胶原,由于其优越的生物相容性、良好的生物力学性能和可降解性,在生物医学材料领域扮演越来越重要的角色。大量以胶原为基质的止血海绵、可吸收缝合线、人造皮肤、药物缓释凝胶等生物医用材料在临床实践中广泛应用。制造工艺对胶原材料的结构和性能具有重要影响,并直接关联其临床效果的发挥。例如,创面修复类胶原海绵材料的孔隙构造,与创面细胞增值和迁移能力密切相关。目前常规工艺制备得到的胶原海绵材料,由于需要兼顾海绵机械力学性能而采用高浓度胶原溶液直接冻干工艺,导致海绵孔隙构造致密且孔隙尺寸细微,不利于创面修复期的细胞增殖和迁移。同时,作为一种常用的临床医用材料,灭菌工艺至关重要。目前针对辐照条件对胶原结构的影响研究尚未深入开展,不同辐照条件下胶原的分子结构变化及其规律尚不明确,一定程度上限制了胶原材料辐照灭菌工艺的优化。为此,本研究以牛跟腱胶原为材料,针对胶原海绵类材料的致孔和灭菌两个主要工艺阶段,开展系统的工艺技术创新和优化。一是探索胶原海绵的致孔工艺。通过尝试在胶原海绵制备过程中添加加压、泄压和自组装的工序,探究加压压力对胶原海绵结构、性能的调控规律。二是研究不同辐照条件对各类胶原产品的结构、性能的影响及其规律。通过对胶原乙酸溶液、胶原PBS溶液和胶原自组装凝胶等不同形态样品开展不同辐照剂量的处理,研究辐照灭菌对胶原结构和性能的影响。具体研究内容如下:（1）加压-泄压致孔技术研究:首先建立完整胶原海绵制备过程,通过加压-泄压技术结合冷冻干燥法实现对胶原海绵材料孔隙构造的调控,并对其制备工艺进行优化。研究结果表明,加压-泄压技术能够显著增大胶原海绵孔隙,提高吸水率,但在一定程度上会降低海绵的机械性能。进一步研究表明,在加压前诱导胶原溶液进行自组装,海绵孔隙结构更完整,连通性较好,且海绵表现出较好的吸水性,孔隙率达到97%,力学性能也显示具有较好的机械强度与弹性模量。在此基础上,考察了加压压力对胶原海绵结构和性能的影响,结果发现,不同加压压力对海绵孔隙率的影响没有明显区别;其中,2MPa的压力处理得胶原海绵具有较规整的孔隙结构,在力学性能上表现出更好的弹性和恢复力,而3MPa处理得到的胶原海绵的孔隙边缘结构薄且易塌陷,使其吸水率较低。综合分析,发现2MPa的加压压力下采用自组装-加压-泄压方式制备得胶原海绵材料可以同时兼顾较好孔隙构造和良好机械性能。（2）60Co辐照条件对胶原结构、性能的影响研究:分别采用不同剂量的60Co辐照处理不同类型的胶原材料,分析各种胶原材料中胶原分子结构和性能的变化情况。实验结果表明,在选择的60Co辐照剂量（5k Gy、10k Gy、15k Gy、20k Gy、25k Gy、30k Gy、35k Gy）下,胶原分子结构均有不同程度的破坏,且呈现出剂量依赖性。相比中性与自组装凝胶而言,辐照对酸性样品结构和性能的影响较小;比较固态和液态酸性胶原样品的区别,发现固态样品具有更好的辐照耐受性;此外,进一步的研究结果表明,60Co辐照还会诱导液态中性胶原和自组装凝胶中的胶原分子形成新的共价键,即交联,从而增强胶原分子的稳定性。该研究工作对于改进医用胶原海绵材料的结构、性能,指导胶原类医用材料的辐照灭菌均具有实践应用价值。