CN1487967A - 一种制备胶原海绵的方法和用于萃取部分胶原泡沫的装置以及拉长的胶原海绵 - Google Patents

一种制备胶原海绵的方法和用于萃取部分胶原泡沫的装置以及拉长的胶原海绵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制备胶原海绵的方法，包括混合空气到一种胶原凝胶中，从而得到一种被干燥的胶原泡沫。从所得到的干燥产物，通过分离出具有腔室直径大于0.75mm但小于4mm的海绵部分、或具有平均腔对角尺寸为3mm的海绵部分而得到胶原海绵。所述胶原海绵可用作封闭伤口的植物，可以带有一层含有纤维蛋胶水的涂层，如纤维蛋白原、凝血酶和抑肽酶的组合物。还公开了一种用于萃取部分胶原泡沫和用于退化所述胶原泡沫另一部分为一种胶原凝胶的装置。一种具有透过性小孔或孔腔和弹性壁的拉长的胶原海绵，可用于在哺乳动物的肠胃漏斗或气管系统中重新建立内壁。

Description

一种制备胶原海绵的方法和用于萃取部分胶原泡沫的装置 以及拉长的胶原海绵
发明领域
本发明涉及一种制备胶原海绵的方法。按照本发明制得的所述胶原海绵特别适合用于先要停止毛细管流血的外科手术中。所述胶原海绵也可用作一种载体，以涂敷一种纤维蛋白胶水制液。本发明还涉及一种用于萃取部分胶原泡沫的装置。本发明还涉及一种拉长的胶原海绵。
发明背景
胶原自从上世纪六十年代就已经被用作止血试剂。胶原是所有哺乳动物中最为常见的结构蛋白。大约300kDa(原胶原)的单体蛋白质在特定位置进行共价交联。所述成熟蛋白质因而是不溶的，它形成具有高抗拉强度的特征原纤维。大量的胶原子类已经被公开，其中最为常见为胶原I，它是皮肤、腱、骨和角膜中主要胶原。胶原是一种纤维状蛋白质，由一种长度大约为290nm的三螺旋组成。这些三螺旋中的五个(原胶原分子)进行交错排列，形成一种直径大约为3.6nm的微纤维。这些微纤维具有极性和非极性片断，它们可以容易地进行纤维间和纤维内的相互作用。微纤维可以被包装到一个四角网格中，以形成具有直径约30nm的亚原纤维。这些亚原纤维接着可装配成胶原纤维，它是结缔组织的基本单位，它具有数百nm的直径，因而在光学显微镜下可以看到一个细线，参见参考资料1。在这些制备方法过程中制得的胶原凝胶和胶原海绵，包括这些原纤维作为最小的单位，这可由显微镜得到证实。
胶原可以用作一种用于密封伤口的材料，可能地与一种含有纤维蛋白胶水的涂料一起使用。纤维蛋白胶水，即纤维蛋白原、凝血酶和抑肽酶的组合物，许多年来已经成功地用于治疗粘合组织和神经和用于密封存在少量流血的表面。所述纤维蛋白胶水的一种缺点是，对于大量流血情形，所述胶水在纤维蛋白有效聚合发生之前，就常常被冲走。为了克服这个问题，外科医生开始用手涂敷所述液体纤维蛋白胶水到可吸收载体如胶原棉网之上。
尽管这些结合应用具有给人印象深刻的成功，但是，这种方法不能广泛地应用，这是由于它存在着一些缺点。其制备是相对麻烦的，所述方法需要经验和熟练技术人员，且所述制备方法对于紧急情况不是很有效，制备时间在10-15分钟之间。这些因素刺激着一种改进产品的开发，从而导致开发出一种覆盖有一种固体纤维蛋白原、固体凝血酶和固体抑肽酶涂层的固定组合物，如EP 0 059 265中所述。在EP 0 059 265中所公开的产品，其商标为TachoComb，它可直接应用到所述伤口之上。当所述涂层开始与水合流体如血液、其它体液或盐水接触时，所述成分能够溶解并有纤维蛋白形成。所述产品采用轻微的压力应用到所述伤口之上，胶原能够牢固地结合(粘合)到所述受伤的表面。进而实现止血和密封伤口。
除了一些血液凝结会刺激活性之外，在TachoComb中的胶原作用主要在于一种载体，它能吸收并赋予所涂敷的凝结制剂以机械稳定性。胶原的其它优点，特别是呈海绵形式，是其生物可降解性、其相对高抗张(即使是在其湿润状态)、其高耐液体和空气透过性、和其在湿润状态的高弹性。
本发明主要涉及一种胶原海绵的制备方法，它可用作纤维蛋白原、凝血酶和/或抑肽酶的载体，例如，用在TachoComb中。所述胶原海绵也可直接使用，即不需涂层，作为一个绷带在局部伤口之上，用于止血的支撑，例如用来防止流血、用于从软组织器官的弱小的弥漫流血、用于灼伤涂敷、皮肤移植、褥疮或皮肤缺损、或作为在局部伤口上的绷带。
