织物及其由培养的细胞制成的方法技术

使用天然蛋白质或工程化蛋白质诸如胶原来形成适合于范围广泛的纺织物制造工艺的鞣制和/或交联的纤维的方法，所述纺织物制造工艺包括非织造、织造和针织的织物。具体地，本文描述形成由细胞培养的材料形成的胶原纤维的方法，其通过形成胶原、鞣剂和一些变型中为交联剂的溶液并且此后不久挤出胶原纤维。本文还描述通过这些方法形成的胶原纤维。

A method of fabric and its cultured cells

Natural protein or engineered protein, such as glue, is used to form a tanning and / or crosslinking fiber suitable for a wide range of textile manufacturing processes. The textile manufacturing process includes non-woven, weaving and knitted fabrics. Specifically, this paper describes a method to form collagen fiber formed from cell culture material, which is formed through forming collagen, tanning agent and some variants in the solution of crosslinking agent, and soon after extruding collagen fiber. This paper also describes the collagen fibers formed by these methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】织物及其由培养的细胞制成的方法相关申请的交叉引用本专利申请要求2015年6月29日提交并题为“CELL-SYNTHESIZEDFABRICS”的美国临时专利申请号62/186253的优先权，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。以引用的方式并入本说明书中提及的所有公布和专利申请均以引用的方式整体并入本文，其引用程度如同特别且单独地指示将每个单独的公布或专利申请以引用的方式并入一般。专利
本文描述由细胞培养的蛋白质形成纺织物的方法以及所得的纺织物。具体地说，本文描述胶原纤维和来自胶原纤维的纺织物的方法，其中胶原源自非动物来源，诸如酵母、细菌和植物，或源自动物废产物。由本文所述的方法形成的纺织物可具有由本文所述的制造技术产生的独特特征，包括超微结构的均匀性(例如，穿过纤维直径均匀鞣制和/或交联)和特性(例如，强度、尺寸、水热稳定性等)。专利技术背景传统上，由胶原制成的纺织物(例如，织物)由动物生皮或皮毛(包括皮革)产生，并且用于各种各样的应用中，包括家具装饰材料、衣服、鞋子、箱包、手提包和配件以及运输车辆应用。目前，使用动物的皮毛作为天然皮革的原料。然而，来自牲畜的生皮和皮毛会造成环境问题，因为饲养牲畜需要不断增加的量的饲料、牧场、水和化石燃料。牲畜也会对空气和水路产生严重污染，特别是反刍动物。此外，使用动物生皮和皮毛生产皮革会引起有社会意识个体的反对。全球皮革工业利用肉类工业的副产物，所述肉类工业每年屠宰多于十亿只动物。一些皮革来自没有动物福利法或法律大部分或完全没有实施的国家。在没有杀死动物的情况下生产的皮革将具有巨大的时尚新颖性和吸引力。虽然为了解决这些问题中的一些问题而开发合成皮革，但它缺乏天然皮革的品质、耐用性和声誉。迄今为止，尚未开发出科学合理且工业上可行的工艺来生产天然皮革。因此，需要解决由活体动物生产的皮革的替代物的需求。天然皮革通常是通过鞣制动物生皮和皮毛(通常为牛皮)而产生的耐用且柔韧的材料。鞣制通常理解为处理动物的生皮和皮毛以生产皮革的工艺。