本发明专利技术公开了一种具有抗菌/抑菌功效的胶原集合体复合型医用纤维，其特点是以胶原集合体为原料，超临界CO2为介质，采用环氧丙磺酸钠或酸酐为改性剂，获取了酸溶性胶原集合体；再以羧甲基纤维素为原料，采用高碘酸钠为氧化剂，获取了双醛羧甲基纤维素；接着将酸溶性胶原集合体、双醛羧甲基纤维素钠与甲壳素有机混合，最终经搅拌、静置脱泡、纺丝等工艺流程制备得到了胶原集合体复合型医用纤维。该纤维材料兼具了胶原集合体良好的生物学性能、可生物降解性、力学性能和甲壳素极佳的抗菌/抑菌活性、抗炎/促进伤口愈合作用，各项性能明显优于以普通胶原为原料制备的胶原基复合纤维材料，可作为生物敷料、止血材料、可吸收缝合线、医学整容材料等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种具有抗菌/抑菌功能的胶原集合体复合型医用纤维，属于生物医用材料领域。
技术介绍
胶原已被证实为综合性能极佳的生物医用材料，将其与其他天然/合成高分子生物医用材料有机复合制备的胶原基复合材料，一直是胶原研宄领域广为探索的热点和难点，胶原及其复合材料已被制成凝胶、溶液、海绵、颗粒剂、纤维及生物膜等不同剂型，广泛地应用于组织工程支架、生物敷料、止血材料、医用缝合线等生物医学领域。特别是将胶原或其复合材料通过湿法纺丝制备成为医用功能纤维，更是受到研宄者们广泛地关注，也已有一些医用纤维产品上市，如湖南然元医用高科技蛋白线有限公司开发的商品名为“佳修纯天然单股胶原蛋白缝合线”的医用可吸收缝合线，就是通过湿法纺丝动物肌腱胶原制备而成。近年来，更出现了大量的关于胶原基复合医用纤维的相关专利的报道，但卫华等以胶原和壳聚糖为原料，有机共混，通过湿法纺丝制备得到了性能优越的胶原-壳聚糖复合医用纤维(但卫华，周文常，曾睿等.中国专利技术专利.ZL 200410022640.9);陈武勇等也制备了胶原-聚乙烯醇复合纤维，并使用金属离子和缩醛对复合纤维进行了改性(陈武勇，林云周，叶光斗，等.中国专利技术专利.ZL200510020902.2)。然而，大量研宄表明，胶原基复合纤维的制备过程和产品性能还存在以下缺陷: 1.胶原本身可纺性较差，不易纺丝； 2.胶原基复合纤维机械强度一般较差，生物降解性能过快也不能满足机体代谢需求，同时其结构稳定性也较差，易受外界环境的影响。为了弥补上述缺陷，研宄者普遍将湿法纺丝制得的复合纤维浸渍在缩醛化浴(主要成分多为甲醛、戊二醛)中改性，导致材料的生物相容性大幅度下降，并具有潜在的毒性，直接影响材料的应用。众所周知，组织体内胶原的存在方式为拥有胶原的更高级别结构的聚集体，胶原集合体是从胶原组织体中直接获得，为胶原纤维和纤维束的混合体，是胶原通过横向聚集和侧向聚集自动自组装而成的超分子三维网络结构体。可见，胶原集合体更加接近组织体内胶原的形态，因此胶原集合体的可纺性、力学机械性能、生物活性、生物降解性能、结构稳定性等诸多性能都明显地优于普通胶原，其因而更适合作为湿法纺丝的原料。但胶原集合体不溶于水、稀酸等胶原常规溶剂，因此本专利技术通过环氧丙磺酸钠或酸酐对其改性，增加胶原集合体的亲水基团，使其变为酸溶性，更加方便了材料的后续应用。羧甲基纤维素是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类，已被广泛应用于食品、医药行业，通过氧化反应使其分子链暴露醛基制备成的双醛羧甲基纤维素，其充分保留了羧甲基纤维素本身良好的性能，同样具有低毒性，并可与胶原分子的氨基发生席夫碱反应而产生有效交联的效果，可作为胶原的生物型交联剂，能完全替代目前胶原基复合纤维所使用的缩醛化浴。甲壳素抗菌/抑菌活性较强，将其与胶原集合体、双醛羧甲基纤维素共混，充分发挥材料间的协同作用，通过湿法纺丝可制得综合性能优越、具有抗菌/抑菌功能的胶原集合体复合型医用纤维。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种具有抗菌/抑菌功效的胶原集合体复合型医用纤维。该纤维材料应是一种既具有较好的物理机械性能、合适的生物降解性能、生物活性和生物相容性等优良性能，又能够快速有效止血、抗菌/抑菌、促进创面愈合和修复的生物医用材料。