本發(fā)明涉及膠原膜，尤其涉及一種高強(qiáng)度曲率膠原膜的制備方法。

背景技術(shù)：

細(xì)胞外基質(zhì)是生物體不可缺少的一部分，它的作用是把各種組織細(xì)胞聚集在一起，形成一個(gè)有機(jī)整體，同時(shí)也維持細(xì)胞成長(zhǎng)的微環(huán)境。在人體中，細(xì)胞外基質(zhì)就起到了維持皮膚、骨頭、角膜、肌腱、牙齒、軟骨等組織器官完整性的作用。而膠原作為細(xì)胞外基質(zhì)最主要的結(jié)構(gòu)蛋白，在生物體內(nèi)具有十分重要的作用。膠原在細(xì)胞外基質(zhì)的含量較高，這樣才能負(fù)擔(dān)比較大的機(jī)械強(qiáng)度。

膠原作為細(xì)胞外基質(zhì)的一種，具有極好的生物相容性。膠原膜是一種很好的組織工程工具，它具有堅(jiān)韌、透明、組織相容性好等特點(diǎn)，可以作為細(xì)胞片載體，對(duì)組織器官損傷進(jìn)行修復(fù)。平面的膠原膜可以較好的修復(fù)一些損傷，不過某些具有特殊形狀的器官，如角膜，平面的膜就不能與曲面的角膜很好地契合，使細(xì)胞移植效率大大降低。而與角膜曲率一致的膠原膜就能完美的與角膜相契合，與平面膠原膜相比，有曲率的膠原膜提高了角膜損傷修復(fù)的效率，而且不會(huì)影響角膜的屈光性。

平面膠原膜cv（collagenvitrigel），是一種具有高生物相容性的薄膜。cv在組織工程的應(yīng)用十分廣泛，尤其是角膜的組織修復(fù)中。角膜上皮、基質(zhì)和內(nèi)皮細(xì)胞都可以通過cv載體進(jìn)行移植。cv可以較好的修復(fù)一些損傷，不過某些具有特殊形狀的器官，如角膜，平面的膜就不能與曲面的角膜很好地契合，使細(xì)胞移植效率大大降低。而與角膜曲率一致的膠原膜就能完美的與角膜相契合，與平面膠原膜相比，有曲率的膠原膜提高了角膜損傷修復(fù)的效率，而且不會(huì)影響角膜的屈光性。傳統(tǒng)cv在角膜上應(yīng)用比較受限制，這是因?yàn)閏v是平面的，而角膜是有一定曲率的球面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度曲率膠原膜的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下方案實(shí)現(xiàn)：

一種高強(qiáng)度曲率膠原膜的制備方法，包括如下步驟：

s1：將膠原溶液制作成膠原凝膠；

s2：將步驟s1制作的膠原凝膠置于環(huán)形固定環(huán)中；

s3：將環(huán)形固定環(huán)連同其中的膠原凝膠置于下模具上，后利用上模具對(duì)膠原凝膠進(jìn)行壓縮；所述下模具包括具有曲率的凹陷部，所述上模具包括具有曲率的與凹陷部相適應(yīng)的突出部，通過突出部和凹陷部的相配合實(shí)現(xiàn)對(duì)膠原凝膠的壓縮；

s4：壓縮完成后，取下下模具，對(duì)附著在上模具上的膠原膜進(jìn)行吹干，即得高強(qiáng)度曲率膠原膜。

通過壓力變化壓縮膠原凝膠的方法，快速排出水分，達(dá)到快速成型的目的，節(jié)省了制作時(shí)間，兩小時(shí)內(nèi)即可完成制作。

進(jìn)一步的，步驟s1中，于膠原溶液中加入dmem培養(yǎng)基進(jìn)行震蕩離心，對(duì)離心后的混合液進(jìn)行冰浴，防止膠原凝膠凝結(jié)，后溫育培養(yǎng)。具體的，步驟s1中，于2~10mg/ml的膠原溶液中加入10×dmem（10倍濃度）培養(yǎng)基1ml，震蕩混勻后離心，對(duì)離心后的混合液進(jìn)行冰浴，防止膠原凝膠凝結(jié)，后溫育培養(yǎng)。

上述方案中，溫育培養(yǎng)的條件為：37℃的溫度下溫育30~60min。

膠原凝膠加入了10×dmem培養(yǎng)基，可以使膠原蛋白分子在生理離子強(qiáng)度和ph值下，在37℃發(fā)生交聯(lián)，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的整體，保證了膠原膜的強(qiáng)度。在壓縮階段，膠原凝膠便能快速成型，模具去除后，吹干水分即可。由于是先形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的膠原凝膠，再進(jìn)行壓縮，通過均衡的壓力施加，能使得制得的膠原膜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。

進(jìn)一步的，步驟s2中，所述環(huán)形固定環(huán)為尼龍環(huán)，其為彈性材質(zhì)，無生物毒性，制備方便，成本較低。環(huán)形固定環(huán)能更好的控制膠原膜的成型，使其不會(huì)發(fā)生不必要的形變，比如折疊等。

