CN109793928A - 一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法，属于生物医药材料领域。主要解决目前弱酸条件下胶原蛋白溶解不佳使得配制的胶原溶液浓度低的问题，克服由其制备的胶原蛋白人工硬脑(脊)膜的力学性能和防体液渗漏性能欠佳的现象。

Description

一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法，属于生物医药材料领域。

背景技术

人的脑和脊髓覆盖有脑膜，从外到内分硬脑膜，蛛网膜和软脑膜三层，对维持中枢神经系统正常功能至关重要。具有生物相容性和生物降解性的人工硬脑 (脊)膜常用于移植到因疾病和创伤引发的脑(脊)膜受损组织而修复其完整性和功能性。胶原蛋白已经作为一种人工硬脑(脊)膜在临床上使用。目前以胶原为基质的人工硬脑(脊)膜的工艺流程普遍涉及胶原溶液的配制和冷冻。为了接近于脑(脊) 膜组织所处的中性酸碱环境，制膜的胶原蛋白纤维需要在弱酸性条件下(如pH 约3-4)配制成溶液。但胶原蛋白纤维在弱酸中(如醋酸)溶解度有限，导致终端的硬脑(脊)膜产品由于其胶原含量低而力学性能欠佳，防止体液渗漏的能力亦受影响。本发明提供了一种制备硬脑(脊)膜的方法，可提高弱酸性条件下的胶原溶液浓度，改善制成膜的力学性能和防渗漏性能，并且工艺流程的中间体可储存，供制备的随时所需，节省了胶原原料和制备时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法。其步骤如下：

(1)取市售或自制的干燥胶原纤维材料，在室温下用机器剪切成细碎的胶原小块；

(2)在低温环境温度下将胶原小快放入研磨机，研磨成粉状；

(3)用80目和100目的金属筛网取得80-100目孔径大小的胶原粉末；

(4)在室温环境下称重(3)得到的胶原粉末，加入醋酸溶液中溶解，调节pH 至3.5-4.5，配成0.5-1％的胶原溶液，搅拌器低速搅拌其直至溶胀，继续放置若干小时成溶液；

(5)将胶原溶液倒入匀浆机，间歇性的匀浆一段时间(机器工作和休息交替进行)，得到均匀的胶原溶液，并真空抽滤去除气泡；

(6)取一个中空的塑料管两端开口，将100目金属筛网镶嵌在一端作为盛放胶原溶液的容器底，再将一透析膜(如MW 3,500)覆在容器内部的金属筛网上，保证筛网和筛网外周边缘均被透析膜平整覆盖。将(5)得到的胶原溶液倒入容器内，均匀分布在透析膜上面；

(7)在一个比(6)中的容器更大的容器里称重乙二醇(如MW 20,000)粉末，加入纯水配成悬浮液，60℃烘烤形成一表面平整具有一定厚度的固体，厚度 1.5-3cm为佳。将(6)得到的装有胶原溶液的容器立于乙二醇固体上，金属筛网一端接触乙二醇。胶原溶液在乙二醇的脱水作用下缓慢透析而浓缩，直至溶液体积减少50％以上，60-70％为佳；

(8)取出装有浓缩的胶原溶液的容器，放入1∶1(v/v)干冰-乙醇的混合液中 (俗称冰浴)，胶原溶液迅速冷冻成坚硬固体，将其从冰浴中取出，剥去表面粘住的透析膜，储存在-20℃冰箱供以后制备硬脑(脊)膜随时使用；

(9)真空冷冻干燥(8)中的固体状胶原得到海绵状胶原。由于胶体溶液靠近乙二醇的部位比远离的部位脱水程度高导致胶原浓度高(有时脱水成一薄膜)，这样制备的硬脑(脊)膜一侧胶原孔隙致密提高了膜的防体液渗漏性能，另一侧是普通胶原海绵，孔隙疏松可大量吸收体液，并且膜的整体因胶原含量的增加使膜的力学性能有所提高；

(10)将海绵置于戊二醛等交联剂溶液中浸泡，取出风干；

(11)将海绵切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。

具体实施方式

实例一

取自制的胶原纤维板材，在室温下机器剪切成2.5mm×2.5mm的胶原小块。在4℃环境温度下将胶原小快放入研磨机，以10000rpm速度研磨成粉状。用80目和100目的金属筛网取得80-100目孔径大小的胶原粉末。在室温环境下称重1g胶原粉末，加入100ml醋酸溶液中，调节pH至4.2，配成1％的胶原溶液，搅拌器低速搅拌直至溶胀，继续放置若干小时成溶液。将胶原溶液倒入匀浆机，间歇性的匀浆(机器工作1min，休息1min)，共15min，得到均匀的胶原溶液，并真空抽滤去除气泡。一个中空圆形塑料管(内径5cm，高5cm)两端开口，将100目金属筛网镶嵌在一端作为放置胶原溶液的容器底部，再将一圆形透析膜(MW3,500)覆在容器内部的金属筛网上，保证筛网和筛网外周边缘均被透析膜平整覆盖，再将胶原溶液倒入容器内。在一内径15cm的圆形容器中称重200g乙二醇(MW20,000)的粉末，加入200ml纯水配成悬浮液，60℃烘烤成一表面平整的固体，厚度约1.5cm。将装有胶原溶液的容器立于乙二醇固体上，金属筛网一端接触乙二醇。胶原溶液透析脱水浓缩，直至溶液体积减少约50％。取出容器，放入1∶1(v/v)干冰-乙醇的混合液中，溶液迅速冷冻成坚硬固体。将固体从冰浴中取出，切去表面粘住的透析膜，再将固体储存在-20℃冰箱供制备硬脑(脊)膜使用。冷干固体状胶原得到海绵状胶原。将海绵置于戊二醛溶液中浸泡，取出风干。将海绵切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。

