原凝胶作为人工皮肤支架材料，虽然提高了抗张强度，但聚合物降解后的小分子在局部形成酸性的环境，不利于细胞的生长。
专利号为US 5282,859的美国专利介绍的双层人工皮肤，表皮层为高纯度的微孔胶原凝胶膜，真皮层为培养有成纤维细胞的多孔胶原海绵，戊二醛交联提高它的抗张强度，但其抗张强度达不到临床应用的要求，而且降解速率太快、戊二醛对细胞有毒性。专利号为CN 1387,923的中国专利公开了一种异种无细胞真皮支架及其制备方法，该支架系用胰蛋白酶和戊二醛处理乳猪皮而得，其抗张强度高、降解速率可控，组织相容性好，但渗透性差，创面易产生积液、积气，血管化慢。专利号为CN 1343,523的中国专利公开了一种可用作创面修复的微孔异体或异种无细胞真皮替代物，采用机械或激光的方法在无细胞真皮上规则地打上密集的贯穿性的孔，这虽然可以解决无细胞真皮替代物的渗透性差的缺点，但是真皮组织中的非纤维成分除去不彻底，其表面生物活性和吸收性差。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有良好的渗透性、吸收性和表面生物活性的天然纤维三维网络结构胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。
本发明是通过以下方式实现的一种胶原基复合支架材料，包括胶原，其特征是它还包括水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶、淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。
上述胶原基复合支架材料，其特征是水溶性多糖与胶原的重量比为0.01-0.2∶1。
上述胶原基复合支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层，其特征是它还包括(1)软化液比1.0～1.5，温度35～40℃，加入原料皮重量0.1～0.3％的胰酶和0.1～0.3％的中性蛋白酶作用30～240分钟，充分除去纤维间质；(2)复合液比0.5～0.8，温度35℃，加原料皮重量1～20％的水溶性多糖，复合30～40分钟；(3)消毒钴60辐照消毒灭菌。
上述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是在胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，其中所述功能性材料为抗菌剂、抗真菌剂、伤口愈合剂、生长因子、皮肤基底膜形成促进剂、甘油中的至少一种；上述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是胶原基复合支架材料与药膏配套使用，药膏涂于与创面接触的一面，药膏成分包括多肽、甘油、抗菌剂、抗真菌剂、止血剂、氧自由基清除剂、生长因子中的至少二种。
天然纤维三维网络结构胶原具有较强的抗张强度，为细胞提供了适合的生长空间，有利于细胞的自然生长与排列。壳多糖具有较好的力学性能，容易制备成微相分离多孔结构，有利于细胞的粘附，能够抑制细菌和霉菌、促进上皮细胞生长、促进伤口愈合。藻酸钙具有极强的吸收性，并能有效控制渗液和止血。透明质酸是一种高分子量的直链蛋白多糖，它通过调节细胞与基质的相互作用，促使创伤愈合，抑制胶原过度沉积导致瘢痕的形成。它还能为胶原蛋白和弹性纤维的合成提供良好的外部环境和营养物质，阻止细胞中一些酶的产生，减少自由基的形成，特别是低分子量透明质酸具有消炎、抑菌、促进细胞生长及分化等作用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点1.复合型胶原基支架材料具有良好的组织相容性、完全降解性和细胞亲合性。
2.复合型胶原基支架材料具有良好的渗透性、透水汽性和吸收性。
3.复合型胶原基支架材料在吸收大量创面渗出液的情况下仍具有较好的抗张强度。
4.复合型胶原基支架材料具有调节细胞的繁殖与排列，促进新生皮肤的血管化，促进受损皮肤的修复与再生。
5.复合型胶原基支架材料能抑制瘢痕增生，使创面愈合后具有原有皮肤的外观。
6.复合型胶原基支架材料可根据不同的要求制备成生物敷料、人工表皮、人工真皮和人工复合皮。
具体实施例方式下面给出本发明的两个最佳实施例实施例1 本实例提供一种含胶原、壳多糖、海藻多糖的复合胶原基支架材料，三种材料重量比为100∶6∶3，选取盐腌猪皮为原料并根据大小分组，然后用剖层机将原料皮剖取上层，除去皮下组织，称重作为试剂用量。
1.浸水液比3.0，温度40℃，脱脂剂1％，浸90分钟，控水；2.脱脂液比1.5，温度37～38℃，纯碱2％，作用90分钟，水洗；3.二次脱脂液比2.5，温度37～38℃，渗透剂0.3％，纯碱1.5％，转120分钟，控水、拔毛；4.臀部涂酶中性蛋白酶(5万单位)0.2％，硫酸铵0.3％，麦麸0.8％，30℃水混匀，稠度以不流为宜；48～50小时，然后流水洗清；5.浸灰液比0.8，温度18～20℃，硫化碱(50％)2.1％，石灰粉(50％)1.5％，浸灰助剂1％，作用120分钟，石灰粉2％，转30分钟；加21～22℃水至总液比2.5～3.0，间隔50分钟转动10分钟，总时间15h；