在现有技术中，已经给出了大量用于制备胶原载体的方法。WO86/05811公开了一种用于固定移动生物反应器系统中生物活性物质的加重微海绵，所述微海绵包括一种高度交联的胶原间质。所述高度交联胶原间质是通过碾磨一种I、II或III型胶原来源以形成具有直径在1-50μm水平且长度不大于200μm的纤维而制备得到的。所述粉碎胶原形成为一种溶解在溶剂中的可溶胶原，如乙酸、乳酸、丙酸或丁酸。就胶原分散来说，所述混合是通过使用一种混合器经高水平搅拌而实现的，从而得到所述胶原的微纤维。之后，将一种加重的添加剂与所述胶原-液体混合物进行混合，所述复合混合物形成为很小的微滴并通过冷冻固化。大量用于制备微小颗粒的技术已经公开。所述冷冻组合物进行真空冻干，冷冻和干燥的结合称作冻干。对所述冻干胶原间质组合物进行处理，以交联所述胶原。所述胶原可通过使用化学交联剂、在高温下严重脱水或两者结合而进行交联。所述胶原间质目的是在于抵抗胶原酶和其它酸降低，从而使得这些物质特别适合用于培养有机组织。在洗涤所述交联胶原间质之后，所述胶原间质具有一个开孔，使所述表面孔隙结构具有平均孔隙尺寸范围为约1-150μm，所述间质孔隙占所述微海绵体积约70-98％。所述微海绵还具有约100-1000μm的平均颗粒尺寸，和高于约1.05的比重。所述加重物质可为金属或金属合金、金属氧化物和陶瓷。
US5660857公开了一种用于制备一种含有一种不溶蛋白质间质和一种含油物质的组合物的方法，它可用作用于外科绷带和生物医学移植物的材料，和用作涂敷到所述皮肤上的化妆品原料。US5660857所述方法包括混合一种蛋白质、所述含油物质和水从而在所述蛋白质的水合分散液中形成所述含油物质的乳状液步骤，和随后干燥或冻干所述乳状液以形成一种薄膜或一种海绵步骤。所述不溶纤维蛋白主要含有不溶胶原，它可合适地从牛皮肤制得。在一种实施方式中，所述胶原可在使用前于乳酸中进行肿胀。
WO99/13902公开了一种用于制备一种脑膜组织生长间质的方法，包括制备生理相容的胶原步骤，它是基本不含活性病毒和蛋白感染素的。所述胶原形成为一种薄膜、一种海绵、一种非编织胶原或一种毛毡。所述胶原是通过一种包括清洁皮肤、腱、韧带或脂肪骨的方法制得的。所述原料接着进行一种酶处理，这样，所述胶原进行肿胀。所述胶原原料接着采用一种酸溶液进一步进行肿胀。所述胶原混合物接着进行均化。所得到的产品可为一种呈胶原海绵、非编织间质、毡或薄膜形式的间质或者一种由两种或多种前述形式的组合物。一种胶原海绵可通过采用在US5019087中所公开的用来形成胶原海绵的方法而提供。所述海绵可通过冻干按照WO99/13902所制得的胶原分散液而制备得到。所得到海绵密度据说约为0.1mg/cm3-120mg/cm3。根据WO99/13902的描述，所述孔隙尺寸范围为约10-500μm。层压型胶原海绵和胶原薄片也提到了。
US5618551涉及一种非交联的和潜在可交联的胃蛋白酶处理的胶原或凝胶粉末，它是在一种水合溶液中通过氧化解理进行改性的，它在一种酸性pH时是可溶的，且可在低于0℃的温度时稳定贮存至少一个月。所述专利还涉及一种用于制备所述粉末的方法，包括制备一种胃蛋白酶处理的胶原的酸性溶液，使所述酸性水溶液在室温进行控制氧化，在一种酸性pH时沉淀所述氧化且未交联的胃蛋白处理胶原，分离，浓缩并对所述未交联胃蛋白处理胶原进行脱水，从而使其呈活泼酸性粉末形式，在低于0℃冷冻并贮存所得到的活泼酸性粉末。
以其应用为目的，GB1292326公开了一种用于制备胶原分散液的方法和装置，其中，制备一种胶原纤维的悬浮液，随后引入到一个具有搅拌装置的处理室中。在所述处理室中存在着负压，其中，所述悬浮液在搅拌作用下被转移到一种分散液中，并借助于一种无机酸或有机酸控制酸度。根据GB 1292326的描述，所述海绵胶原制品的制cx备受到胶原分散液或凝胶的影响。在其上下文中，所述文献提到冻干方法和很多分散液或凝胶存在于气泡中。GB1292326还提及一个以令人满意方式控制气泡的引入或除去的问题。所述文献在两个实施例中分别公开了一种胶原含量为2.5％的不含有气泡的胶原分散液，和一种具有胶原浓度为2.5％的充气胶原分散液。
Chemical Abstracts，Columbus Ohio，US，Vol.98 13 June 1983 No.24提及一种胶原，它是从已经进行过酸处理的动物组织如皮肤或腱骨得到的。所述胶原通过渗析进行再聚积，在此过程中，形成一种高度双折射纤维。所述胶原可成型为0.5mm-2cm薄片，或者，可与空气混合形成海绵，或者分散为一种乳剂。
