一种紫外光增强生物胶原膜及其制备方法与应用

本发明涉及生物材料，尤其涉及一种紫外光增强生物胶原膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、临床上软硬组织修复应用的引导组织再生膜可分为不可吸收膜和可吸收膜。不可吸收膜具有良好的机械性能和组织再生空间的维持能力。然而不可吸收膜具有以下缺陷：质地坚硬，塑形较困难，技术敏感性高，对术者操作要求高；组织亲和力差，创口容易裂开，骨组织表面暴露后受干扰，成骨效果较差，同时增加了感染的可能；需二次手术取出，增加患者痛苦。

2、与不可吸收膜相比，可吸收膜由于其自身可降解性避免了患者进行二次手术的痛苦，因此目前临床上多应用可吸收胶原膜。可吸收膜可分为高分子聚合物膜、生物源性胶原膜两大类。其中，生物源性胶原膜相较于聚乳酸膜、聚氨基甲酸醋等高分子聚合物膜，具有优异的生物相容性和促组织再生性能，同时保留了天然胶原纤维网络，提供了高分子聚合物膜难以模拟的利于组织再生的微观结构。目前临床应用最广泛的胶原膜材料为生物源性胶原膜。然而，生物源性胶原膜存在降解速度快，机械强度较不可吸收膜差，无法有效保维持组织再生空间等缺陷，影响了其软硬组织再生效果。

3、对生物源性胶原膜进行适当的改性处理，如通过交联或制备复合材料等方法以使其能获得良好的理化性能和降解性能，维持足够的组织屏障时间并促进组织再生，是本领域的研究焦点。化学交联具有交联度高且均匀，能显著提高胶原膜机械性能的特点，已获得了广泛的关注。然而，化学交联生物源性胶原膜仍存在引入的化学交联剂等试剂无法完全清除，生物相容性下降等缺陷。通过复合材料设计(如复合生物活性玻璃/纳米羟基磷灰石等无机材料)可增强生物源性胶原膜的机械强度并延缓其降解性能，然而新组份的引入在一定程度上干扰了其依赖于天然支架结构的组织再生性能。因此亟需一种具有优异组织屏障能力、力学性能和降解性能的生物胶原膜。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种具有较好组织屏障性能、力学性能、降解性能以及生物相容性的紫外光增强生物胶原膜及其制备方法与应用。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种紫外光增强生物胶原膜的制备方法，包括以下步骤：将生物源性胶原膜在紫外线下照射，得到生物胶原膜；

4、所述紫外线的波长为100-400nm；所述紫外线照射条件为照射时间0.1-24h、照射强度2-2000μw/cm2，紫外线发射器与生物源性胶原膜的距离为1-100cm。

5、本发明通过对生物源性胶原膜进行紫外线照射，激发酪氨酸、苯丙氨酸的芳香基团产生自由基，促进膜中分子内和分子间的交联，从而得到力学性能和抗降解性能优异的生物胶原膜。申请人将紫外线交联应用于生物源性胶原膜中，能够保留生物源性胶原膜的天然胶原纤维网状结构，同时利用紫外线穿透特性可在生物源性胶原膜中形成具有一定厚度的交联层，有效增强生物源性胶原膜的力学性能和抗降解性能。

6、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述生物源性胶原膜包括光滑面、横截面和粗糙面，所述在紫外线下照射为生物源性胶原膜的光滑面、横截面和粗糙面中的至少一种在紫外线下照射。

7、本发明通过照射生物源性胶原膜的粗糙面和光滑面在实际应用中具有不同的效用，对粗糙面、光滑面和横截面进行紫外线照射能够提高生物源性胶原膜间的分子交联，提高所得生物胶原膜的力学性能。

8、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述紫外线的波长为100-280nm。

9、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述紫外线照射条件为照射时间0.5-18h、照射强度800-2000μw/cm2，紫外线发射器与生物源性胶原膜的距离为5-80cm。在优选参数条件下，本发明制备得到的生物胶原膜抗降解性能和力学性能更优异，可根据实际需求调整紫外照射的参数条件。

10、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述紫外线照射条件为照射时间1-8h、照射强度200-1000μw/cm2，紫外线发射器与生物源性胶原膜的距离为5-10cm。