6.水洗常温流水洗40分钟，至皮不发滑；7.剖肉里，并称重、水洗；8.脱灰液比0.6，温度25～26，硫酸铵2％，氯化铵1％，脱脂剂1％，脱灰120分钟，pH值8.4左右；9.水洗常温水流洗30分钟，50℃水预温至35～36℃，控净水；10.浸硝元明粉8％，脱脂剂0.5％，作用3小时，浸透；11.挤水、剖层、修边；12.称重、水洗至清；13.软化液比2.0，温度38℃，胰酶(2.5倍)0.3％，中性蛋白酶0.1～0.3％，硫酸铵0.3％，脱脂剂1％，软化30～240分钟；14.复合液比0.5～1.0，常温，多糖10％，复合20～60分钟，控水；15.消毒钴60辐照消毒；通过上述方法制备的胶原基复合支架材料的用途之一是制备生物敷料，应用方法是在其中添加0.5％抗菌剂、2％甘油，然后将本发明所述的药膏涂于与创面接触的一面即可。
实施例2本实施例提供一种含胶原、壳多糖、透明质酸的复合胶原基支架材料，三种材料的重量比为100∶5∶4，采用以下步骤制备按实例1操作；复合液比0.8，常温，壳多糖5％，透明质酸4％，转动30分钟，控水；干燥和消毒同实例1。
通过上述方法制备的胶原基复合支架材料的用途之一是制备人工表皮，其方法为在其中添加0.3％抗菌剂、0.2％抗真菌剂、生长因子5μg/m2、皮肤基底膜形成促进剂10μg/m2、2％甘油，将本发明所述的药膏涂于与创面接触的一面并移植到创面。然后将人包皮用Dispase II-蛋白酶消化制成单细胞悬液，取一部分在无血清表皮细胞培养基进行培养，用无血清表皮细胞培养基进行原代培养，采用第2代指数生长期的细胞，用胰蛋白酶消化成单细胞悬液。并将制备好的单细胞悬液接种于移植到创面后1-2天的人工皮肤表面，密度不小于1×105/cm2。
权利要求
1.一种胶原基复合支架材料，包括胶原，其特征是它还包括水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶、淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。
2.根据权利要求1所述的胶原基复合支架材料，其特征是水溶性多糖与胶原的重量比为0.01-0.2∶1。
3.根据权利要求1、2所述胶原基复合支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层，其特征是它还包括(1)软化液比1.0～1.5，温度35～40℃，加入原料皮重量0.1～0.3％的胰酶和0.1～0.3％的中性蛋白酶作用30～240分钟，充分除去纤维间质；(2)复合液比0.5～0.8，温度35℃，加原料皮重量1～20％的水溶性多糖，复合30～40分钟；(3)消毒钴60辐照消毒灭菌。
4.根据权利要求1、2所述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是在胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，其中所述功能性材料为抗菌剂、抗真菌剂、伤口愈合剂、生长因子、皮肤基底膜形成促进剂、甘油中的至少一种；
5.根据权利要求1、2、4所述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是胶原基复合支架材料与药膏配套使用，药膏涂于与创面接触的一面，药膏成分包括多肽、甘油、抗菌剂、抗真菌剂、止血剂、氧自由基清除剂、生长因子中的至少二种。
全文摘要
本发明涉及一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。该材料包括胶原和水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶和淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层、软化、复合、钴60辐照消毒灭菌。在该胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，胶原基复合支架材料还可与药膏配套使用。该支架材料具有良好的渗透性、透水汽性和吸收性。
文档编号A61L15/16GK1526764SQ0313906
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者曹成波, 吴克安 申请人:山东大学
技术领域：
本发明涉及化学化工、医学、材料学、生物工程领域，特别是一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。
背景技术：
