CN117695442A - 一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用,属于无菌胶原蛋白泡沫材料技术领域,具体涉及将胶原蛋白原液加入保护剂,灌装到密封的医用级不锈钢瓶中,进行辐照灭菌,能有效的维持胶原蛋白体系的稳定,避免出现在辐照灭菌过程中胶原蛋白的结构被破坏,对胶原蛋白具有一定的保护作用。使用辐照灭菌的方法,无需进行预冻,可直接冷冻,低温辐照,减少因提前预冻、长时间照射引起蛋白变性情况的发生,同时可降低内毒素。本发明制备的无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度高,胶原蛋白结构保存效果好并且内毒素低。
Description
技术领域
本发明属于无菌胶原蛋白泡沫材料技术领域,具体涉及一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。
背景技术
目前,市面上现有技术所提供的胶原蛋白泡沫材料需反复进行高温消毒,破坏了胶原蛋白泡沫材料的稳定性,在医学领域的临床情况中出现了弊端,安全性较低,易发生临床感染。因无菌胶原蛋白泡沫材料中的原料胶原蛋白原液要做到无菌提供,现有技术中的过滤除菌具有生产过程难控制,生产效率低,增加生产成本等问题。也有少部分现有技术采用辐照灭菌,但辐照灭菌需提前预冻,预冻时间过长,未使用密封的容器进行辐照灭菌,解冻措施不完善,使胶原蛋白原液发生结构改变、体系不稳定,无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度过低。
CN104906030B公开了压力敏感性水胶及其使用方法,TW1413534B公开了用于产生组织修复用之泡沫式生物相容材料的套组、产生泡沫式生物相容材料的方法与泡沫式生物相容材料,上述两份专利文件中未提到胶原蛋白泡沫材料为最终无菌状态提供,需反复进行高温消毒,破坏了胶原蛋白泡沫材料的稳定性,在医学领域的临床情况中出现了弊端,安全性较低,易发生临床感染。CN114618018A公开了一种无菌胶原蛋白植入剂及其制备方法,提到胶原蛋白可采用辐照灭菌,但辐照灭菌需提前预冻,预冻时间过长,未使用密封的容器进行辐照灭菌,解冻措施不完善,使胶原蛋白原液发生结构改变、体系不稳定,无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度过低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内毒素低的、发泡度高的、胶原蛋白结构保存度好的无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。
本发明的目的:在于提供一种无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备与应用,以解决现有技术存在的不足。本发明所提供的制备方法能够维持胶原蛋白原液体系的稳定,减少胶原蛋白原液结构发生改变,从而使无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度提高,适用于生物医学领域的临床中。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为:
一种无菌胶原蛋白泡沫材料,包括:以胶原蛋白为主体材料,还分散有保护剂;无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度为70-80%。
优选地,胶原蛋白具有三螺旋活性结构;或,胶原蛋白具有天然活性;或,无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.35EU/mL,或,无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.5EU/mL。
优选地,保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种;或,保护剂的总加入量与胶原蛋白的关系为1-33.33mmol/g。本发明发现,将抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯作为保护剂加入胶原蛋白溶液中后,经后续处理制成无菌胶原蛋白泡沫材料后,使无菌胶原蛋白泡沫材料的内毒素低、发泡度高以及胶原蛋白结构保存度好。
本发明公开了上述无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,包括:将保护剂加入胶原蛋白溶液中,高压均质处理后密封保存,冷冻及辐照灭菌,解冻后释放压力,得到无菌胶原蛋白泡沫。
优选地,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为5-50mg/mL;或,胶原蛋白溶液中溶剂为水或PBS缓冲液;或,保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种。
更优选地,在使用双(三羟甲基)丙烷酯作为保护剂后,还可以进一步加入乙氧基乙酸,可以得到内毒素更低、发泡度更高以及胶原蛋白结构保存度更好的无菌胶原蛋白泡沫材料。
优选地,双(三羟甲基)丙烷酯的制备中,双(三羟甲基)丙烷和己二酸混合,然后加入催化剂,搅拌混合,在氮气氛围下,在140-180℃下反应,冷却,过滤,得到双(三羟甲基)丙烷酯。
更优选地,双(三羟甲基)丙烷酯的制备中,双(三羟甲基)丙烷的使用量为己酸的150-200wt%。
更优选地,双(三羟甲基)丙烷酯的制备中,催化剂为氧化亚锡,催化剂的使用量为双(三羟甲基)丙烷的0.5-2wt%。
更优选地,PBS缓冲液的pH为6-8;或,PBS缓冲液浓度为1-200mM;或,保护剂的使用量为50-500mM。
优选地,高压均质处理中,压力为1-200个大气压;或,冷冻的温度为零下100℃至零下1℃;或,冷冻时间为0.5-3h;或,辐照灭菌的辐照剂量为15kGy-30kGy。
优选地,密封保存中处于二氧化碳氛围中。