鞣制可以任何数量的众所周知的方式进行，包括但不限于植鞣(例如，使用来自有机来源的单宁提取物)、铬鞣(包括硫酸铬在内的铬盐)、醛鞣(使用戊二醛或噁唑烷化合物)、合成鞣剂(合成单宁，使用芳族聚合物)。预期将继续开发新的鞣剂。天然皮革通常以三个主要部分制备：准备阶段(包括浸灰间操作)、鞣制和结皮。也可包括表面涂层。准备阶段准备用于鞣制的生皮/皮毛，并且去除不需要的生皮组成部分。准备阶段可包括：保存、浸水(再水化)、浸灰、脱毛、刮肉(去除皮下物质)、片皮、再浸灰、脱灰(去除脱毛和浸灰的化学剂)、软化(酶促降解处理)、脱脂、漂白，以及如果要用金属盐或醛化合物鞣制，那么浸酸(通过使用特定的酸和盐)等。进行鞣制以将生皮/皮毛中的蛋白质转化成不会腐烂、具有水热稳定性并作为“皮革”适用于多种目的的稳定材料。在铬基单宁的情况下，可调节皮毛/生皮的pH(例如，降低至例如pH2.0-2.4)以允许铬渗透到纤维结构中；随后可升高pH和温度(“碱化”至略高的水平，例如pH3.8-4.2)以便完成鞣制反应。结皮通常是指在干燥和刮软皮革之前的鞣制后处理。结皮技术的实例包括：剃刮、片皮、复鞣、染色、加脂、各种干燥方法(例如，张皮、挤水、绷板、真空干燥、贴板干燥等)、回湿、磨皮、刮软、摔软、然后可选择将各种涂料和浸渍剂应用到皮革。在实践中，将动物生皮和皮毛转化成皮革的工艺可包括顺序步骤诸如：脱毛、浸灰、除灰和软化、浸酸、鞣制、中和、染色和加脂、干燥以及整理。脱毛工艺可化学地去除毛发(例如，使用碱性溶液中的助剂诸如硫化钠)，而浸灰步骤(例如，使用碱)可进一步完成毛发去除工艺并使胶原膨胀(“打开”)以引起纤维束分裂，并通过氨基酸修饰来增加化学反应性。在鞣制期间，皮毛结构通过使胶原与铬络离子反应来稳定。根据所使用的化合物，皮革的颜色和纹理可发生改变。鞣制皮革可能比未处理的生皮更柔韧，并且也更耐用。皮毛或动物生皮主要由胶原(一种纤维蛋白)形成。胶原是至少28种不同胶原类型的家族的通用术语；动物皮毛通常是I型胶原(所以术语胶原通常被假定为I型胶原)，但其他类型的胶原也可用于形成皮革中。胶原的特征在于重复的氨基酸三联体-(Gly-X-Y)n-，使得胶原中大约三分之一的氨基酸残基是甘氨酸。X通常是脯氨酸，并且Y通常是羟脯氨酸。因此，胶原的结构可由不同长度的肽链的缠绕的三联体单元组成。不同的动物可产生氨基酸组成不同的胶原，这可产生不同的特性(以及所得皮革的差异)。胶原纤维单体可由长约1050个氨基酸的α-链产生，从而使得三螺旋呈长约300nm、直径1.5nm的棒的形式。在由成纤维皮肤细胞产生细胞外基质时，可合成三螺旋单体，并且单体可自组装成纤维形式。这些三螺旋可通过盐键、氢键合、疏水键合和共价键合而保持在一起。三螺旋组织成纤维，并且纤维组织成纤维束。交联或连接的变化可为材料提供强度。纤维可具有一系列的直径。除了I型胶原之外，皮毛(生皮)可包含其他类型的胶原。先前制成工程化皮革的尝试已证明是不成功或不切实际的。例如，EP1589098描述一种使接种到三维生物活性支架上的成纤维细胞生长的方法。支架可由来自鞣制工艺(“片皮”)的胶原废弃物材料、纯胶原微粒、胶原废弃物材料颗粒制成，或者可以是合成支架(例如，由聚合物诸如HYAFF制成)。添加支架材料使所提出的工艺复杂化并增加所述工艺的花费，并且还影响这种方式生产的皮革的特性。此外，出于生物医学(例如，植入物)目的，已描述并制造由胶原和其他蛋白质(特别是聚合蛋白质)形成的织造和非织造合成材料。此类材料通常不适合用作服装、家具和配件(例如，衣服、鞋子等)的纺织物，因为它们不是鞣制的并且缺乏必要的物理和化学特性，并且也已证明以足够的尺寸和数量制造是极其昂贵的。本文描述可具有类似于或优于天然皮革的特性但可以非常不同且在某些方面更简单的方式进行加工的工程化纺织物，并且所述纺织物可解决天然皮革和其他前述工程化皮革的许多问题，包括上文所确定的那些。专利技术概述本公开描述源自细胞培养过程的蛋白质(天然的或工程化的)形成适用于广泛范围的纺织物制造工艺的纤维的用途，所述纤维包括但不限于用于非织造、织造和针织纺织物(织物)的纤维。具体地说，本文描述由细胞培养的材料形成的纤维，所述材料可在形成纤维时进行鞣制，或者在一些变型中，在形成织造、非织造和针织材料之后不久进行鞣制。