发明概述
业已发现，采用一种纤维蛋白胶水制剂的胶原海绵的成功涂敷，取决于所述胶原海绵的质地。因此，本发明的一个目的是提供一种用于制备具有一定质地的胶原海绵的方法，特别是对于制备适合于用纤维蛋白胶水制剂涂敷的胶原海绵，从而得到一种用于治疗和密封伤口的材料。本发明的另一个目的是提供一种用于制备较现有技术海绵具有改进物理性质的胶原海绵的方法，在此意义上，它具有改进的湿度、弹性、密度和弹性模量。本发明的又一个目的是提供一种用于制备空气和流体密封的胶原海绵，在这意义上，一旦所述胶原海绵应用到一个伤口上，它就不会允许空气或液体渗入到所述胶原海绵之中。本发明的又一个目的是提供一种伤口封闭材料，它可用于肠胃漏斗或气管中。
因此，在第一个方面中，本发明提供了一种用于制备胶原海绵的方法，包括以下步骤：
-制备一种胶原凝胶，
-混合空气到所述胶原凝胶中，得到一种胶原泡沫，
-干燥所述胶原泡沫，得到一种其中具有腔室的干燥载体块，
-从所述胶原海绵中，分离出部分具有腔室直径大于0.75mm但小于4mm、或具有腔直径平均至多为3mm的海绵部分。
在本文中，术语“腔直径”应该理解为在一个腔中最大的直线壁与壁间距离，即一个腔的最大对角直线距离。所述腔可为多边形状，如八边形。
已经发现，大于0.75mm但小于4mm的腔直径或至多为3mm的腔直径，可以使得所述胶原海绵特别适合用于被一种含有纤维蛋白原和凝血酶的悬浮液所涂敷。优选地，所述胶原凝胶具有的干燥质量范围为2-20mg干燥质量/g凝胶，如4-18mg，如5-13mg，如6-11mg/g凝胶。所述胶原凝胶的动力学粘度优选为2-20Ncm，如4-10Ncm，如6-8Ncm。所述胶原海绵优选具有的水分不大于20％，如10-15％，如约18％。所述胶原海绵的弹性模量优选范围为5-100N/cm，如10-50N/cm，所述海绵的密度优选为1-10mg/cm3，如2-7mg/cm3。
业已发现，由上述方法制备得到的胶原海绵，是空气和液体密封的，在此意义上，一旦所述涂层胶原海绵被涂敷到一个伤口上，则它就不会允许空气或液体渗入到所述胶原海绵中。液体被吸收在所述海绵之中。这种效果主要是由于下述事实达到的：所述混合空气到所述胶原凝胶步骤提供了这样一种胶原海绵，它是一种三维结构，具有被胶原材料壁所分隔开且基本全部密封的层叠腔室，与那些具有纤维结构的已知胶原海绵不同。
所述胶原凝胶可包括不同类型的材料，如源自哺乳动物、转基因的或重组来源的I型、II型或III型，但是所有其它类型的胶原也可采用。所述胶原可包括源自于选自由马腱、人腱和牛腱所组成的组中腱的原料。另外地或替代地，所述胶原凝胶包括重组胶原原料。
所述海绵分离部分的胶原含量，优选为所述海绵干燥质量的50-100％，如75-100％，如80-100％，如85-100％，如90-100％，如92-100％，如92-98％，如93-97％，如94-96％。
所述制备胶原凝胶步骤，优选包括以下步骤：
-将所述腱在-10℃至-30℃之间的温度进行贮存，并剥下所述腱，
-从所述腱中去除异种蛋白，
-降低所述腱中的微生物含量，
-使所述腱肿胀，
-均化所述肿胀的腱。
所述贮存、剥离、去除蛋白、降低微生物含量和肿胀步骤，目的是在于纯化所述，而所述均化步骤目的是在于得到呈一种凝胶形式的胶原。
所述降低微生物含量步骤，优选包括添加一种酸如一种有机酸，如乳酸到所述腱之中。而且，一种有机溶剂如一种醇如乙醇，优选地也可添加到所述腱之中。此外，所述腱的肿胀步骤，优选地，包括添加乳酸至所述腱之中。所采用的乳酸为0.40-0.50％的乳酸，如0.45％的乳酸。
所述腱的肿胀步骤，可包括在4-25℃的温度贮存所述腱，如在10-20℃的温度，持续48-200小时，如100-200小时。
所述肿胀腱的均化步骤，优选是这样进行的，以保证得到胶原凝胶片断即纤维球状物的颗粒尺寸具有的直径为0.8-1.2cm，如大约1cm。而且，所述胶原凝胶的物理性质，优选地如上所述。举例来说，合适的性质，可通过借助于齿条式盘磨机或充分均化设备，对所述肿胀腱实施所述均化步骤而达到。
所述混合空气到所述胶原凝胶步骤，优选包括以下步骤：
-借助于一个混合器，将室内空气混合到所述凝胶中，形成一种胶原泡沫，
