復(fù)合材料的制作方法
【專利說明】復(fù)合材料 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 以往當(dāng)處理傷口時，一般認(rèn)為保持傷口干燥可以提供傷口愈合較佳的環(huán)境，使傷 口更容易愈合。因此在傳統(tǒng)治療方式中，主要使用紗布來避免傷口遭受到外在環(huán)境中的臟 東西感染，甚至保持傷口干燥及清潔。但是，在這種療法中，常會發(fā)生傷口與創(chuàng)傷敷料相粘 的情況，導(dǎo)致除去創(chuàng)傷敷料時，沾粘到剛愈合的傷口而造成對傷口的二次傷害。近年來，相 關(guān)研究確立在濕潤環(huán)境下，可增加細(xì)胞生長時所需營養(yǎng)液的吸收以及組織分泌物的代謝， 促進(jìn)創(chuàng)傷治愈的效果。然而，具有較佳吸水性的材料，往往拉伸應(yīng)力不足，因此無法用于手 術(shù)縫合上。此外，現(xiàn)有的可降解生醫(yī)材料無法提供令人滿意的透明性，因此在細(xì)胞培養(yǎng)或是 對于傷口的觀察上，造成不便。
[0003] 基于上述，發(fā)展出一種新穎的生物可分解材料以期解決上述的問題，系為目前生 物醫(yī)學(xué)技術(shù)的重要課題。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料，包含由膠原蛋白及親水性生物 可分解高分子所構(gòu)成的多層層狀結(jié)構(gòu)(multi-layered structure)。根據(jù)本發(fā)明的實施例， 在該多層層狀結(jié)構(gòu)中，每5μπι厚的復(fù)合材料會具有10層以上的互相相迭的膜層，且每一互相 相迭的膜層的厚度可介于0.1至Ιμπι之間。其中，該膠原蛋白為纖維狀，纖維長度介于1.5_ 至5 Omm之間。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明另一實施例，本發(fā)明所述的復(fù)合材料，包括以下步驟所得的產(chǎn)物:將親 水性生物可分解高分子溶于溶劑中，得到第一溶液;調(diào)整該第一溶液的pH值使其小于或等 于5;將膠原蛋白加入該第一溶液中，得到第二溶液，其中該膠原蛋白為纖維狀，纖維長度介 于1.5_至50_之間；以及，對該第二溶液進(jìn)行混摻制程，得到薄膜。 【【附圖說明】】
[0006] 圖1為膜薄(V)的掃描式電子顯微鏡(SEM)光譜圖。
[0007] 圖2為膜薄(VII)的掃描式電子顯微鏡(SEM)光譜圖。 【【具體實施方式】】
[0008] 本發(fā)明揭露一種復(fù)合材料，由膠原蛋白及親水性生物可分解高分子經(jīng)由混摻制程 所得。由于該膠原蛋白具有較長的纖維長度，因此可使得該復(fù)合材料具有多層層狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo) 致該復(fù)合材料具有高吸水度。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在該多層層狀結(jié)構(gòu)中，每5μπι厚的復(fù) 合材料會具有10層以上的互相相迭的膜層，且每一互相相迭的膜層可具有介于0.1至Iym之 間的厚度。此外，本發(fā)明所述的復(fù)合材料于吸水濕潤狀態(tài)下（即濕膜狀態(tài)），仍具有高可縫性 及高光穿透度(transparency )。再者，本發(fā)明所述的復(fù)合材料，可進(jìn)一步應(yīng)用在傷口敷料/ 眼科用途/骨科用途/手術(shù)用途/藥物傳輸或是組織工程方面。
[0009] 本發(fā)明所述的復(fù)合材料，包含由膠原蛋白及親水性生物可分解高分子所構(gòu)成的多 層層狀結(jié)構(gòu)，其中該膠原蛋白為纖維狀，纖維長度介于1.5_至50mm之間，或例如約15mm至 30mm之間。膠原蛋白纖維于酸性溶液中，系因存在分子間的電荷斥力以及膠原蛋白與水的 氫鍵作用力的影響下，使其呈現(xiàn)伸展的結(jié)構(gòu)并能均勻的分散于溶液中，此時借助于使用的 纖維長度大于1.5_的膠原蛋白（非綿絮狀），可使得膠原蛋白纖維于生成干燥過程中析出 及進(jìn)行規(guī)則堆迭，確保所得的復(fù)合材料具有多層層狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在該多 層層狀結(jié)構(gòu)中，每5μπι厚的復(fù)合材料會具有10層以上的互相相迭的膜層，且每一互相相迭的 膜層可具有介于〇· 1至Iym之間的厚度。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實施方式，該親水性生物可分解高分子為聚乙稀醇（POIyvinyl alcohol、PVA)、聚乙二醇（polyethylene glycol、PEG)或聚環(huán)氧乙燒（polyethylene oxide、ΡΕ0)、聚乙稀吡略燒酮(polyvinylpyrrolidone、PVP)、或上述的組合，且該親水性高 分子基團(tuán)的分子量可約為300至1，500，000。通過調(diào)整該親水性生物可分解高分子的分子 量，可調(diào)整該復(fù)合材料的降解速度。舉例來說，選擇分子量較小的親水性高分子基團(tuán)（例如 分子量介于約300至60,000)，所得的復(fù)合材料的降解速度較快;另一方面，選擇分子量較大 的親水性高分子基團(tuán)（例如分子量介于約100，〇〇〇至1，500，000 )，所得的復(fù)合材料的降解速 度較慢。