一般而言，本文描述形成蛋白纤维的方法，所述蛋白纤维可形成为纺织物和/或形成为用于稍后形成纺织物的中间体(例如，纱线、线等)。纺织物(或布料)可以是指由纤维网状物(例如纱线或线)组成的柔性材料。所形成的纺织物可主要由蛋白纤维(例如，具有本文所述特征的胶原纤维)形成，或者它们可部分地由这些纤维形成(例如，大于20％、大于25％、大于30％、大于35％、大于40％、大于45％、大于50％、大于55％、大于60％、大于65％、大于70％、大于75％、大于80％、大于85％等)。如本文所述地形成的纤维可与其他纤维(天然的(例如，棉花、丝等)或合成的(例如，尼龙、聚酯等))组合。本文所述的方法通常包括通过形成蛋白质溶液(例如，形成其中蛋白质是单体、二聚体和/或小聚合物的溶液)、在所述溶液内鞣制蛋白质(这使得鞣剂几乎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成纺织物的方法，所述方法包括：形成蛋白质溶液；在所述溶液内鞣制所述蛋白质；从所述溶液中挤出所述蛋白质的纤维；以及由所挤出纤维形成所述纺织物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 US 62/186,2531.一种形成纺织物的方法，所述方法包括：形成蛋白质溶液；在所述溶液内鞣制所述蛋白质；从所述溶液中挤出所述蛋白质的纤维；以及由所挤出纤维形成所述纺织物。2.一种形成纺织物的方法，所述方法包括：形成胶原溶液；在所述溶液内鞣制所述胶原；从鞣制的胶原的所述溶液中挤出所述胶原的纤维；以及由所挤出纤维形成所述纺织物。3.一种形成纺织物的方法，所述方法包括：从体外培养的胶原分泌细胞中收获胶原；形成胶原蛋白溶液；在所述溶液内鞣制所述胶原并使其交联；从所述溶液中挤出所述胶原的纤维；以及由所挤出纤维形成所述纺织物。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中挤出所述纤维包括挤出直径在20-70μm之间的纤维。5.如权利要求1、2或3所述的方法，其中挤出所述纤维包括挤出穿过所述纤维的所述直径具有均匀的鞣制分布的纤维。6.如权利要求1、2或3所述的方法，其中挤出所述纤维包括挤出包含穿过所述纤维的所述整个直径均匀分布的0.01％与30％之间的鞣剂的纤维。7.如权利要求1、2或3所述的方法，其中形成所述溶液包括将胶原溶解在所述溶液内。8.如权利要求1、2或3所述的方法，其中形成所述溶液包括将胶原单体悬浮在所述溶液中。9.如权利要求1、2或3所述的方法，其中形成所述溶液包括在酸性pH下将胶原单体悬浮在所述溶液中。10.如权利要求1或2所述的方法，其还包括从体外培养的胶原分泌细胞中收获胶原，进一步其中形成所述溶液包括将来自所收获胶原的胶原包含在所述溶液中。11.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述溶液内使所述蛋白质交联。12.如权利要求2所述的方法，其还包括在所述溶液内使所述胶原交联。13.如权利要求2所述的方法，其还包括在从所述溶液中挤出之后使所述纤维交联。14.如权利要求3、11或12所述的方法，其中交联包括与戊二醛交联。15.如权利要求1、2或3所述的方法，其中在所述溶液内鞣制所述胶原包括将鞣剂混合到所述溶液中。16.如权利要求1、2或3所述的方法，其中在所述溶液内鞣制所述胶原包括在挤出所述纤维之前将鞣剂添加到所述溶液中少于20分钟。17.如权利要求1、2或3所述的方法，其中挤出纤维包括挤出具有非圆形直径的纤维。18.如权利要求1、2或3所述的方法，其中挤出纤维包括纺织所述纤维。19.如权利要求1、2或3所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·S·马尔加，M·德莱乌，D·M·卡辛厄姆，G·福加克斯，
申请(专利权)人：现代牧场股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US