-将所述混合凝胶泡沫进料到一种分馏通道中，
-分离存在于所述分馏通道中的胶原凝胶和胶原泡沫。
从所述分馏通道中胶原泡沫分离出来的至少部分胶原凝胶，可引回到所述混合器中。在这种情形中，从所述分馏通道引回到所述混合器的胶原凝胶数量与引入到所述混合器中的新鲜胶原凝胶数量的比值，优选是在0.1-0.5之间。所述分离胶原凝胶和胶原泡沫步骤，优选包括以下步骤：
-分离出一部分选定的存在于所述分馏通道中的胶原泡沫，
-将所述选定部分的胶原泡沫引出所述分馏通道，用于对其进行干燥。
在所述方法的一种优选实施方式中，在所述分馏通道中保持15-40℃的温度，如20-25℃。
在混合空气到所述胶原凝胶之后，所述胶原泡沫可以进行均化2-4分钟的一段时间。
在所述干燥胶原泡沫步骤之前和在所述混合空气到所述胶原凝胶步骤之前，一种中和剂可以添加到所述胶原泡沫之中，且所述胶原泡沫优选是进行中和的，以便使通常为2.5-3.5的pH，达到所述pH为6.5-8.5的胶原泡沫。可以采用一种含氨溶液的中和剂，所述胶原泡沫优选是中和持续5-30小时，如10-20小时，如大约24小时。
在所述干燥胶原泡沫步骤之前，所述胶原泡沫，优选地以这样一种方式注入到一种干燥容器中，使得在填充时实质上没有空气被带入到所述泡沫中。
所述干燥步骤优选包括在15-60℃之间的温度，如20-40℃，进行干燥，持续50-200小时，如100-150小时，得到一种干燥的胶原海绵。所述干燥步骤可在略微低于大气压的压力中进行，如压力在700-900mbar之间，如大约800mbar。
由上述方法制得的胶原海绵，优选具有至少一个下述标准：
-pH值在5.0-6.0之间，
-乳酸含量至多为5％，
-铵含量至多为0.5％，
-可溶蛋白含量至多为0.5％，以白蛋白计，
-硫酸盐灰分含量至多为1.0％，
-重金属含量至多为20ppm，
-微生物纯度至多为103CFU/g，
-胶原含量为75-100％，
-密度为1-10mg/cm3，如2-7mg/cm3，
-弹性模量范围为5-100N/cm，如10-50N/cm。
所述分离胶原海绵部分步骤，可包括：通过切割将所述胶原海绵分为多个部分。所得部分可成型为任意希望的形状，如圆锥形、圆柱形(包括具有环形横截面的圆柱形)、矩形、多角形、立方形和平坦薄片，或者，它们可通过一种适合的造粒方法等转变为粒状。
在第二个方面，本发明涉及一种用于制备一种胶原海绵的方法，包括以下步骤：
-制备一种胶原凝胶，
-混合空气到所述胶原凝胶中，得到一种胶原泡沫，
-干燥所述胶原泡沫，得到一种其中具有腔室的干燥载体块，
-从所述胶原海绵块中，分离出具有下述性质的海绵部分：
-弹性模量范围为5-100N/cm，
-密度范围为1-10mg/cm3，
-其腔室直径大于0.75mm但小于4mm，或腔室直径平均至多为3mm。
应该能够理解，本发明第一方面所述方法中的所有步骤，也可在本发明第二方面所述方法中进行。而且，由本发明第一方面所述方法制得的胶原海绵的任意和所有特征和性质，也可由本发明第二方面所述方法来实现。
在第三个方面，本发明提供一种用于萃取部分胶原泡沫和用于退化另一部分胶原泡沫为一种胶原凝胶，包括：
-一个分馏通道，它含有一个用于接受胶原泡沫物流的入口、一个部分胶原泡沫物流的出口、和一个底部，它按胶原泡沫物流的方向向下倾斜，
-在所述分馏的底部具有至少一个用于胶原凝胶的出口，其中，所述出口位置在所述分馏通道的一端的垂直方向上是可移动的。
在第四个方面，本发明提供了一种拉长的胶原海绵，它具有一种透过性的小孔或孔腔和一种弹性壁。在一种优选实施方式中，这类胶原海绵可用于封闭哺乳动物的伤口或重新建立肠胃漏斗和气管壁。因此，所述胶原海绵可具有圆形或椭圆形横截面。所述胶原海绵可用作填料、或用作肠胃漏斗、或用作涂敷到一种肠胃漏斗外表面上的外套。
所述透过性小孔或孔腔的内径，对于不同人体肠胃漏斗和气管的应用来说，例如，可为如下所述：
肠：      0.5-6cm
直肠：    1-4cm
大肠：    2-6cm
小肠：    0.5-3cm
食管：    0.5-2cm
气管：    1-4cm
所述胶原海绵，举例来说，可用于在外科手术除去肠胃漏斗壁上的外囊后封闭伤口，如在直肠外科手术后，如在痔疮切除手术后。可能适用本发明所述胶原海绵的实施例有：
-伤口绷带，
-止血支撑物，例如
-软组织器官的弱小的弥漫流血，