舉例來說，當(dāng)親水性生物可分解高分子為聚乙稀醇(polyvinyl alcohol、PVA)時， 該親水性生物可分解高分子的分子量可介于1〇,〇〇〇至130,000;當(dāng)親水性生物可分解高分 子為聚乙二醇（p〇lyethyIene glycol、PEG)或聚環(huán)氧乙燒（polyethyIene oxide、ΡΕ0)時， 該親水性生物可分解高分子的分子量可介于300至150，000;以及，當(dāng)親水性生物可分解高 分子為聚乙稀吡略燒酮(p〇lyvinylpyrrolidone、PVP)時，該親水性生物可分解高分子的分 子量可介于10, 〇〇〇至1,500,000)。本發(fā)明上述的高分子分子量是指重均分子量。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，該膠原蛋白與親水性生物可分解高分子的重量比為1:3 至9:1，例如1:3至3:1、或1:1至4:1。若膠原蛋白與親水性生物可分解高分子的重量比過低， 則分子間缺乏纖維結(jié)構(gòu)，將造成薄膜具有脆性，且吸水后將溶化不成膜;若膠原蛋白與親水 性生物可分解高分子的重量比過高，則降低調(diào)整薄膜光穿透率及吸水率（swelling)的功 能。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的某些實施方式，本發(fā)明所述復(fù)合材料，其制備方法可包含以下步驟： 首先，將親水性生物可分解高分子溶于溶劑中，得到第一溶液。接著，調(diào)整該第一溶液的pH 值使其小于或等于5,例如小于或等于3。調(diào)整該第一溶液的pH值的目的在于使膠原蛋白完 全溶解，若PH值大于5,則膠原蛋白將析出無法溶解。接著，將膠原蛋白加入該第一溶液中， 得到第二溶液，其中該膠原蛋白系為纖維狀，纖維長度系介于1.5_至50_之間；以及，對該 第二溶液進(jìn)行混摻制程，得到一薄膜。由于該膠原蛋白與該親水性生物可分解高分子具有 較佳的混溶性(miscibiIity)，因此該混摻制程可為雙軸延伸制程或溶劑流延（solvent casting)〇
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在該混摻制程后，可包含對該薄膜進(jìn)行處理，使得該親水 性生物可分解高分子以及該膠原蛋白至少一種進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。進(jìn)行該交聯(lián)反應(yīng)的目的在于 延長復(fù)合材料的降解速度。該處理可為化學(xué)交聯(lián)制程，包含使用交聯(lián)劑對該薄膜進(jìn)行交聯(lián) 制程。其中，該交聯(lián)劑為甲醛（f ormaldehyde )、戊二醛（glutaraldehyde)、乙二醛 (glyoxal)、丙二酸（ma londialdehyde) JjS^^f(succinyl dialdehyde)、苯二甲酸 (phthalaldehyde)、雙酸淀粉(dialdehyde starch)、聚丙稀酸(polyacrolein)、聚甲基丙 稀醛(polymethacrolein)、或其組合。由于使用醛類的交聯(lián)劑，因此該化學(xué)交聯(lián)制程可使得 復(fù)合材料中的膠原蛋白進(jìn)一步交聯(lián)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，該處理可為物理交聯(lián)制程，包含對該復(fù)合材料施以 能量以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，而該能量為紫外光或伽馬射線。當(dāng)使用紫外光照射該復(fù)合材料時，可 使得復(fù)合材料中的膠原蛋白以及親水性生物可分解高分子分別進(jìn)一步交聯(lián)。該交聯(lián)反應(yīng)時 間可約為10分鐘至數(shù)小時，時間愈長，交聯(lián)程度愈高，所得復(fù)合材料的降解速度愈慢。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，本發(fā)明所述的復(fù)合材料可具有約1倍至15倍的吸水率、約 大于或等于90%的光穿透度、以及約介于31^?至501^?的抗縫強度。
[0016]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特列舉多個實 施例，來說明本發(fā)明所述的復(fù)合材料。
[0017] 膜薄制備
[0018] 實施例1
[0019] 首先，取0.5g膠原蛋白（呈纖維狀，纖維長度約為15mm)加入反應(yīng)瓶中，并加入 IOOmL pH小于5的水溶液于反應(yīng)瓶中以溶解膠原蛋白。接著，攪拌至膠原蛋白完全溶解于水 后，將所得溶液倒入模具中（任意2維模具尺寸），放置于室溫下進(jìn)行風(fēng)干。接著，將所得膜薄 置于一腔體中放置一小時以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到膜?。↖)，其中該腔體具有飽和蒸氣狀態(tài)的 甲醛氣體。
[0020] 實施例2
[0021] 首先，取0.5g膠原蛋白（呈纖維狀，纖維長度約為15mm)加入反應(yīng)瓶中，并加入 IOOmL pH小于5的水溶液于反應(yīng)瓶中以溶解膠原蛋白。接著，攪拌至膠原蛋白完全溶解于水 后，將所得溶液倒入一模具中（任意2維模具尺寸），放置于室溫下進(jìn)行風(fēng)干。接著，將所得膜 薄