本技术涉及一种新型静电纺丝技术制成的人源化Ⅲ型胶原蛋白伤口敷料。该敷料由均匀直径的胶原蛋白纤维构成,形成多孔纤维膜,具有优异的交联结构,旨在促进伤口愈合。
背景技术
皮肤是人体与周围环境接触的最外部器官,是抵御外界危险的第一道重要屏障,因此极易受到创伤。若不对伤口进行处理,等待其自行恢复,则容易造成创面发炎或瘢痕增生等不良后果。胶原蛋白的产生和沉积在创面愈合过程中起着非常重要的作用,因此,增加创面胶原蛋白的产生和沉积是促进创面愈合的一种有效手段。
静电纺丝是一种简单、低能耗的制备连续纳米纤维的技术,其制备的静电纺丝纤维支架能充分地模拟天然细胞外基质(ECM)结构。人们最早通过在胶原蛋白水溶液的纺丝体系中加入高分子材料聚环氧乙烷(PEO)实现了静电纺丝胶原蛋白纳米纤维的制备。目前,通过静电纺丝技术可以制备直径分布在100~1000nm之间的胶原蛋白纳米纤维,但是,其直径分布范围很难控制在一个较低的水平。而不同直径的纤维的力学强度不同,生物学效应不同,降解速率也不同。直径分布范围宽就意味着纺丝得到的纤维的直径不稳定,以此为基础形成的纤维膜会出现各处力学强度、降解速率和生物学效应有差异的问题。如果纤维膜不同部位的降解速率存在较大差异,则会导致纤维膜出现容易快速降解的降解薄弱区域,这会加速整个纤维膜的降解速率。同时,现有技术在制备纯胶原蛋白纳米纤维时,通常用有机溶剂六氟异丙醇(HFIP)来溶解胶原,一方面,六氟异丙醇环境不友好且价格昂贵,制备过程会造成环境污染,因成本较高而难以实现规模化生产,另一方面,六氟异丙醇会造成纤维中的部分胶原丧失三螺旋结构、也可能残留在纤维中造成毒性,这极大地限制了纯胶原蛋白纳米纤维的工业应用。
重组人源化Ⅲ型胶原蛋白(rhCol III)是采用基因工程与发酵技术,并通过一系列分离纯化过程而得到的一种活性胶原蛋白,与人体天然胶原蛋白的氨基酸序列高度一致。重组人源化Ⅲ型胶原蛋白具有良好的生物学相容性、无免疫原性等优点,现已被应用于面部填充、人工骨及生物瓣膜等方面的研究。但现有技术中尚未见有关制备重组人源化Ⅲ型胶原蛋白纤维膜的报道。
由于重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的水溶性很好,因而以重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的胶原纤维膜作为伤口敷料应用时,必须经过交联处理,否则其稳定性和力学性能无法满足应用需求。而动物源胶原的水溶性差,动物源胶原纤维膜在交联或不交联的情况下均可满足作为伤口敷料的应用需求,且动物源胶原纤维采用水溶液体系即可进行交联。但此法无法用于重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的胶原纤维的交联,因其遇水即溶,无法在水溶液体系中交联成型。同时,传统的适用于动物源胶原纤维膜的真空干燥或自然干燥的方式也不适用于重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的胶原纤维膜的干燥,因为这些干燥方式会造成纤维出现严重的溶胀变形及纤维间相互粘连,影响重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的胶原纤维的形貌和纤维膜原有的孔隙结构,同时会造成重组人源化Ⅲ型胶原蛋白的胶原纤维膜容易破碎的问题。由以上内容可知,虽然对于普通的动物源胶原纤维膜的制备,现有技术已有了一套较为成熟的流程,但对于重组人源化Ⅲ型胶原蛋白纤维膜的制备,目前仍然面临着一些挑战。若能开发出适用于重组人源化Ⅲ型胶原蛋白纤维膜的制备方法,并解决现有技术制备胶原纤维膜时存在的纤维直径分布范围较宽的问题,对于推进重组人源化Ⅲ型胶原蛋白纤维膜在生物医学领域的应用将产生积极的作用。
实现思路