-在应用所述胶原海绵之前的已经进行ectrosurgery或结扎术的外科部位的外科手术中，
-防止再流血(保证缝合)
-灼伤涂敷，
-在局部损伤上的绷带，
-药物输送剂，如输送抗生素。
附图简要说明
图1和图2包含一个图示说明本发明所述方法的一种优选实施方式中所述涉及步骤的流程图，
图3为本发明所述方法制得的胶原海绵表面的图片(courtesy Prof.Dr.Roman Carbon，Chirurgische Univ.Klinik Erlangen，Germany)，和
图4描述了一种用于得到胶原凝胶粘度量度的搅拌装置。
附图说明
在一种优选实施方式中，本发明包括如图1和2所示的下述步骤：
步骤1  输送深冻的马腱
在-18℃至-25℃贮存腱。
步骤2  剥离马腱
在半冻状态，采用小刀手动或机械除去所述腱的薄皮肤。所述腱接着
在-18℃至-25℃再次深冻
步骤3  机械切断剥离的马腱
任意性地，剥离的冷冻腱在70％乙醇中消毒30分钟，并在乙醇存在下使之流入制备室。所述接着洗涤，在洗涤之后，将所述腱压缩成块，并在-18℃至-25℃深冻。所述冷冻的腱块接着采用一种切割装置进行切断，用一种转刀切割成具有约1mm厚度的切片。
步骤4  对所述腱切片进行洗涤和消毒
为了除去可溶蛋白质，所述腱切片先浸泡在注射用水中3-6小时，用注射用水或除离子水或含有Ca2+和/或Mg2+离子浓度在1-10mM的盐溶液进行洗涤，直到所述上清液不含血红蛋白。所述腱切片接着在70％乙醇进行消毒15分钟，并在含0.45％乳酸的饮用水中(消毒过滤和depyrogenised)洗涤两次，以除去乙醇。
步骤5  制备胶原凝胶
所述洗涤的腱切片在0.45％乳酸浸泡2-5天，优选为4天，接着均化至一种胶原凝胶。与0.45％乳酸接触，据信是重要的病毒灭活步骤。
步骤6  起泡
采用溶解搅拌器，消毒过滤空气被搅动到所述胶原凝胶中。分离所升起的泡沫，并收集具有1-3mm气泡尺寸的馏分。所述泡沫从所述钢容器倒入到一个桶内，它缓慢地进行转动约3分钟，得到一种均匀的泡沫。将这种泡沫注入到干燥容器中。所述容器底部具有纺织品，它对流体具有渗透性，可允许排出所述泡沫。在5-24小时后，优选是18-24小时后，排出的泡沫与氨气接触，例如由具有DAB性质的26％氨溶液产生的氨气。在此过程中，多余的氨使所述泡沫的pH迁移到碱性范围。在随后的干燥中氨被除去，从而得到一种中性产品。
步骤7  干燥胶原泡沫
所述所述泡沫在一个高级钢干燥室中于热空气中干燥48-150小时，优选120-150小时。其结果是得到呈块状形式的胶原海绵。
步骤8  切断胶原海绵块
所述胶原块也称作胶原薄片，例如，可用作一种涂层的载体。所述切断是采用一种垂直切割装置进行的。首先，切除所述海绵块的侧边，以得到一个具有侧边长度为50cm的垂直边。这种块接着被垂直切割成4个宽度为11cm的条棒。所述条棒在其上边和其下边再次进行修整，接着将其切割为50×11×0.4-0.7cm的条带。所述胶原海绵条带的重量，优选应当考虑到将要得到的最终产品中胶原规定，如TachoCombH、TachoComb和Tachotop。
步骤9  对所述胶原海绵进行分类
所述胶原海绵条带接着进行病毒控制。废弃具有一个或两个缺陷的条带：
-具有平均腔直径小于1mm或大于3mm的条带
-具有不均匀腔结构的条带
-具有小孔的条带(深度大于其它海绵厚度的单个腔室)。
所述分类条带在15-25℃温度下于消毒的轻金属容器中最长可贮存1年时间。
图3为本发明所述方法制得的胶原海绵表面的图片，所述图片是以约20000放大倍数取得的(courtesy Prof.Dr.Roman Carbon，Chirurgische Univ.Klinik Erlangen，Germany)。在图3图片中所示的表面，是在本发明所述方法制得的胶原海绵横截面的表面。在所述图片中的黑色区域表示腔室，而所述图片中的明亮区域表示胶原物质，包括分隔所述腔室的胶原物质的壁。
图4描述了一种用于得到胶原凝胶粘度量度的搅拌装置，包括一个适于容纳一种液体的容器和用来搅拌所述液体的工具。所述搅拌工具包括一个附着在一个叉形元件上的连杆。在所述容器中的液体，通过对所述连杆施加一个转矩而得到搅拌，从而导致所述叉形元件进行旋转运动。所述叉形元件包括：一个主部件41，所述连杆连接到其上，和第一和第二辅助部件42。所述辅助部件连接到所述主部件的两端。当所述叉形元件旋转时，所述表面使所述液体移动，从而搅拌所述液体。
