一种胶原蛋白的新型交联剂、交联胶原纤维的方法和应用技术

本发明专利技术属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种交联胶原蛋白的新型交联剂及交联胶原纤维的方法和应用，通过以下方法制备：由壳聚糖季铵盐与1，4

【技术实现步骤摘要】
一种胶原蛋白的新型交联剂、交联胶原纤维的方法和应用

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[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种胶原蛋白的新型交联剂、交联胶原纤维的方法和应用。

技术介绍

[0002]胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，三螺旋结构的胶原蛋白在体内自组装形成紧密排列的纤维结构，为细胞的粘附、增殖和分化提供良好的生长环境。胶原蛋白因其良好的生物相容性和生物活性，在植入剂、人工皮肤等领域广泛应用。然而，胶原蛋白作为蛋白质，稳定性较差，在体内易被蛋白酶降解，严重影响其使用效果。因此，开发合适的交联方法，来提高胶原蛋白的稳定性和抗降解性，在生物材料领域备受关注。
[0003]目前已经报道了多种胶原蛋白的交联方法，包括物理交联、化学交联和酶交联等。相比其他方法，化学交联具有交联度高、简单方便等优点，应用最为广泛。
[0004]中国专利CN101648989A采用戊二醛等化学交联剂对胶原蛋白纤维进行交联，制备得到更长效的胶原蛋白纤维。中国专利CN107349456 A使用戊二醛作为交联剂制备得到更稳定的胶原蛋白海绵。中国专利CN109432489 A以EDC/NHS为交联剂制备得到快速止血的胶原止血纤维棉。这些化学交联剂的应用，提高了胶原蛋白的稳定性和机械强度，但是，戊二醛等化学交联剂的残留导致细胞毒性等潜在风险。如何开发绿色、无毒、高效的新型交联剂，一直是胶原蛋白领域的关键问题。
[0005]针对上述技术问题，专利技术人在研究的过程中意外的发现了一种交联胶原蛋白的新型交联剂及交联胶原纤维的方法和应用，所述交联剂是将壳聚糖季铵盐与1.4
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丁二醇缩水甘油醚的反应得到；所述新型交联剂制备方法简单，具有良好的生物相容性，无细胞毒性；制备得到的胶原蛋白纤维保持良好的网孔结构，有利于成纤维细胞的生长；交联的胶原蛋白纤维呈紧密堆积的纤维结构，具有良好的稳定性和更强的抗酶解能力；胶原蛋白纤维植入后有效避免了钙化现象，生物安全性好，可应用于植入剂、人工皮肤、止血海绵、支架材、医疗器械等领域，应用前景广阔。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种交联胶原蛋白纤维的新型交联剂，所述的新型交联剂的结构式如式(Ⅰ)所示：
[0007][0008]其中，X为Cl、Br、I或Ac；n≥1。
[0009]优选的，X为Cl。
[0010]本专利技术的第二目的是提供所述的新型交联剂的制备方法，由壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚室温避光反应，透析后冻干得到。
[0011]优选的，所述的壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚反应pH 6.5
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8；反应时间为48
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96h；透析时间为24
‑
96h。
[0012]优选的，所述的壳聚糖季铵盐与1，4
‑
丁二醇缩水甘油醚反应pH7.4；反应时间为72h；透析时间为72h。
[0013]本专利技术的第三目的是提供所述的新型交联剂在交联胶原纤维中的应用。
[0014]本专利技术的第四目的是提供所述的新型交联剂交联胶原纤维的方法，包括如下步骤：
[0015](1)制备胶原纤维；
[0016](2)权利要求1所述的交联剂交联胶原蛋白纤维；
[0017](3)均质，离心，收集沉淀；
[0018]步骤(1)所述的制备胶原纤维的具体方法如下：
[0019]配制浓度为0.1
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5mg/mL胶原蛋白溶液，加入10mM
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100mM磷酸氢二钠/磷酸二氢钠溶液(pH为6
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8)，离心收集沉淀；采用20mM磷酸氢二钠/磷酸二氢钠溶液(pH为6
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9)，将得到的沉淀分散均匀，使胶原浓度为3mg/mL后，17℃
‑
25℃孵育8
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19hrs；将温育后的胶原4℃，10000rpm均质20min；离心得到胶原蛋白纤维。
[0020]优选的，所述的胶原蛋白为动物胶原蛋白或重组胶原蛋白。
