重组胶原蛋白-聚谷氨酸盐水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种重组胶原蛋白

【技术实现步骤摘要】
重组胶原蛋白
‑
聚谷氨酸盐水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，具体涉及一种重组胶原蛋白
‑
聚谷氨酸盐水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]水凝胶类创面敷料与细胞外基质相近，是含有大量亲水基团的三维网络结构，早期可以吸收创面渗液，后期可以给伤口提供一个湿润的环境，能促进伤口愈合，改善创面微环境。因此，被视为临床应用价值较高的材料。
[0003]智能水凝胶对温度、pH、离子强度、压力和电场等外部条件的变化有很强的响应，因此，在医疗器械、组织工程、生物传感器、分离系统和能量转换系统中有良好的应用前景。作为一种创面敷料，其不仅能提供湿润的条件，还能根据伤口的生理状况自动调节，形成有利于创面愈合的微环境。
[0004]发酵来源的聚谷氨酸盐由于含有大量的羧基阴离子、氨基阳离子，便于功能化改性(交联、螯合、衍生化)，使得聚谷氨酸盐制备的水凝胶不仅具有高吸附性，还具有温度、pH敏感性。但是聚谷氨酸盐水凝胶作为医用敷料，其力学强度较弱，使用受到一定限制。
[0005]重组胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，能够控制细胞的生长分化，有利于细胞的爬行、生长和繁殖，有利于创面的快速愈合。重组胶原蛋白侧链上的羟基、氨基和羧基，可以作为物理凝胶的稳定支架，形成机械性能与粘附能力较强的创面敷料。但是常见的重组胶原蛋白水凝胶均是经化学交联剂进行交联，因此增加了生物安全性风险。