在一种实施方式中，所述装置具有下述尺寸。所述容器高为110mm，宽为146mm。所述连杆高为220mm，其直径为10mm。所述叉形元件的主部件41，其长为90mm，宽为30mm。所述辅助部件42高为90mm，宽为30mm。所述辅助部件42的外边缘至所述容器的内表面的距离为28mm。
实施例I
下述表I给出了本发明所述方法的三种不同循环的参数值。
                                     表I
  循环1     循环2   循环3
剥离腱：废物(％)   24     40   38
剥离前的生物负荷CFU/g腱   7×104     2.4×105   5×105
剥离后的生物负荷(CFU/g腱)    -     2×103   5×103
每批腱重量   12.00kg     10.5kg   10.5kg
用除离子水洗涤剥离腱   30min     30min   30min
除去可溶蛋白：用除离子水洗涤切断的腱直到洗涤溶液不含血红蛋白   5h     5h   1.5h
用70％乙醇消毒   15min     15min   15min
在0.45％乳酸中洗涤   21min     21min   21min
在0.45％乳酸中浸泡   144h     120h   120h
均化   Condux齿条式盘磨机     Condux齿条式盘磨机   Condux齿条式盘磨机
凝胶粘度(转矩)   6.9-7.8Ncm     6.9-7.8Ncm    7.1-9.5Ncm
胶原凝胶干燥重量   6.3-8.3mg/g     8.9-9.4mg/g    7.8-9.4mg/g
每块的起泡时间   37-47min     51-58min    54-62min
生物负荷(CFU/ml湿的泡沫)   -     2    1
排放时间   18.5h     22h    18h
中和时间   24h     24h    24.5h
干燥时间   147h     148.5h    144.5h
每块重量   200-256g     195-228g    177-257g
腾腾海绵条带的生物负荷(CFU/g)   14-1000     ＜18-124     ＜11-33
胶原海绵条带的收率：长度：110mm宽度：500mm高度：4-7mm重量：770-1500mg/条带   405     379     433
下述表II给出了由本发明所述方法制得的三种不同胶原海绵的参数值。
                                表II
    海绵I     海绵II     海绵III
pH值(spec：4-6)     5.4     5.1     5.4
乳酸含量     2.6％     2.8％     2％
铵含量     0.2％     0.2％     0.1％
可溶蛋白含量     0.1％     0.05％     0.08％
硫酸盐灰分含量     0.4％     0.3％     0.3％
微生物纯度(CFU/g)     14-1000     ＜18-124     ＜11-33
胶原含量(干燥重量)     95％     95％     98％
水分含量     14％     15％     16％
弹性模量     10-45N/cm     15-50N/cm     12.3-41.0N/cm
腔尺寸(直径，平均值)     2.3mm     2.1mm     2.9mm
密度     2.5-6.1mg/cm3     2.9-5.9mg/cm3     2.4-5.0mg/cm3
    海绵IV     海绵V
pH值     5.3     5.7
乳酸含量     2.3％     1.1％
铵含量     0.1％     0.1％
可溶蛋白含量     0.04％     0.11％
硫酸盐灰分含量     0.3％     0.2％
重金属含量     ＜20ppm     ＜20ppm
微生物纯度(CFU/g)     ＜12-345     ＜15-48