优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,1-200个大气压下均质处理1-40次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下100℃至零下1℃的范围内冷冻0.5-3h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,胶原蛋白试剂为胶原蛋白或胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为5-50mg/mL。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,溶剂为水或PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6-8,浓度为1-200mM。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,保护剂为抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸和甘油中的一种或多种混合,保护剂的使用量为50-500mM。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,辐照灭菌的辐照剂量为15kGy-30kGy。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱或铝箔保温袋。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度可达70-80%。
更优选地,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.5EU/mL。
优选地,上述无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法还包括胶原蛋白的制备方法。
优选地,胶原蛋白还可以胶原蛋白原液的方式使用。
优选地,胶原蛋白原液的制备中,将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。
更优选地,胶原蛋白原液的制备中,原料为牛跟腱、牛皮和猪皮中至少1种。
更优选地,胶原蛋白原液的制备中,预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活。化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用。
更优选地,胶原蛋白原液的制备中,酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为1-4wt%,酶解液的pH为1.5-2,酶解时间为40-96h,酶解完后离心,离心转速为8000-16000rpm,在2-8℃下离心30-60min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的20-40wt%。
更优选地,胶原蛋白原液的制备中,超滤纯化处理中,超滤置换液为0.01-0.5M的稀盐酸或乙酸或柠檬酸,置换液体积为酶解液体积的3-12倍,超滤膜的分子量为50-150KD,用氢氧化钠调节pH为9-9.5,保持30min-120min后用盐酸将pH调至6-8,静置15-30h。
更优选地,胶原蛋白原液的制备中,高压均质处理中,控制压力为100-500bar,均质温度为4-15℃,均质10-30min,然后采用8000-16000rpm的转速在2-8℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
本发明公开了上述无菌胶原蛋白泡沫材料在制备医用材料中的用途。
本发明的制备方法中的恒温解冻使灭菌后的无菌胶原蛋白泡沫材料缓慢进行解冻,更有利于保护无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度,加入的保温措施能防止因快速解冻导致发泡度过低,不能起泡现象。
本发明提供的无菌的胶原蛋白泡沫材料可塑性强、内毒素低、具有较高的使用安全性、增加止血效果、减少临床感染事件的发生,可应用于神经外科、整形外科和骨科等多种生物医疗领域,同时能够预防因反复高温消毒产生的材料稳定性降低,更适用于临床情况,可应用于多种大小不同的组织的修复上。
本发明由于采用了将胶原蛋白原液加入保护剂,灌装到密封的医用级不锈钢瓶中,进行辐照灭菌,能有效的维持胶原蛋白体系的稳定,避免出现在辐照灭菌过程中胶原蛋白的结构被破坏,对胶原蛋白具有一定的保护作用。使用辐照灭菌的方法,无需进行预冻,可直接冷冻,低温辐照,减少因提前预冻、长时间照射引起蛋白变性情况的发生,同时可降低内毒素,因而具有如下有益效果:无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度高,胶原蛋白结构保存效果好并且内毒素低。因此,本发明是内毒素低的、发泡度高的、胶原蛋白结构保存度好的无菌胶原蛋白泡沫材料及其制备方法与应用。
附图说明
图1为无菌胶原蛋白泡沫材料图;
图2为红外光谱图;
图3为电泳图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述:
实施例1:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理10次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下20℃冷冻2h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为15mg/mL;溶剂为水。保护剂为抗坏血酸钠,保护剂的使用量为50mM。辐照灭菌的辐照剂量为15kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例2:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