技术实现思路

[0006]为克服现有的技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种重组胶原蛋白
‑
聚谷氨酸盐水凝胶及其制备方法，本专利技术提供的水凝胶作为创面敷料使用，不仅力学性能好，使用便捷(形变和断裂强度大)，可以大量吸收创面渗液，还有利于细胞的爬行、生长和繁殖，可以促进创面的快速愈合。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]第一方面，提供了一种重组胶原蛋白
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聚谷氨酸盐水凝胶，所述水凝胶由混合液经脱泡成膜、辐照交联制成；
[0009]所述混合液由重组胶原蛋白、聚谷氨酸盐、交联引发剂溶于缓冲溶液中制成；其中，所述交联引发剂为聚乙二醇。
[0010]优选地，本专利技术中的聚乙二醇为医用聚乙二醇，其为线性聚合物。
[0011]具体地，本专利技术的水凝胶是作为创面敷料，在此背景下本专利技术选择了重组胶原蛋白和聚谷氨酸盐，具体原因如下：
[0012]本专利技术中，选用的聚谷氨酸盐具有极好的吸水能力，可吸收1400
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5000倍于自身重量的水分，因此，聚谷氨酸盐有利于用作伤口敷料，其目的是吸收高水平的伤口渗出物。聚谷氨酸盐在不添加任何引发剂的情况下，可直接辐照交联制备水凝胶，但是聚谷氨酸盐水
凝胶存在力学性能很弱的问题。
[0013]重组胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，其能促进天然细胞的粘附、扩散、增殖和分化，可增加基质张力强度，促进细胞增生和迁移，在外伤敷料应用中较为广泛。但是将重组胶原蛋白制备成水凝胶需要使用交联剂，交联剂的使用，降低了敷料的生物安全性，不仅不利于后期细胞的粘附、扩散、增殖和分化，同时其有限的吸水能力也使之不能单独使用。
[0014]基于聚谷氨酸盐和重组胶原蛋白在使用时存在的缺陷，本专利技术通过大量实验，采用重组胶原蛋白、聚谷氨酸盐和聚乙二醇配合使用，具体的交联原理在于：
[0015]在辐照时，利用高能射线作为引发方式，使得聚谷氨酸盐中的C
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H键断裂，产生亚甲基碳自由基，这些亚甲基碳自由基相互作用，形成稳定的网络结构，聚谷氨酸盐发生了自交联，形成了聚谷氨酸盐水凝胶；聚乙二醇引发并交联重组胶原蛋白，形成以共价键作用的重组胶原蛋白聚合物；最后，采用半互穿网络技术，将重组胶原蛋白聚合物引入到聚谷氨酸盐水凝胶网络中，通过酰基化反应将重组胶原蛋白聚合物接枝到聚谷氨酸盐水凝胶自由的羟基上，制备出具有半互穿网络结构的重组胶原蛋白基聚谷氨酸盐水凝胶。
[0016]在此过程中，存在着三种不同的聚合方式，其一为辐照引发物理聚合，该聚合方式不受温度、压力等条件的限制，反应过程没有使用引发剂，得到的产品纯度较高，反应易控制，操作简便等；其二为聚乙二醇与重组胶原蛋白相互作用，形成重组胶原蛋白聚合物；其三为重组胶原蛋白聚合物通过酰基化反应与聚谷氨酸盐水凝胶聚合，最终形成半互穿聚合物网络结构。
[0017]结合本专利技术的交联机理可知，通过在水凝胶中引入重组胶原蛋白，不仅可以增加水凝胶的力学性能，同时重组胶原蛋白的存在提高了水凝胶材料的生物相容性；水凝胶的机械性能也会随着聚乙二醇分子量的增加而迅速增大。通过本专利技术制备的复合水凝胶作为创面敷料使用，不仅力学性能好，使用便捷(形变和断裂强度大)，可以大量吸收创面渗液，还有利于细胞的爬行、生长和繁殖，可以促进创面的快速愈合。且本专利技术制备的水凝胶原料简单，非生物来源，无需额外添加交联剂和引发剂，安全性较高，工艺简单易于实现，质量可控。
[0018]在本专利技术中，所述辐照可采用现有的辐照方式，优选地，辐照的方式采用Co
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、电子束中的一种；优选地，所述辐照的剂量为10～100kGy。
[0019]进一步地，本专利技术中，所述重组胶原蛋白与聚谷氨酸盐的质量比为1～5：1；优选为1.5～3：1。
[0020]进一步地，所述混合液中：
[0021]重组胶原蛋白的含量为0.01～10％(wt)，优选为0.5～5％(wt)；
[0022]聚谷氨酸盐的含量为0.01～10％(wt)，优选为0.2～3％(wt)；
[0023]聚乙二醇的含量为0.2～20％(wt)，优选为1～10％(wt)。
[0024]上述各组分的含量基于混合液的总重量。
[0025]在本专利技术中，重组胶原蛋白为本领域常用的重组胶原蛋白，如重组人源化I型胶原蛋白、重组人源化III型胶原蛋白、重组人源化IV型胶原蛋白、重组人源化VII型胶原蛋白、重组人源化XVII型胶原蛋白。
[0026]例如，上述重组胶原蛋白可采用如专利公开号CN112552393A所示的重组人源化III型胶原蛋白。
[0027]同理，本专利技术的重组胶原蛋白还可采用现有已知的其他重组胶原蛋白。
[0028]优选地，所述重组胶原蛋白的分子量为10～300kDa，更优选为10～150kDa。
[0029]进一步地，所述聚谷氨酸盐为γ
‑
聚谷氨酸盐；优选为Na
+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、Mg
2+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、Ca
2+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、NH
4+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐中的一种或多种组合。
[0030]优选地，所述聚谷氨酸盐的分子量为10～3000kDa，优选为10～300kDa。
[0031]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重组胶原蛋白
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聚谷氨酸盐水凝胶，其特征在于，所述水凝胶由混合液经脱泡成膜、辐照交联制成；所述混合液由重组胶原蛋白、聚谷氨酸盐、交联引发剂溶于缓冲溶液中制成；其中，所述交联引发剂为聚乙二醇。2.根据权利要求1所述的重组胶原蛋白
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聚谷氨酸盐水凝胶，其特征在于，所述重组胶原蛋白与聚谷氨酸盐的质量比为1～5：1，优选为1.5～3：1。3.根据权利要求1所述的重组胶原蛋白
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聚谷氨酸盐水凝胶，其特征在于，所述混合液中：重组胶原蛋白的含量为0.01～10％，优选为0.5～5％；聚谷氨酸盐的含量为0.01～10％，优选为0.2～3％；聚乙二醇的含量为0.2～20％，优选为1～10％；基于所述混合液的总重量。4.根据权利要求1或2所述的重组胶原蛋白
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聚谷氨酸盐水凝胶，其特征在于，所述重组胶原蛋白选自重组人源化I型胶原蛋白、重组人源化III型胶原蛋白、重组人源化IV型胶原蛋白、重组人源化VII型胶原蛋白、重组人源化XVII型胶原蛋白中的一种或多种组合。5.根据权利要求1或2所述的重组胶原蛋白
‑
聚谷氨酸盐水凝胶，其特征在于，所述聚谷氨酸盐为γ
‑
聚谷氨酸盐；优选为Na
+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、Mg
2+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、Ca
2+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐、NH
4+
形式的γ
‑
聚谷氨酸盐中的一种或多种组合。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚婧，黄文涛，乔保坤，李冉，仵西凤，
申请(专利权)人：湖南科妍创美医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：