進(jìn)一步的，步驟s3中，壓縮操作中壓力10~50n，壓縮時(shí)間20~40min。本發(fā)明中是通過將膠原凝膠圧縮成型制備出膠原膜，通過對(duì)壓力和壓縮時(shí)間的優(yōu)化，使得壓縮后的膠原膜不易復(fù)原，更好的控制膠原成型，而且在吹干蒸發(fā)水分的時(shí)候，膠原膜能貼緊模具，確保在蒸發(fā)水分的過程中不變形，縮短膠原膜成型的時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述上模具和下模具為3d打印特氟龍模具。通過3d打印技術(shù)制作的特氟龍模具，簡(jiǎn)化了制作流程，同時(shí)，可以打印出不同直徑的特氟龍模具，這樣便能制作不同曲率半徑的膠原膜，節(jié)約了模具的成本。

細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)在結(jié)構(gòu)上的有序排列具有重要的意義，細(xì)胞的有序排列可以增強(qiáng)細(xì)胞之間對(duì)的相互作用，而細(xì)胞外基質(zhì)的有序排列可以增強(qiáng)組織對(duì)的相關(guān)特性。通過將所述上模具的突出部和下模具的凹陷部設(shè)有有序排列的溝和脊，使得制備的膠原膜表面實(shí)現(xiàn)了有序排列，滿足膠原膜作為載體以構(gòu)建不同種類組織細(xì)胞。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：通過控制壓力變化壓縮膠原凝膠的方法，快速排出了水分，節(jié)省了制作時(shí)間，兩小時(shí)內(nèi)即可完成膠原膜的制作；圧縮過程中使用環(huán)形固定環(huán)進(jìn)行固定，防止膠原膜出現(xiàn)彎曲、折疊；利用3d打印技術(shù)制作的特氟龍模具，簡(jiǎn)化了制作流程；利用3d打印技術(shù)可以制作不同直徑的特氟龍模具，可以制作不同曲率半徑的膠原膜，節(jié)約了模具的成本；制作的膠原膜具有有序排列條紋，滿足不同種類的組織細(xì)胞。

附圖說明

圖1為壓縮示意圖。

具體實(shí)施方式

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

膠原凝膠的制作：將5mg/ml的膠原溶液9ml加入離心管中，再加入10×dmem培養(yǎng)基1ml，充分震蕩混勻。2000rpm離心2min后，將離心管進(jìn)行冰浴，防止膠原凝膠凝結(jié)。用移液器將液體小心吸出，置于6cm培養(yǎng)皿中，注意不要產(chǎn)生氣泡。將皿置于37℃培養(yǎng)箱中，溫育30min。

控制壓力進(jìn)行高濃度膠原凝膠壓縮脫水和成型：將上一步的膠原凝膠從皿中取出，將膠原凝膠400置于尼龍環(huán)300中，再將膠原凝膠400平置于下模具200上（所述下模具200包括具有曲率的凹陷部210），然后把上模具100置于膠原凝膠400上（上模具100包括具有曲率的與凹陷部210相適應(yīng)的突出部110），如圖1所示，進(jìn)行壓縮，控制30n壓力和30min壓縮時(shí)間。壓縮后，小心取下下模具200，確保膠原膜在上模具100上保持完整形狀并緊貼在上模具100，然后用吹風(fēng)機(jī)將膠原膜吹干，用鑷子小心揭下膠原膜，即完成球形膠原膜的制作。經(jīng)過機(jī)械性能測(cè)試，膠原膜的應(yīng)變可以達(dá)到10~15%，應(yīng)力可以達(dá)到15~20mpa。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及膠原膜，公開了一種高強(qiáng)度曲率膠原膜的制備方法，包括如下步驟：S1：將膠原溶液制作成膠原凝膠；S2：將步驟S1制作的膠原凝膠置于環(huán)形固定環(huán)中；S3：將環(huán)形固定環(huán)連同其中的膠原凝膠置于下模具上，后利用上模具對(duì)膠原凝膠進(jìn)行壓縮；所述下模具包括具有曲率的凹陷部，所述上模具包括具有曲率的與凹陷部相適應(yīng)的突出部，通過突出部和凹陷部的相配合實(shí)現(xiàn)對(duì)膠原凝膠的壓縮；S4：壓縮完成后，取下下模具，對(duì)附著在上模具上的膠原膜進(jìn)行吹干，即得高強(qiáng)度曲率膠原膜。本發(fā)明通過壓縮膠原凝膠的方法，快速排出了水分，節(jié)省了制作時(shí)間，制備的曲率膠原膜強(qiáng)度高，能與曲面的角膜很好的契合，提高角膜損傷修復(fù)的效率，而且不會(huì)影響角膜的屈光性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳建蘇;崔澤凱;張軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：暨南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.16
技術(shù)公布日：2017.09.29