[發明專利]一種絲素蛋白多孔材料及其制備方法和組織工程支架

有效

• 申請號: 201110361212.9
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102357264A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 林莎莎;呂強;張岑岑;趙薈菁
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61L27/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及材料技術領域，更具體地說，涉及一種絲素蛋白多孔材料及 其制備方法和組織工程支架。

背景技術

各種疾病所引起的細胞和組織的缺損或衰竭已經成為影響人類健康的主 要問題，通過外來介質促進或者引導細胞和組織再生逐漸成為解決上述問題 的有效方法。其中，選擇合適的組織工程支架材料作為細胞和組織再生的載 體是再生醫學領域的核心問題，因此，支架材料的性能對于組織缺損的治療 具有重要的意義。

組織修復所用的支架材料要求具有優異的細胞和組織相容性，能夠誘導 細胞分化和促進正常組織的再生。目前組織修復中使用的高分子類生物材料 包括合成高分子材料和天然高分子材料，合成高分子材料主要是聚乳酸等脂 肪族聚酯材料，盡管其在力學性能和降解性等方面都基本上能滿足支架材料 的應用，但在生物相容性等方面存在諸多不足，其降解產物對生物體存在不 良影響，作為長期使用的體內植入材料存在很多需要解決的關鍵問題。與合 成高分子材料相比，天然高分子材料由于具有優異的生物相容性逐漸成為組 織修復中的研究熱點和重要方向。

作為一種天然高分子材料，絲素蛋白材料是從天然蠶絲和蛛絲等原料中 提取的高分子纖維蛋白，具有良好的生物相容性、獨特的力學性能和藥物緩 釋載體作用等，可作為細胞黏附生長的理想支架材料應用于各種組織工程中。 在多年的應用中，相關研究人員發現，絲纖維和絲素蛋白由于自身的優異的 生物相容性、機械性能和可降解性，有更多的潛力應用于臨床修復和組織工 程支架及作為改性材料。其中，絲素蛋白的結晶形態主要有絲素I(Silk?I) 和絲素II(Silk?II)兩種。

目前，對于絲素蛋白多孔材料的制備與應用已是材料學家研究的熱點。 現有技術中，采用絲素蛋白制備三維多孔支架的方法包括鹽析法、氣體發泡 法、冷凍干燥法、靜電紡絲法以及相分離法等。例如，Ung-Jin?Kim等發表在 “biomaterial”雜志上的“Three-dimensional?aqueous-derived?biomaterial?scaffolds” 以及Yun?Wang等于2010年發表的“The?synergistic?effects?of?3-D?porous?silk fibroin?matrix?scaffold?properties?and?hydrodynamic?environment?in?cartilage tissue?regeneration”中涉及絲素蛋白多孔支架材料的制備與應用，但均未對絲 素蛋白的結晶結構、納米結構進行調控，使之在各個領域上的應用受到限制。 公開號為CN1844509A的中國專利文獻報道了一種絲素蛋白多孔結構材料的 制備方法，采用靜電紡絲制備多孔支架，但其孔徑較小，同時也難以獲得復 雜結構的多孔支架。公開號為CN101703795A的中國專利文獻報道了一種納 米磷酸三鈣絲蛋白復合三維多孔材料的制備方法，介紹了鹽析法制備絲素蛋 白多孔支架的方法，由于該技術方案中需要使用濃鹽溶液，因此所得絲素蛋 白多孔支架不利于藥物的載入；同時由于所獲得支架的二級結構為高含量的 絲素II結構，降解性能無法調控。此外，現有技術中，公開號為CN101502669A 的中國專利文獻報道了絲素蛋白多孔三維支架及其制備方法，采用冷凍干燥 法制備三維支架，避免了有機溶劑使用，但其支架孔隙率不高，存在分離片 狀結構。

近年來，隨著仿生科學的發展，支架材料的納米結構的設計逐漸受到研 究者的廣泛重視，同普通支架材料相比，同細胞外基質相似的納米纖維結構 能夠更好的促進組織再生，得到更有效的修復效果。本發明人考慮，提供一 種絲素蛋白多孔材料的制備方法，該方法制備的絲素蛋白多孔材料具有納米 纖維結構，孔隙率較高。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種絲素蛋白多孔材料及 其制備方法和組織工程支架，該方法制備的絲素蛋白多孔材料具有納米纖維 結構，孔隙率較高。

為了解決以上技術問題，本發明提供一種絲素蛋白多孔材料的制備方法， 包括以下步驟：

將絲素蛋白水溶液干燥成絲素蛋白膜，將所述絲素蛋白膜溶解于水中；

重復干燥-溶解過程，得到絲素蛋白納米線水溶液；

將所述絲素蛋白納米線水溶液進行冷凍干燥，得到絲素蛋白材料前驅體；

將所述絲素蛋白材料前驅體進行醇處理、真空水處理或拉伸處理，干燥 后得到絲素蛋白多孔材料。