皮肤组织工程用支架材料可分为合成支架材料、生物支架材料和两者复合支架材料这三大类。合成材料抗张强度高、降解速率和微结构容易在合成过程中控制，但其组织相容性、细胞亲合性、吸水性、创面粘着性等差，需要用适当的化学与生物方法改善其性能。如聚氨酯支架材料吸水性差，使得创面易产生积液，细菌易繁殖，而且不具备调节细胞生长，促进创面愈合的功能。生物材料生物相容性好，易于细胞附着和生长，但降解速率快、微结构不易控制等。如胶原凝胶支架材料虽然能很好的促进创面恢复，但力学性能差，干燥时很脆，吸收创面渗液后易破碎，并且在胶原酶的作用下很容易降解，不能很好的起到保护作用。乙交酯与丙交酯的二元共聚物复合胶原凝胶作为人工皮肤支架材料，虽然提高了抗张强度，但聚合物降解后的小分子在局部形成酸性的环境，不利于细胞的生长。
专利号为US 5282,859的美国专利介绍的双层人工皮肤，表皮层为高纯度的微孔胶原凝胶膜，真皮层为培养有成纤维细胞的多孔胶原海绵，戊二醛交联提高它的抗张强度，但其抗张强度达不到临床应用的要求，而且降解速率太快、戊二醛对细胞有毒性。专利号为CN 1387,923的中国专利公开了一种异种无细胞真皮支架及其制备方法，该支架系用胰蛋白酶和戊二醛处理乳猪皮而得，其抗张强度高、降解速率可控，组织相容性好，但渗透性差，创面易产生积液、积气，血管化慢。专利号为CN 1343,523的中国专利公开了一种可用作创面修复的微孔异体或异种无细胞真皮替代物，采用机械或激光的方法在无细胞真皮上规则地打上密集的贯穿性的孔，这虽然可以解决无细胞真皮替代物的渗透性差的缺点，但是真皮组织中的非纤维成分除去不彻底，其表面生物活性和吸收性差。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有良好的渗透性、吸收性和表面生物活性的天然纤维三维网络结构胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。
本发明是通过以下方式实现的一种胶原基复合支架材料，包括胶原，其特征是它还包括水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶、淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。
上述胶原基复合支架材料，其特征是水溶性多糖与胶原的重量比为0.01-0.2∶1。
上述胶原基复合支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层，其特征是它还包括(1)软化液比1.0～1.5，温度35～40℃，加入原料皮重量0.1～0.3％的胰酶和0.1～0.3％的中性蛋白酶作用30～240分钟，充分除去纤维间质；(2)复合液比0.5～0.8，温度35℃，加原料皮重量1～20％的水溶性多糖，复合30～40分钟；(3)消毒钴60辐照消毒灭菌。
上述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是在胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，其中所述功能性材料为抗菌剂、抗真菌剂、伤口愈合剂、生长因子、皮肤基底膜形成促进剂、甘油中的至少一种；上述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是胶原基复合支架材料与药膏配套使用，药膏涂于与创面接触的一面，药膏成分包括多肽、甘油、抗菌剂、抗真菌剂、止血剂、氧自由基清除剂、生长因子中的至少二种。
天然纤维三维网络结构胶原具有较强的抗张强度，为细胞提供了适合的生长空间，有利于细胞的自然生长与排列。壳多糖具有较好的力学性能，容易制备成微相分离多孔结构，有利于细胞的粘附，能够抑制细菌和霉菌、促进上皮细胞生长、促进伤口愈合。藻酸钙具有极强的吸收性，并能有效控制渗液和止血。透明质酸是一种高分子量的直链蛋白多糖，它通过调节细胞与基质的相互作用，促使创伤愈合，抑制胶原过度沉积导致瘢痕的形成。它还能为胶原蛋白和弹性纤维的合成提供良好的外部环境和营养物质，阻止细胞中一些酶的产生，减少自由基的形成，特别是低分子量透明质酸具有消炎、抑菌、促进细胞生长及分化等作用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点1.复合型胶原基支架材料具有良好的组织相容性、完全降解性和细胞亲合性。
2.复合型胶原基支架材料具有良好的渗透性、透水汽性和吸收性。
3.复合型胶原基支架材料在吸收大量创面渗出液的情况下仍具有较好的抗张强度。
4.复合型胶原基支架材料具有调节细胞的繁殖与排列，促进新生皮肤的血管化，促进受损皮肤的修复与再生。
5.复合型胶原基支架材料能抑制瘢痕增生，使创面愈合后具有原有皮肤的外观。
6.复合型胶原基支架材料可根据不同的要求制备成生物敷料、人工表皮、人工真皮和人工复合皮。
具体实施例方式下面给出本发明的两个最佳实施例实施例1 本实例提供一种含胶原、壳多糖、海藻多糖的复合胶原基支架材料，三种材料重量比为100∶6∶3，选取盐腌猪皮为原料并根据大小分组，然后用剖层机将原料皮剖取上层，除去皮下组织，称重作为试剂用量。
