微射流均质机|眼用胶原基水凝胶

胶原蛋白是一种广泛使用的生物材料，在眼组织中充当关键的结构蛋白。基于胶原蛋白的支架在各种生物医学应用和药物输送方面显示出巨大的潜力，包括在眼科学中用于眼睛相关的治疗。

胶原蛋白的种类

胶原蛋白在生物体内各种组织的结构完整性中起着至关重要的作用。它广泛分布于全身，从皮肤到眼睛的角膜。胶原蛋白是这几种组织中的主要成分———皮肤、骨骼、肌睫、软骨、血管和牙齿。胶原蛋白在这些组织中的不同功能需要不同类型的胶原蛋白的存在，每种胶原蛋白都表现出与其他胶原分子和周围组织成分的相互作用。虽然已经鉴定了超过29种类型的胶原蛋白，但I至V型胶原蛋白是较为丰富的，I型胶原也是人体中较为丰富的胶原，主要来源于牛或猪，特别是皮肤、肌腿和骨骼。另一方面,I型胶原主要位于软骨中，尤其是关节组织中。III型胶原蛋白通常存在于皮肤、血管和内脏器官中。至于 IV 型胶原，它是基底膜的关键成分，可以从人类胎盘中获得。最后，主要用于角膜治疗的V型胶原存在于毛发、细胞表面和胎盘等结构中。

水凝胶是交联的三维聚合物网络，主要通过与水分子的亲水相互作用，产生复杂的结构水凝胶的性质，包括亲水性、弹性和柔韧性，使其非常适合各种应用，如再生医学、生物材料工程、胶囊化细胞技术和药物递送。水凝胶的一个显著优点是它们有可能解决通常与常规眼部制剂如凝胶、悬浮液、软膏和滴眼剂相关的眼部生物利用度低的问题。水凝胶可以通过增加药物在角膜前的停留时间来提高药物的生物利用度，从而实现最佳治疗效果。这使得水凝胶成为改善药物输送到眼睛的重要方法。

胶原蛋白的提取

从富含胶原蛋白的组织(如软骨)中提取胶原蛋白通常是使用蛋白水解酶来实现的。这种方法选择性降解非胶原蛋白，促进胶原蛋白的分离。使用蛋白水解酶，如胰蛋白酶、胃蛋白酶或胶原酶，酶的选择取决于原料和所需的胶原类型。

提取后，过滤混合物，将富含胶原的溶液与未消化的组织碎片或残留的酶分离。采用过滤方法如离心、膜过滤或沉降来分离所需的胶原部分。

使用超声或微射流均质机的机械破碎提高胶原蛋白的产量。

微射流均质机

微射流均质机是一种通过电气控制的液压站内的液压油来给液压缸加压，以此来驱动柱塞进行正位移、往复运动，通过单向阀的作用，柱塞给物料加压，加压后的物料通过一个特别设计的微孔工作喷腔，液体通过不同微米孔径的喷腔会形成不同的均质压力，超高的液体流速形成的高剪切力和撞击力，对通过的物料进行连续的微粒化作用的机器。

微射流均质机——活性蛋白的均质分散

胶原蛋白的物理表征

• 外观表征，包括颜色、透明度和均匀性，以确保满足要求。
• 胶原蛋白在各种溶剂(包括水、酸或碱)中的溶解度，表征其纯度和提取效率。
• 测量胶原蛋白溶液的pH值，验证其与生理条件的相容性，粘度测量可表征胶原蛋白浓度和分子量的信息。
• 粒度检测，如动态光散射或激光衍射，可以确定胶原蛋白颗粒的分布，粒径分布趋势，有助于优化配方和应用推广。