11、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述紫外线照射条件还包括空气湿度为30-60％。

12、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述生物源性胶原膜主要由以下步骤制备得到：

13、s1、洗净离体的动物膜组织，去除脂肪组织，切割为边长30-40mm的正方形块，得到预处理后的膜组织；

14、s2、将步骤s1所得预处理后的膜组织进行碱处理和酸处理，得到经碱和酸处理的膜组织；

15、s3、将步骤s2所得经碱和酸处理的膜组织进行中和处理和高渗处理，得到经中和和高渗处理的膜组织；

16、s4、将步骤s3所得中和及高渗处理的膜组织进行脱水处理和脱脂处理，得到经脱水和脱脂处理的膜组织；

17、s5、将步骤s4所得经脱水和脱脂处理的膜组织进行冷冻干燥，得到生物源性胶原膜。

18、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，在步骤s1中，所述离体的动物膜组织为心包膜、腹膜、肾包膜、肠系膜、筋膜及皮肤中的至少一种；所述离体的动物膜组织来源于猪、牛、羊中的至少一种。

19、第二方面，本发明提供了一种生物胶原膜，其主要由上述制备方法制备得到。

20、第三方面，本发明提供了上述生物胶原膜在制备组织修复材料中应用。本发明的生物胶原膜具有较好的抗降解性能和力学性能，能够用于制备组织修复材料中。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、(1)本发明通过对生物源性胶原膜进行紫外线照射，激发酪氨酸、苯丙氨酸的芳香基团产生自由基，促进膜中分子内和分子间的交联，从而得到力学性能和抗降解性能优异的生物胶原膜。发明人通过实验发现，通过紫外光辐照线照射处理生物源性胶原膜，能在不引入化学试剂和不改变材料原有三维结构的情况下，形成具有一定厚度的抗降解性能增强和抗拉强度增强的辐照交联层，达到增强其抗降解性能、组织屏障性能和力学性能的效果。采用合适的辐照剂量处理生物源性胶原膜，避免了化学交联及复合材料等改性方式的缺陷，可在保留天然微观孔隙结构的优势下赋予其更强的软硬组织再生性能，具有较广泛的应用前景。同时紫外光辐照交联胶原膜因其物理交联和快速处理等特点，也可直接对市面上的商用胶原基生物屏障膜进行交联改性以改善其降解速度快，机械强度差等不足，具有重要的临床意义和社会价值。

23、(2)本发明的生物胶原膜可根据紫外线照射的参数条件进行调整得到，生物胶原膜来源于动物膜组织，易获取、成本低，制备方法简单便捷。

技术特征：

1.一种紫外光增强生物胶原膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物源性胶原膜在紫外线下照射，得到紫外光增强生物胶原膜；

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物源性胶原膜包括光滑面、横截面和粗糙面，所述在紫外线下照射为生物源性胶原膜的光滑面、横截面和粗糙面中的至少一种在紫外线下照射。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外线的波长为100-280nm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外线照射条件为照射时间0.5-18h、照射强度800-2000μw/cm2，紫外线发射器与生物源性胶原膜的距离为5-80cm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外线照射条件还包括空气湿度为30-60％。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物源性胶原膜主要由以下步骤制备得到：

7.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述离体的动物膜组织为心包膜、腹膜、肾包膜、肠系膜、筋膜及皮肤中的至少一种；所述离体的动物膜组织来源于猪、牛和羊中的至少一种。

8.一种紫外光增强生物胶原膜，其特征在于，主要由权利要求1-7任一项所述的构建方法制备得到。

9.如权利要求8所述的紫外光增强生物胶原膜在组织修复材料中应用。

技术总结本发明涉及一种生物胶原膜及其制备方法与应用，属于生物材料技术领域。本发明生物胶原膜的制备方法包括以下步骤：将生物源性胶原膜在紫外线下照射，得到紫外光增强生物胶原膜；所述紫外线的波长为100‑400nm；所述紫外线照射条件为照射时间0.1‑24h、照射强度100‑2000μW/cm<supgt;2</supgt;，紫外线发射器与生物源性胶原膜的距离为1‑100cm。本发明通过对生物源性胶原膜进行紫外线照射，激发酪氨酸、苯丙氨酸的芳香基团产生自由基，促进膜中分子内和分子间的交联，从而得到力学性能和抗降解性能优异的生物胶原膜。技术研发人员：陈卓凡,陈首丞,武诗语,刘成武,吴悠,许乐瑶,许錞锌,冯俊铭,吴夏怡,刘泉受保护的技术使用者：中山大学附属口腔医院技术研发日：技术公布日：2024/8/27