胶原含量(干燥重量)     95％     96％
水分含量     14％     12％
弹性模量     10.4-42.1N/cm     20-47N/cm
腔尺寸(直径，平均值)     2.9mm     2.5mm
密度     2.9-5.3mg/cm3     2-6.8mg/cm3
实施例II
本实施例涉及采用转矩测量方法直接测量所述胶原凝胶的粘度。
用于转矩测量方法的装置是：
-搅拌器：EUROSTAR POWER control-visc
-Windows软件：IKASOFT dc
-转矩指示器：VISCOKLICK VK 1
-数据记录器DC 2
-具有限定尺寸的特定搅拌器构造(“叉”)，参见图4
-具有内径为14.6cm和高度为20.5cm的漏斗
-温度计
-天平
将1500g数量的胶原注入到所述漏斗中。样品温度为23℃。所述“叉”搅拌器固定在所述漏斗的中心。接着开始测量。转矩指示器从阻抗所述搅拌器转变为一个表示动力学凝胶粘度的数值(Ncm)。
为了检验所述转矩的测量，制备一种59％聚乙二醇的标准溶液。采用一种Haake Visosimeter RV 20 Totovisko测量这种溶液的粘度。这种溶液的动力学粘度η在23℃时，其范围为η＝925±25mPas。这种溶液粘度可通过上述凝胶测量装置进行测量，经此测量得到的所述转矩数值在23℃时，其范围应该为3.66Ncm+5％。
参考资料：Baer，E.Gathercole，L.J.And Keller，A.，Structure hierarchies in TendonCollagen：an interim summary，Proc.Colston Conf.，1974，189；Hiltner，A.Cassidy，J.J.and Baer，E.，Mechanical Properties of bioperties ofBiological Polymers，Ann.Rev.Mater.Sci.，15，455，1985)

Claims (41)

1、一种用于制备胶原海绵的方法，包括以下步骤：
-制备一种胶原凝胶，
-混合空气到所述胶原凝胶中，得到一种胶原泡沫，
-干燥所述胶原泡沫，得到一种其中具有腔室的干燥载体块，
-从所述胶原海绵中，分离出部分具有腔室直径大于0.75mm但小于4mm的部分、或具有平均腔对角尺寸为3mm的海绵部分。
2、权利要求1所述方法，其中所述海绵的分离部分的胶原含量为50-100％。
3、权利要求2或3所述方法，其中所述胶原凝胶包括从至少一种下述来源的不同类型的胶原材料：哺乳动物、转基因的和重组来源。
4、权利要求3所述方法，其中所述胶原包括源自于选自由马腱、人腱和牛腱所组成的组中腱的原料。
5、权利要求3或4所述方法，其中所述制备胶原凝胶步骤包括以下步骤：
-将所述腱在-10℃至-30℃之间的温度进行贮存，并剥下所述腱，
-从所述腱中去除异种蛋白，
-降低所述腱中的微生物含量，
-使所述腱肿胀，
-均化所述肿胀的腱。
6、权利要求5所述方法，其中所述降低微生物含量步骤包括添加一种酸和一种有机溶剂到所述腱之中。
7、权利要求6所述方法，其中所述酸为一种有机酸，如乳酸。
8、权利要求6或7所述方法，其中所述有机溶剂为一种醇，如乙醇。
9、权利要求5-8任一所述方法，其中所述腱的肿胀步骤包括添加乳酸至所述腱之中。
10、权利要求5-9任一所述方法，其中所述具有的pH值范围为1-4，如1.5-3.5，如2.5-3.0。
11、权利要求5-10任一所述方法，其中所述乳酸为0.45％的乳酸。
12、权利要求5-11任一所述方法，其中所述腱的肿胀步骤，包括在4-25℃的温度贮存所述腱，持续48-200小时。
13、权利要求12所述方法，其中所述腱贮存时间为100-120小时。
14、权利要求5-13任一所述方法，其中所述肿胀腱的均化步骤包括得到一种含有腱颗粒的物质，所述颗粒具有的长度或直径为0.8-1.2cm。
15、权利要求5-14任一所述方法，其中所述肿胀腱的均化步骤包括得到一种具有粘度为2-20Ncm的物质。
16、权利要求5-15任一所述方法，其中所述肿胀腱的均化步骤是借助于一种齿条式盘磨机或可比设备进行的。
17、前述权利要求任一所述方法，其中所述胶原凝胶具有的动力学粘度为2-20Ncm。