[0021]优选的，步骤(2)中所述的交联剂的终浓度1.4mg/mL
‑
25mg/mL，在4
‑
37℃反应12
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24h。
[0022]优选的，交联剂添加量为7
‑
14mg/mL。
[0023]优选地，交联剂的反应温度25℃。
[0024]优选的，交联剂的反应时间24h。
[0025]优选的，步骤(3)所述的均质条件为：在4℃
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25℃条件下均质20
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30min，均质转速为10000rpm。
[0026]本专利技术的第五目的是提供所述的方法制备得到的交联胶原蛋白纤维。
[0027]本专利技术的第六目的是提供所述的方法制备得到的交联胶原蛋白纤维植入剂。
[0028]优选的，所述的交联胶原蛋白纤维在制备人工皮肤、止血海绵、支架材料、医疗器械中的应用。
[0029]本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一种新型胶原蛋白交联剂，所述的新型交联剂由壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚室温避光反应得到，制备方法简单；(2)本专利技术制备的交联胶原蛋白纤维保持良好的网孔结构，有利于成纤维细胞的生长；(3)本专利技术制备的交联胶原蛋白纤维交联度高，呈紧密堆积的纤维结构，具有良好的稳定性和更强的抗酶解能力；(4)本专利技术所述新型胶原蛋白交联剂具有良好的生物相容性，无细胞毒性；(5)本专利技术所述交联胶原蛋白纤维的植入剂，植入体内后炎症反应明显较轻微，具有良好的生物安全性；8周内未发生明显降解，在体内具有良好的稳定性和持久性；(6)本专利技术所述交联胶原蛋白纤维的植入剂，能显著促进胶原蛋白的再生，并有效避免钙化现象；(7)本专利技术制备的交联胶原蛋白纤维，可以用于制备植入剂、人工皮肤、止血海绵、支架材料、医疗器械，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0030]图1新型胶原蛋白交联剂的红外光谱
[0031]图2不同浓度胶原蛋白交联剂的交联效果
[0032]图3新型交联剂交联胶原蛋白纤维的扫描电镜图
[0033]图4新型交联剂交联胶原蛋白纤维的流变力学表征图
[0034]图5新型交联剂交联胶原蛋白纤维的酶解图
[0035]图6新型交联剂交联胶原蛋白纤维的细胞毒性与细胞增殖图
[0036]图7新型交联剂交联胶原蛋白纤维的活细胞/死细胞染色图
[0037]图8交联胶原蛋白纤维植入小鼠皮肤的组织HE染色
[0038]图9交联胶原蛋白纤维植入小鼠皮肤的组织Masson染色
[0039]图10交联胶原蛋白纤维植入小鼠皮肤组织的茜素红染色
具体实施方式
[0040]下面通过具体实施例对本专利技术进行详细的阐述，任何本领域的技术人员在本专利技术的基础上，结合本领域公知常识所能想到的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联胶原蛋白纤维的新型交联剂，其特征在于，所述的新型交联剂的结构式如式(Ⅰ)所示：其中，X为Cl、Br、I或Ac；n≥1。2.如权利要求1所述新型交联剂的制备方法，其特征在于，由壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚室温避光反应，透析后冻干得到。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚反应pH为6.5
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8；反应时间为48
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96hrs；透析时间为24
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96hrs。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖季铵盐与1，4
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丁二醇缩水甘油醚反应pH为7.4；反应时间为72hrs；透析时间为72hrs。5.如权利要求1所述的新型交联剂在交联胶原纤维中的应用。6.如权利要求1所述的新型交联剂交联胶原纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)构建胶原蛋白纤维；(2)使用权利要求1所述的交联剂交联胶原蛋白纤维；(3)均质，离心，收集沉淀；步骤(1)所述的构建胶原蛋白纤维的具体方法如下：配制浓度为0.1
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5mg/mL胶原蛋白溶液，加入1...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建喜，王琪，
申请(专利权)人：胶原蛋白武汉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：