胶原蛋白原液的制备:将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。原料为牛跟腱;预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活,化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用;酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为2wt%,酶解液的pH为2,酶解时间为40h,酶解完后离心,离心转速为16000rpm,在5℃下离心30min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的30wt%;超滤纯化处理中,超滤置换液为0.01M的稀盐酸,置换液体积为酶解液体积的5倍,超滤膜的分子量为100KD,用氢氧化钠调节pH为9,保持30min后用盐酸将pH调至6,静置20h;高压均质处理中,控制压力为100bar,均质温度为4℃,均质20min,然后采用8000rpm的转速在4℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理10次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下20℃冷冻2h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为15mg/mL;溶剂为水。保护剂为抗坏血酸钠,保护剂的使用量为50mM。辐照灭菌的辐照剂量为15kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。本实施例制备得到的无菌胶原蛋白泡沫材料如图1所示。
实施例3:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理20次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下100℃冷冻0.5h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为35mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为20mM。保护剂为褪黑素,保护剂的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为20kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例4:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
胶原蛋白原液的制备:将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。原料为牛跟腱;预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活,化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用;酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为2wt%,酶解液的pH为2,酶解时间为68h,酶解完后离心,离心转速为12000rpm,在5℃下离心45min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的30wt%;超滤纯化处理中,超滤置换液为0.5M的乙酸,置换液体积为酶解液体积的5倍,超滤膜的分子量为50KD,用氢氧化钠调节pH为9,保持60min后用盐酸将pH调至6,静置20h;高压均质处理中,控制压力为300bar,均质温度为10℃,均质20min,然后采用12000rpm的转速在4℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理20次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下100℃冷冻0.5h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为35mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为20mM。保护剂为褪黑素,保护剂的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为20kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例5:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为45mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为甘油,保护剂的使用量为300mM。辐照灭菌的辐照剂量为25kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例6:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
胶原蛋白原液的制备:将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。原料为牛跟腱;预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活,化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用;酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为2wt%,酶解液的pH为2,酶解时间为96h,酶解完后离心,离心转速为8000rpm,在5℃下离心60min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的30wt%;超滤纯化处理中,超滤置换液为0.5M的柠檬酸,置换液体积为酶解液体积的5倍,超滤膜的分子量为50KD,用氢氧化钠调节pH为9,保持120min后用盐酸将pH调至6,静置20h;高压均质处理中,控制压力为500bar,均质温度为4℃,均质10min,然后采用16000rpm的转速在4℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为45mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为甘油,保护剂的使用量为300mM。辐照灭菌的辐照剂量为25kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例7:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为赖氨酸和抗坏血酸钠,赖氨酸的使用量为50mM,抗坏血酸钠的使用量为50mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例8:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