实例二

取市售的絮状胶原纤维，在室温下机器剪切成5mm长的胶原小条。在4℃环境温度下将胶原小条放入研磨机，8000rpm研磨成粉状。用80目和100目的金属筛网筛得80-100目孔径大小的胶原粉末。在室温环境下称重5g胶原粉末，加入1000ml醋酸溶液中，调节pH至4.0，配成0.5％的胶原溶液，搅拌器低速搅拌直至溶胀，继续放置若干小时成溶液。将胶原溶液倒入匀浆机，间歇性的匀浆(机器工作1min，休息1min)，共20min，得到均匀的胶原溶液，并真空抽滤去除气泡。一个中空圆形塑料管(内径12cm，高5cm)两端开口，将 100目金属筛网镶嵌在一端作为放置胶原胶体溶液的容器底部，再将一圆形透析膜(MW 3,500)覆在容器内部的金属筛网上，保证筛网和筛网外周边缘均被透析膜平整覆盖再将胶原溶液倒入容器内。在一边长20cm的方形容器中称重350g 乙二醇(MW20,000)粉末，加入300ml纯水配成悬浮液，60℃烘烤成一表面平整的固体，厚度约2cm。将装有胶原溶液的容器立于乙二醇固体上，金属筛网一端接触乙二醇。胶原溶液透析脱水浓缩，溶液体积减少约60％。取出容器，放入1∶1(v/v)干冰-乙醇的混合液中，溶液迅速冷冻成坚硬固体。将固体从冰浴中取出，剥去表面的透析膜，将固体储存在-20℃冰箱供制备硬脑(脊)膜使用。冷干固体状胶原得到海绵状胶原。将海绵置于戊二醛溶液中浸泡，取出风干。将海绵切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。

实例三

取自制的胶原纤维板材，在室温下机器剪切成5mm长的胶原小块。在4℃环境温度下将胶原小条放入研磨机，8000rpm研磨成粉状。用80目和100目的金属筛网筛得80-100目孔径大小的胶原粉末。在室温环境下称重2g胶原粉末，加入400ml醋酸溶液中，调节pH至3.8，配成0.5％的胶原溶液，搅拌器低速搅拌直至溶胀，继续放置若干小时成溶液。将胶原溶液倒入匀浆机，间歇性的匀浆(机器工作1min，休息1min)，共15min，得到均匀的胶原溶液，并真空抽滤去除气泡。一个中空方形塑料管(内径8cm×8cm，高10cm)两端开口，将100目金属筛网镶嵌在一端作为放置胶原胶体溶液的容器底部，再将一方形透析膜(MW 3,500)覆在容器内部的金属筛网上，保证筛网和筛网外周边缘均被透析膜平整覆盖，再将胶原溶液倒入容器内。在一边长20cm的方形容器中称重300g乙二醇(MW20,000)粉末，加入200ml纯水配成悬浮液，60℃烘烤成一表面平整的固体，厚度约2cm。将装有胶原溶液的容器立于乙二醇固体上，金属筛网一端接触乙二醇。胶原溶液透析脱水浓缩，溶液体积减少约2/3。取出容器，放入1∶1(v/v)干冰-乙醇的混合液中，溶液迅速冷冻成坚硬固体。将固体从冰浴中取出，切去表面粘住的透析膜，将固体储存在-20℃冰箱供制备硬脑(脊) 膜使用。冷干固体状胶原得到海绵状胶原。将海绵置于甲醛溶液中浸泡，取出风干。将海绵切割成所需大小，包装，伽马射线照射除菌制成终端产品。

Claims (1)

1.一种胶原材料制备的脑膜或脊膜生物膜片及其制备方法，其中包括将胶原纤维研磨成80-100目的粉末，乙二醇悬浮液烘干成固体用于浓缩胶原溶液，干冰-乙醇混合液冰浴迅速冷冻胶原溶液成固体用于储存的工艺，其特征在于制备过程包括下列各步骤：

(1)取市售或自制的胶原纤维用机器剪切成小块，在低温环境下研磨成粉，并经80目与100目筛网过滤得到颗粒大小为80目-100目之间的胶原纤维粉末；

(2)将一个100目金属筛网镶嵌在一个两端开口的中空塑料管的一端作为放置胶原溶液的容器底部，再将一透析膜(如MW 3,500)平整完全覆盖金属筛网上，再将胶原溶液倒入容器内，构成胶原溶液浓缩的模具；

(3)在一内径更大的容器中称重乙二醇(如MW 20,000)粉末，加入纯水配成悬浮液，60℃烘烤成一表面平整具有一定厚度的固体，厚度1.5-3cm为佳，将装有胶原溶液的容器立于乙二醇固体上，金属筛网一端接触乙二醇，构成胶原溶液浓缩的设备；

(4)将浓缩后的胶原溶液放入1∶1(v/v)干冰-乙醇的混合液中(俗称冰浴)，溶液迅速冷冻成坚硬固体，避免浓缩的胶原溶液在通常降温冷冻过程中的胶原蛋白析出的发生，维持了胶原蛋白的结构，而冰浴得到的固体状胶原可储存在-20℃冰箱供制备硬脑(脊)膜随时所需，节省了胶原原料和制膜的时间。