课题研究目的:目前,外创伤治疗面临的伤口感染、伤口修复缓慢、反复开裂、疤痕形成严重等问题一直未得到很好地解决。胶原基创伤修复材料中,胶原海绵因其良好的结构和生物学特性成为解决创伤问题较为普遍且简单的手段。但胶原材料的来源、与人体的免疫反应等问题对降低胶原产品成本、提高胶原产品的生物安全性提出了新的更高要求。因此,本文有针对性的选择了价格低、来源广、抗原性及过敏性低的鱼鳞Ⅰ型胶原为研究基质,旨在提高资源利用率,降低胶原产品成本。同时在保证胶原三螺旋结构完整的条件下对鱼鳞胶原进行改性探索:混合不同源胶原及添加两种天然改性物质研究改性的协同作用。希望提高胶原热稳定性、结构稳定性的同时减少改性物质的添加量,提高胶原海绵应用性能。课题研究方法:酸性条件下酶解提取鱼鳞Ⅰ型胶原,通过紫外吸收光谱、傅里叶红外吸收光谱以及SDS-PAGE凝胶电泳鉴定提取胶原的纯度及结构。用稀醋酸溶解制备一定质量分数的胶原凝胶,凝胶经冷冻成型后冷冻干燥获得胶原海绵。对胶原海绵的改性加工主要分两步,第一步是混合不同源胶原,对鱼鳞胶原进行混合重组改性;第二步是以混合胶原为基质,用壳聚糖和双醛海藻酸钠同步复合改性胶原。通过改性后胶原海绵的结构、性质变化评价改性结果。通过红外吸收光谱、体外成纤维能力评价胶原特殊的三螺旋结构变化,通过酶解稳定性、热变性温度、热失重变化评价交联和性质变化,扫描电镜和吸水性评价海绵的孔隙和空间结构变化。对于胶原/壳聚糖混合物复合改性海绵的抑菌性和载药前后的生物安全性,通过抗菌性实验和细胞增殖及毒性实验评定,最后通过创伤修复实验评价改性海绵的治疗性能。同时,还初步探索了两常用成型温度(4℃和室温(RT=25±0.5℃))对胶原海绵结构变化的影响。课题研究结果:胶原的紫外最大吸收波长、红外吸收光谱的特征峰以及SDS-PAGE凝胶电泳的条带均显示所提取的鱼鳞胶原与实验室提供的猪皮、牛腱胶原为具有完整三螺旋结构的典型Ⅰ型胶原,纯度较高,基本没有小分子杂质。鱼鳞胶原混合猪皮、牛腱Ⅰ型胶原的改性,红外光谱的特征峰显示混合改性对胶原的三螺旋结构未造成影响,结构完整性保持良好。两种胶原混合后胶原海绵的吸水性均出现最佳值,可达到干重的10倍,反应了孔隙结构和持水性能的变化。扫描电镜更直观的显示了混合胶原的纤维结构变化,连接胶原的微纤维明显增加,胶原海绵的孔隙规整度也得到提高。胶原海绵的酶解稳定性和热稳定性结果显示混合牛腱胶原对提高鱼鳞胶原的稳定性效果显著,当鱼鳞胶原与牛腱胶原比例为1:2时变化最明显,24h酶解率可由90%降至50%,热变性温度可由48.7℃提高至63℃,失重比例也由84%降低至59%。另一方面,根据对混合改性胶原综合分析选定混合鱼鳞/牛腱胶原2:1为基质,进行壳聚糖和双醛海藻酸钠的复合改性研究。复合改性胶原海绵的胶原的三螺旋结构保持良好,体外成纤维能力得到了一定程度的增强。而热稳定性以及海绵的吸渗性能也均得到明显提高,热变性温度从63℃增加到86℃,失重比例从67.5%降到51%。同时,两成型温度对胶原改性也影响极小。此外,抑菌圈实验显示胶原复合改性后的抑菌性变化不大(均可达到70%以上)。生物相容性实验显示改性胶原海绵安全可靠、无细胞毒性,对细胞的增殖、生长均具有促进作用,创伤修复实验显示了良好的应用性能。课题研究结论:混合重组对鱼鳞胶原基质海绵特殊的三螺旋结构未造成影响,同时,鱼鳞胶原与牛腱胶原混合重组后的酶解稳定性、热变性温度均得到增加,连接胶原基本结构间的微纤维也增加,胶原的交联度得到提高,但这些提高均在改性前后两种胶原的稳定性范围内。同时,不同源胶原混合重组后的空间结构更加均匀,更利于吸水和保水,吸水性和保水性最大值高于改性前的任何一种胶原。壳聚糖和双醛海藻酸钠复合改性也不会破坏胶原特殊的三螺旋结构,改性后胶原的结构稳定性得到增加,成纤维能力、热变性温度等均得到显著提高,空间结构更加均匀,同时,双醛海藻酸钠复合胶原/壳聚糖混合物改性,在增加胶原海绵结构稳定性的同时不会破坏壳聚糖的抑菌性,初步确定双醛海藻酸钠复合改性的最适宜质量分数为10%,与壳聚糖改性有一定的协同效果,当质量分数超过10%时对稳定性等的影响作用不明显。同时,分析表明,两常用的反应温度对胶原海绵的结构性质变化影响极小,复合改性胶原在提高理化性质的同时,生物安全性较好,可以作为理想的生物医用敷料,鱼鳞胶原的采用也降低了材料成本,值得更深入的研究。