胶原蛋白原液的制备:将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。原料为牛跟腱;预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活,化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用;酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为2wt%,酶解液的pH为2,酶解时间为96h,酶解完后离心,离心转速为8000rpm,在8℃下离心60min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的30wt%;超滤纯化处理中,超滤置换液为0.5M的柠檬酸,置换液体积为酶解液体积的5倍,超滤膜的分子量为50KD,用氢氧化钠调节pH为9,保持120min后用盐酸将pH调至6,静置20h;高压均质处理中,控制压力为500bar,均质温度为4℃,均质10min,然后采用16000rpm的转速在4℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为赖氨酸和抗坏血酸钠,赖氨酸的使用量为50mM,抗坏血酸钠的使用量为50mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例9:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
双(三羟甲基)丙烷酯的制备:双(三羟甲基)丙烷和己二酸混合,然后加入催化剂,搅拌混合,在氮气氛围下,在160℃下反应,冷却,过滤,得到双(三羟甲基)丙烷酯。双(三羟甲基)丙烷的使用量为己酸的180wt%,催化剂为氧化亚锡,催化剂的使用量为双(三羟甲基)丙烷的1wt%。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为双(三羟甲基)丙烷酯,双(三羟甲基)丙烷酯的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例10:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
胶原蛋白原液的制备:将原料经预处理和前处理,得到原料切片;将原料切片经酶解处理,得到胶原蛋白粗提液;将胶原蛋白粗提液经超滤纯化处理和高压均质处理,得到胶原蛋白原液。原料为牛跟腱;预处理为筋膜、去杂质、脱细胞处理和切片,前处理为病毒灭活,优选为化学试剂灭活,化学试剂为过氧乙酸,按本领域常规方法使用;酶解处理中,将原料切片加入酶解液中,酶解液为含有胃蛋白酶的酸性溶液,酶解液中胃蛋白酶的含量为2wt%,酶解液的pH为2,酶解时间为96h,酶解完后离心,离心转速为8000rpm,在8℃下离心60min取上清液,得到胶原蛋白粗提液,原料切片的使用量为酶解液的30wt%;超滤纯化处理中,超滤置换液为0.5M的柠檬酸,置换液体积为酶解液体积的5倍,超滤膜的分子量为50KD,用氢氧化钠调节pH为9,保持120min后用盐酸将pH调至6,静置20h;高压均质处理中,控制压力为500bar,均质温度为4℃,均质10min,然后采用16000rpm的转速在4℃的温度下离心30min,得到胶原蛋白原液。
双(三羟甲基)丙烷酯的制备:双(三羟甲基)丙烷和己二酸混合,然后加入催化剂,搅拌混合,在氮气氛围下,在160℃下反应,冷却,过滤,得到双(三羟甲基)丙烷酯。双(三羟甲基)丙烷的使用量为己酸的180wt%,催化剂为氧化亚锡,催化剂的使用量为双(三羟甲基)丙烷的1wt%。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白原液,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为双(三羟甲基)丙烷酯,双(三羟甲基)丙烷酯的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例11:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
本实施例与实施例9相比,不同之处在于无菌胶原蛋白泡沫材料的制备。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为双(三羟甲基)丙烷酯和乙氧基乙酸,双(三羟甲基)丙烷酯的使用量为100mM,乙氧基乙酸的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
实施例12:一种无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法
本实施例与实施例10相比,不同之处在于无菌胶原蛋白泡沫材料的制备。
无菌胶原蛋白泡沫材料的制备:将胶原蛋白试剂加入溶剂中配制成胶原蛋白溶液,加入保护剂,2个大气压下均质处理30次,转移至医用级不锈钢瓶中,在医用级二氧化碳气氛下密封保存;然后在零下40℃冷冻1h进行辐照灭菌,得到灭菌的胶原蛋白泡沫材料;恒温解冻,然后将解冻后的含有灭菌的胶原蛋白泡沫材料的医用级不锈钢瓶中的压力释放,得到涂布使用的无菌胶原蛋白泡沫。胶原蛋白试剂为胶原蛋白,胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为50mg/mL;溶剂为PBS缓冲液,PBS缓冲液的pH为6,浓度为1mM。保护剂为双(三羟甲基)丙烷酯和乙氧基乙酸,双(三羟甲基)丙烷酯的使用量为100mM,乙氧基乙酸的使用量为100mM。辐照灭菌的辐照剂量为30kGy。恒温解冻为使用保温措施进行解冻,其保温措施为采用泡沫保温箱。
对比例1:本对比例的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法与实施例2相同,不同之处在于,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中不加保护剂。
对比例2:本对比例的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法与实施例2相同,不同之处在于,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中灌装到医用级不锈钢瓶后,不锈钢瓶为不密封状态。