18、前述权利要求任一所述方法，其中所述混合空气到所述胶原凝胶步骤，包括以下步骤：
-借助于一个混合器，将室内空气混合到所述凝胶中，形成一种胶原泡沫，
-将所述混合凝胶泡沫进料到一种分馏通道中，
-分离存在于所述分馏通道中的胶原凝胶和胶原泡沫。
19、权利要求18所述方法，其中，从所述分馏通道中胶原泡沫分离出来的至少部分胶原凝胶，被引回到所述混合器中。
20、权利要求19所述方法，其中，从所述分馏通道引回到所述混合器的胶原凝胶数量与引入到所述混合器中的新鲜胶原凝胶数量的比值，优选是在0.1-0.5之间。
21、权利要求18-20任一所述方法，其中，所述分离胶原凝胶和胶原泡沫步骤，包括以下步骤：
-分离出一部分选定的存在于所述分馏通道中的胶原泡沫，
-将所述选定部分的胶原泡沫引出所述分馏通道，用于对其进行干燥。
22、权利要求18-21任一所述方法，还包括在所述分馏通道中保持15-40℃的温度。
23、前述权利要求任一所述方法，还包括在混合空气到所述胶原凝胶之后，对所述胶原泡沫进行均化2-4分钟的一段时间。
24、前述权利要求任一所述方法，还包括：在所述干燥胶原泡沫步骤之前和在所述混合空气到所述胶原凝胶步骤之前，添加一种中和剂到所述胶原泡沫之中，并中和所述胶原泡沫，使所述胶原泡沫pH值达到6.5-8.5之间。
25、权利要求24所述方法，其中所述中和剂包括一种氨溶液。
26、权利要求24或25所述方法，其中所述胶原泡沫是中和持续5-30小时。
27、权利要求26所述方法，其中所述胶原泡沫是中和持续20-30小时。
28、前述权利要求任一所述方法，其中所述干燥步骤包括在15-60℃之间的温度，进行干燥持续48-200小时，从而得到一种干燥的胶原海绵。
29、权利要求28所述方法，其中所述干燥是在700-900mbar的压力下进行的。
30、前述权利要求任一所述方法，其中所述干燥步骤包括在15-40℃之间的温度，进行干燥持续100-200小时。
31、前述权利要求任一所述方法，其中所述胶原海绵，具有至少一个下述标准：
-pH值在5.0-6.0之间，
-乳酸含量至多为5％，
-铵含量至多为0.5％，
-可溶蛋白含量至多为0.5％，以白蛋白计，
-硫酸盐灰分含量至多为1.0％，
-重金属含量至多为20ppm，
-微生物纯度至少为103CFU/g，
-胶原含量为75-100％，
-密度为1-10mg/cm3，
-弹性模量范围为5-100N/cm。
32、前述权利要求任一所述方法，其中所述胶原海绵具有的水分含量不超过20％。
33、前述权利要求任一所述方法，其中所述分离胶原海绵部分步骤，包括：通过切割将所述胶原海绵分为多个部分。
34、一种制备一种胶原海绵的方法，包括以下步骤：
-制备一种胶原凝胶，
-混合空气到所述胶原凝胶中，得到一种胶原泡沫，
-干燥所述胶原泡沫，得到一种其中具有腔室的干燥载体块，
-从所述胶原海绵块中，分离出具有下述性质的海绵部分：
-弹性模量范围为5-100N/cm，
-密度范围为1-10mg/cm3，
-其腔室直径大于0.75mm但小于4mm，或腔室直径平均至多为3mm。
35、权利要求34所述方法，包括权利要求1-33任一所述步骤。
36、一种用于萃取部分胶原泡沫和用于退化所述胶原另一部分为胶原凝胶的装置，包括：
-一个分馏通道，它含有一个用于接受胶原泡沫物流的入口、一个部分胶原泡沫物流的出口、和一个底部，它按胶原泡沫物流的方向向下倾斜，
-在所述分馏的底部具有至少一个用于胶原凝胶的出口，其中，所述出口位置在所述分馏通道的一端的垂直方向上是可移动的。
37、一种拉长的胶原海绵，它具有一种透过性的小孔或孔腔和一种弹性壁。
38、权利要求37所述拉长的胶原海绵还具有圆形或椭圆形的横截面。
39、权利要求37或38所述拉长的胶原海绵，还具有可允许所述海绵用于在哺乳动物肠胃漏斗或气管系统中封闭伤口或重新建立壁的外部尺寸。
40、权利要求37-39任一所述拉长的胶原海绵，其中所述孔腔或小孔具有的对角尺寸对应于哺乳动物肠胃漏斗或气管的内部或外部横截面尺寸。
41、权利要求39或40所述拉长胶原海绵，具有的外部尺寸对应于所述人体直肠的内径尺寸，从而可使所述海绵适合用于封闭所述直肠壁中的伤口或重新建立所述直肠壁。
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