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案: (1)酸溶性胶原集合体的制备:取I?2重量份的胶原集合体，在研磨机上将其研磨、粉碎成絮状物，接着将其浸渍于I?20体积份的pH为9.0?11.5的缓冲溶液中，在温度为4?10°C的条件下搅拌5?10h，将上述胶原集合体从溶液中取出、沥干，接着再将上述胶原集合体与0.05?0.2重量份的环氧丙磺酸钠或酸酐同时倾入超临界二氧化碳反应器，在温度为30°C?45°C、压力为8?15Mpa的条件下反应2?48 h，结束后取出交联后的胶原集合体，将其先后浸泡在PBS缓冲液和去离子水中反复清洗5?10h，最终冷冻干燥制成酸溶性胶原集合体； (2)双醛羧甲基纤维素钠的制备:将I?2重量份的羧甲基纤维素钠和20?50体积份的pH为3.0?5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液同时倾入反应釜中，室温下搅拌至澄清，接着将0.5?2重量份的高碘酸钠溶解在I?4体积份的上述缓冲液中，并缓慢倾入反应Il中，在温度为25°C?35°C的条件下搅拌反应48?72h，待反应结束后加入反应终止剂聚乙二醇0.1?I体积份，缓慢搅拌0.5?Ih后，接着向反应釜加入2?5重量份的氯化钠和30?100体积份的丙酮，静置使沉淀析出，除去上清液，最终经离心、洗涤、透析、冷冻干燥制备得到双醛羧甲基纤维素钠； (3)胶原集合体复合型纺丝母液的制备:将I?2重量份的酸溶胶原集合体搅拌溶解在100?200体积份的0.1?0.5mol/L的醋酸溶液中，向上述溶液中加入0.1?0.5重量份的双醛羧甲基纤维素钠，4?10°C下搅拌10?24h，得到复合纺丝母液A ;再将I?2重量份的甲壳素同样搅拌溶解在100?200体积份的0.1?0.5mol/L的醋酸溶液，得到复合纺丝母液B ;最后将上述复合纺丝母液A与复合纺丝母液B按照体积比为4?6:6?4共混，在温度为4?10°C的条件下搅拌5?12h，静置脱泡，得到湿法纺丝母液； (4)胶原集合体复合型医用纤维的制备:采用湿法纺丝机，以质量比例为5?9:1?5的硫酸钠与氯化钠的饱和混合溶液为凝固液，在35?55°C凝固温度及0.05?0.3Mpa氮气压力条件下喷丝，在合适的牵引力作用下凝固成型得到粗制纤维，再经梯度乙醇分步脱盐、反复水洗、100?150°C热拉伸定型(热拉伸率为90%?150%)、剂量为6?30KGy/h6°Co所产生的γ射线消毒灭菌、成型包装，得到胶原集合体复合型医用纤维。在上述的制备方法中，步骤(I)中的胶原集合体的来源动物皮或肌腱均为生态、可溯源；步骤(2)中羧甲基纤维素钠、环氧丙磺酸钠、酸酐均为市售，其中羧甲基纤维素钠的羧甲基含量为65%?85%;步骤(4)中的胶原集合体复合型医用纤维的直径可根据工艺参数的变换而调整；本专利技术所用湿法纺丝机为中国科学院山西煤炭化学研宄所生产。具有抗菌/抑菌功能的胶原集合体复合型医用纤维的关键性能应符合以下要求: 外观:白色或微黄色纤维状物； 重金属含量:< 10 μ g/g(m/m)； 线密度:1?20 dtex ； 断裂强度:1?8 cN/dtex ； 断裂伸长率:15%?50% ； 细胞毒性:细胞毒性反应不大于I级； 无菌试验:无菌； 致敏试验:无迟发性超敏反应； 皮内反应试验:原发性刺激指数ΡΙΚ0.4。本技术与现有技术相比，具有如下优点: (1)与已有报道的胶原基复合纤维不同，本专利技术以胶原集合体为原料，通过环氧丙磺酸钠或酸酐改性引入更多亲水基团，制备得到了酸溶性胶原集合体，以酸溶性胶原集合体作为湿法纺丝的基材，与普通胶原相比，其结构更加接近组织体内胶原的存在结构形态，因此其可纺性、力学机械性能、生物降解性能、生物活性等更为优异； (2)本专利技术自制的双醛羧甲基纤维素钠具有很高的化学反应活性，能够与胶原集合体发生有效交联，使胶原集合体的各项性能进一步提高，其自身生物相容性、止血性本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有抗菌/抑菌功能的胶原集合体复合型医用纤维，主要包含有酸溶性胶原集合体、双醛羧甲基纤维素钠与甲壳素三种生物医用原材料，其关键性能指标如下：外观：白色或微黄色纤维状物；重金属含量：≤10μg/g(m/m)；线密度：1～20 dtex；断裂强度：1～8 cN/dtex；断裂伸长率：15%～50%；细胞毒性：细胞毒性反应不大于1级；无菌试验：无菌；致敏试验：无迟发性超敏反应；皮内反应试验：原发性刺激指数PII<0.4。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：但卫华，刘新华，但年华，龚居霞，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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