对比例3:本对比例的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法与实施例2相同,不同之处在于,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中,在进行冷冻和辐照灭菌前,装入胶原蛋白原液的医用级不锈钢瓶在零下20℃下预冻24h。
对比例4:本对比例的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法与实施例2相同,不同之处在于,无菌胶原蛋白泡沫材料的制备中的恒温解冻不采用保温措施,快速解冻。
试验例:
本发明对实施例9制备得到的双(三羟甲基)丙烷酯进行了红外表征,测试结果如图2所示,其中,在3472cm-1处为羟基的红外吸收峰,在2800-3000cm-1之间为甲基、亚甲基的红外吸收峰,在1728cm-1处为羰基的红外吸收峰,在1080cm-1处为碳氧碳的红外吸收峰。
本发明以SH-SY5Y 细胞作为测试细胞,采用MTT法考察本发明实施例9中制备得到的双(三羟甲基)丙烷酯的细胞毒性,双(三羟甲基)丙烷酯以5μmol/L的浓度作用24h,SH-SY5Y 细胞的细胞存活率均高于97%,表明本发明制备得到的双(三羟甲基)丙烷酯不具有高的细胞毒性。
本发明对各实施例和对比例制备得到的无菌胶原蛋白泡沫材料进行了毒素、无菌和胶原蛋白含量的检测,并对发泡度进行计算,测试结果如表1所示:
表1 无菌胶原蛋白泡沫材料测试结果
注:胶原蛋白变性后胶原蛋白含量无法测出。
从表一中可以看出,实施例1-8较对比例1、对比例2、对比例3、对比例4内毒素低、安全性高,可测出胶原蛋白含量、蛋白结构未被破坏发生改变,发泡度高,说明本发明的技术方法可以获得一种无菌的胶原蛋白泡沫材料。
本发明通过电泳测试方法对实施例2、实施例4、实施例6和实施例8制备得到的进行测试无菌胶原蛋白泡沫材料,得到电泳图如图3所示,其中,为Marker,为标准品,为实施例2制备的无菌胶原蛋白泡沫材料,为实施例4制备的无菌胶原蛋白泡沫材料,为实施例6制备的无菌胶原蛋白泡沫材料,为实施例8制备的无菌胶原蛋白泡沫材料。
结果表明,本发明所述的无菌胶原蛋白泡沫材料与标准品电泳图一样,保持了胶原蛋白原有的三螺旋活性结构,具有胶原蛋白天然活性。
本发明按实施例2的方法,只改变保护剂种类,其他均与实施例2相同,对内毒素、无菌和胶原蛋白含量进行检测,对发泡度进行计算,结果如表2所示:
表2 保护剂改变后的测试结果
从表2中可看出,保护剂种类的改变仍保证无菌,发泡效果未发生明显变化。
本发明按实施例2的方法,只改变特定温度、保温时间,其他均与实施例2相同,对内毒素、无菌和胶原蛋白含量进行检测,对发泡度进行计算,结果如表3所示:
表3 温度及保温时间改变后的测试结果
从表3中可看出,冷冻温度与时长的变化未使胶原蛋白变性,内毒素低、安全性高。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型。因此,所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
以上所述的实施例及/或实施方式,仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式,并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制,任何本领域技术人员,在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围,当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例,但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以作出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种无菌胶原蛋白泡沫材料,包括:以胶原蛋白为主体材料,还分散有保护剂;所述无菌胶原蛋白泡沫材料的发泡度为70-80%。
2.根据权利要求1所述的一种无菌胶原蛋白泡沫材料,其特征是:所述胶原蛋白具有三螺旋活性结构;或,所述胶原蛋白具有天然活性;或所述无菌胶原蛋白泡沫材料内毒素小于0.5EU/mL。
3.根据权利要求1所述的一种无菌胶原蛋白泡沫材料,其特征是:所述保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种;或,所述保护剂的总加入量与胶原蛋白的关系为1-33.33mmol/g。
4.权利要求1所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,包括:将保护剂加入胶原蛋白溶液中,高压均质处理后密封保存,冷冻及辐照灭菌,解冻后释放压力,得到无菌胶原蛋白泡沫。
5.根据权利要求4所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,其特征是:所述胶原蛋白溶液中胶原蛋白的浓度为5-50mg/mL;或,所述胶原蛋白溶液中溶剂为水或PBS缓冲液;或,所述保护剂包括抗坏血酸钠、褪黑素、赖氨酸、甘油和双(三羟甲基)丙烷酯中至少1种。
6.根据权利要求5所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,其特征是:所述PBS缓冲液的pH为6-8;或,所述PBS缓冲液浓度为1-200mM;或,所述保护剂的使用量为50-500mM。
7.根据权利要求4所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,其特征是:所述高压均质处理中,压力为1-200个大气压;或,所述冷冻的温度为零下100℃至零下1℃;或,所述冷冻时间为0.5-3h;或,所述辐照灭菌的辐照剂量为15kGy-30kGy。
8.根据权利要求4所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,其特征是:所述密封保存中处于二氧化碳氛围中。
9.根据权利要求4所述的无菌胶原蛋白泡沫材料的制备方法,其特征是:还包括胶原蛋白的制备方法。
10.权利要求1所述的无菌胶原蛋白泡沫材料在制备医用材料中的用途。
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2023
- 2023-12-27 CN CN202311816870.1A patent/CN117695442A/zh active Pending
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