胶原蛋白改性液的制备和生产工艺

目前，较为常用的纤维成型工艺有：湿法纺丝、干法纺丝、熔融纺丝以及静电纺丝等方法。由于干法纺丝和熔融纺丝在成形过程中需要高温的工艺条件，会造成胶原蛋白的降解流失。因此，目前研究所采用的再生胶原蛋白的制备方法一般是湿法纺丝法和静电纺丝法。

1.湿法纺丝

湿法纺丝是最早开发使用的纤维成型方法，一般是将纺丝原料溶解在适当的溶剂中，配制成具有一定浓度的纺丝液，经过过虑、脱泡后，由喷丝头挤出形成原液细流进入凝固浴，与凝固剂之间发生扩散和相分离等作用形成初生纤维，在经过后处理工序最终得到成品纤维。

湿法纺丝工艺中最为重要的就是纺丝原液的凝固，一般分为四个过程：首先，入口效应即纺丝液从直径较大的空间被挤压到直径很小的喷丝口处所发生的弹性形变，部分能量转变为弹性能；而后，纺丝液沿着孔壁流动，原液的弹性形变随着剪切速率的增加而增加；随之，到了喷丝口出口处，被孔道壁约束的纺丝液转化为没有约束的细流，使得原液在喷丝口出口处发生回弹，从而在细流上显示出体积胀大的现象；最后，细流在牵引力作用下被拉长拉细，直至固化为初生纤维[20]。

隋智慧等人在研究通过聚丙烯酸酯类单体对胶原蛋白/聚乙烯醇改性接枝时，就采用了湿法纺丝的方法，以硫酸铵作为凝固剂，制得复合纤维的强度和断裂伸长率分别为3.65cN/dtex和19%。华坚等采用了湿法纺丝制备出了胶原蛋白/壳聚糖复合纤维，发现饱和硫酸铵比饱和硫酸钠的凝固效果好，最终制得的纤维直径：60～70μm、断裂强力：0.2～0.3N/nm2、断裂伸长38%～45%。成立萍[117]等湿法纺丝制备胶原蛋白中空纤维时采用了丙酮作为凝固液，研究了凝固液的温度和凝固时间的关系，发现随着凝固温度的提高，凝固时间逐渐减少。In Chul Um等研究了在湿法纺丝时，凝固液温度和组成对丝素纤维蛋白形态的影响，对比了DMAC、丙酮、脂肪醇、DMF等凝固液在不同温度下得到的初生纤维，得出醇类凝固液对纤维的凝固效果较好，甲醇、乙醇凝固速率最快。姜晓等人在制备胶原蛋白/聚乙烯醇/碳纳米管复合纤维时选用了饱和硫酸钠为凝固剂[77-81]。(www.xing528.com)

2.静电纺丝

所谓静电纺丝（Electrospinning）就是采用高压的静电场使得纺丝液带电并产生形变，在喷丝口形成液滴，当其表面的电荷斥力超过其表面张力时，就会发生射流，通过电场力在较短距离内的对其进行高速拉伸，溶剂挥发与固化形成纤维。早在1934年福马斯发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置并申请了专利，被公认为静电纺丝技术制备纤维的开端，而后由于纳米技术的盛行，静电纺丝得到了越来越多的关注。

Matthews等采用静电纺丝的方法，以六氟异丙醇为溶剂制备胶原蛋白膜，该膜中的胶原蛋白纤维直径与天然的细胞外基质中的胶原纤维直径接近，适合作为细胞培养支架，初步研究表明，该纤维支架对平滑肌细胞的生长和繁殖有促进作用，是一种很理想的组织工程支架材料。Kyong Su RhoE等采用静电纺丝法研制胶原蛋白纳米纤维，并选用戊二醛作为交联剂，然后用甘氨酸阻断未反应的戊二醛，其纤维的空隙率达到71%，弹性较好，有望在生物医疗方面，尤其是伤口包扎和组织工程方面得到应用[82-85]。