1.浸水液比3.0，温度40℃，脱脂剂1％，浸90分钟，控水；2.脱脂液比1.5，温度37～38℃，纯碱2％，作用90分钟，水洗；3.二次脱脂液比2.5，温度37～38℃，渗透剂0.3％，纯碱1.5％，转120分钟，控水、拔毛；4.臀部涂酶中性蛋白酶(5万单位)0.2％，硫酸铵0.3％，麦麸0.8％，30℃水混匀，稠度以不流为宜；48～50小时，然后流水洗清；5.浸灰液比0.8，温度18～20℃，硫化碱(50％)2.1％，石灰粉(50％)1.5％，浸灰助剂1％，作用120分钟，石灰粉2％，转30分钟；加21～22℃水至总液比2.5～3.0，间隔50分钟转动10分钟，总时间15h；
6.水洗常温流水洗40分钟，至皮不发滑；7.剖肉里，并称重、水洗；8.脱灰液比0.6，温度25～26，硫酸铵2％，氯化铵1％，脱脂剂1％，脱灰120分钟，pH值8.4左右；9.水洗常温水流洗30分钟，50℃水预温至35～36℃，控净水；10.浸硝元明粉8％，脱脂剂0.5％，作用3小时，浸透；11.挤水、剖层、修边；12.称重、水洗至清；13.软化液比2.0，温度38℃，胰酶(2.5倍)0.3％，中性蛋白酶0.1～0.3％，硫酸铵0.3％，脱脂剂1％，软化30～240分钟；14.复合液比0.5～1.0，常温，多糖10％，复合20～60分钟，控水；15.消毒钴60辐照消毒；通过上述方法制备的胶原基复合支架材料的用途之一是制备生物敷料，应用方法是在其中添加0.5％抗菌剂、2％甘油，然后将本发明所述的药膏涂于与创面接触的一面即可。
实施例2本实施例提供一种含胶原、壳多糖、透明质酸的复合胶原基支架材料，三种材料的重量比为100∶5∶4，采用以下步骤制备按实例1操作；复合液比0.8，常温，壳多糖5％，透明质酸4％，转动30分钟，控水；干燥和消毒同实例1。
通过上述方法制备的胶原基复合支架材料的用途之一是制备人工表皮，其方法为在其中添加0.3％抗菌剂、0.2％抗真菌剂、生长因子5μg/m2、皮肤基底膜形成促进剂10μg/m2、2％甘油，将本发明所述的药膏涂于与创面接触的一面并移植到创面。然后将人包皮用Dispase II-蛋白酶消化制成单细胞悬液，取一部分在无血清表皮细胞培养基进行培养，用无血清表皮细胞培养基进行原代培养，采用第2代指数生长期的细胞，用胰蛋白酶消化成单细胞悬液。并将制备好的单细胞悬液接种于移植到创面后1-2天的人工皮肤表面，密度不小于1×105/cm2。
权利要求
1.一种胶原基复合支架材料，包括胶原，其特征是它还包括水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶、淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。
2.根据权利要求1所述的胶原基复合支架材料，其特征是水溶性多糖与胶原的重量比为0.01-0.2∶1。
3.根据权利要求1、2所述胶原基复合支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层，其特征是它还包括(1)软化液比1.0～1.5，温度35～40℃，加入原料皮重量0.1～0.3％的胰酶和0.1～0.3％的中性蛋白酶作用30～240分钟，充分除去纤维间质；(2)复合液比0.5～0.8，温度35℃，加原料皮重量1～20％的水溶性多糖，复合30～40分钟；(3)消毒钴60辐照消毒灭菌。
4.根据权利要求1、2所述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是在胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，其中所述功能性材料为抗菌剂、抗真菌剂、伤口愈合剂、生长因子、皮肤基底膜形成促进剂、甘油中的至少一种；
5.根据权利要求1、2、4所述的胶原基复合支架材料的用途，其特征是胶原基复合支架材料与药膏配套使用，药膏涂于与创面接触的一面，药膏成分包括多肽、甘油、抗菌剂、抗真菌剂、止血剂、氧自由基清除剂、生长因子中的至少二种。
全文摘要
本发明涉及一种胶原基复合支架材料及其制备方法和用途。该材料包括胶原和水溶性多糖，水溶性多糖是壳聚糖、海藻多糖的盐类、蛋白多糖、纤维素、卡拉胶、阿拉伯胶和淀粉中的至少一种，胶原具有天然纤维三维网络结构。支架材料的制备方法为选哺乳动物皮为原料，用剖层机除去皮下组织，然后浸水、脱脂、浸灰、脱灰、剖层、软化、复合、钴60辐照消毒灭菌。在该胶原基复合支架材料中添加功能性材料可用来制备生物敷料、人工表皮、人工真皮、人工复合皮，胶原基复合支架材料还可与药膏配套使用。该支架材料具有良好的渗透性、透水汽性和吸收性。
文档编号A61L15/16GK1526764SQ0313906
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者曹成波, 吴克安 申请人:山东大学
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