[發(fā)明專利]用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110425420.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN102504430A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃寧平;顧忠澤;汪溪;汪燕艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L25/06
• 分類號(hào): C08L25/06;C08L67/04;C08L33/12;C08J9/26;C08J5/18;B29C55/00;C12N5/00;A61L27/38;A61L27/16;A61L27/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料與組織工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合于細(xì)胞生長并能誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

生物材料的拓?fù)湫蚊彩怯绊懠?xì)胞行為的重要因素之一，細(xì)胞在體內(nèi)生存的微環(huán)境大多是由蛋白質(zhì)和多糖類大分子構(gòu)成的納米網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而這種納米尺度的立體微觀結(jié)構(gòu)，能調(diào)節(jié)與其相接觸的細(xì)胞的黏附、增殖、分化和遷移等行為和功能。

近年來，隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，包括在組織工程領(lǐng)域中用作支架材料。納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建對(duì)于從分子和細(xì)胞水平上控制生物材料與細(xì)胞間的相互作用，從而引發(fā)特異性細(xì)胞反應(yīng)，包括對(duì)細(xì)胞黏附、增殖、分化、凋亡以及細(xì)胞外基質(zhì)的重建等一系列行為起到重要作用，以及對(duì)于組織再生與修復(fù)都具有潛在應(yīng)用前景和意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜，使適合于細(xì)胞生長并能誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化。本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜的方法，以使其具有操作方便、簡單易行、成本低廉和可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜，由以下方法所得：在表面有二氧化硅膠體微球有序陣列的模板上涂覆生物材料溶液，固化成型后，分離模板和薄膜，對(duì)薄膜進(jìn)行拉伸或不拉伸，得納米多孔生物材料薄膜，其中，納米多孔生物材料薄膜的材質(zhì)為聚苯乙烯（PS）、聚乳酸（PLLA）、聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

一種制備用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜的方法，包括以下步驟：

（1）清洗模板載體，將載體放入盛有SiO₂納米粒子單分散乙醇溶液的容器中，室溫下靜置5~7d，取出，得表面形成二氧化硅膠體微球的有序陣列硬模板；

（2）在模板表面涂覆生物材料溶液，使其滲入SiO₂微球孔隙中，溶劑揮發(fā)，薄膜成型，用2%?v/v氫氟酸分離模板和薄膜，用1%?v/v氫氟酸浸泡薄膜清除殘余SiO₂微球，用純水沖洗薄膜，晾干，得納米多孔生物材料薄膜；其中，生物材料溶液為PS的甲苯溶液、PLGA的氯仿溶液、PLLA的二氯甲烷溶液或PMMA的N,N-二甲基甲酰胺溶液；

（3）去除納米多孔生物材料薄膜邊緣不平整處，在80~85℃的水浴中進(jìn)行勻速拉伸納米多孔生物材料薄膜，得到不同拉伸度的納米多孔生物材料薄膜。

步驟（1）中，載體為載玻片，采用體積比3：1的濃硫酸和過氧化氫混合液，在80℃下中放置，清洗至氣泡消失。

步驟（1）中，SiO₂納米粒子的直徑為200nm，SiO₂納米粒子單分散乙醇溶液的質(zhì)量體積濃度為?5%。

步驟（1）中，SiO₂微球的有序陣列的長度為2~3cm。

步驟（2）中，PS的甲苯溶液、PLGA的氯仿溶液、PLLA的二氯甲烷溶液以及PMMA的N,N-二甲基甲酰胺溶液的w/v濃度分別為20%、10%、2%以及25%。

步驟（2）中，室溫下，待溶劑基本揮發(fā)，材料成固體狀，在真空干燥箱中60℃保溫12h以上，使溶劑完全揮發(fā)，再放入80℃烘箱中固化2h，使薄膜成型。

步驟（2）中，1%?v/vHF浸泡薄膜48h以上，每12h換液一次，使薄膜上沒有殘余SiO₂微球。

步驟（3）中，不同拉伸度的納米多孔生物材料薄膜的拉伸倍數(shù)為2~6倍。

上述的用于誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的納米多孔生物材料薄膜在培養(yǎng)細(xì)胞和誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化中的應(yīng)用。

本發(fā)明將該方法應(yīng)用到四種不同的生物材料上，包括PS、PLLA、PLGA和PMMA，這四種材料由于物理化學(xué)性質(zhì)的不同，其溶解溶劑，溶解濃度，由同一模板得到的納米多孔生物材料薄膜都不盡相同。