[發明專利]一種絲素/殼聚糖復合多孔支架的制備方法

無效

• 申請號: 201310381955.1
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103418029A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李瑞欣;張西正;侍才洪;郭勇;徐成;李昊;楊健;關靜;武繼民
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生裝備研究所
• 主分類號: A61L27/26
• 分類號: A61L27/26;A61L27/56
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術領域

本發明屬于生物醫學工程領域，更具體的說，是涉及一種用于組織工程及疫苗生產的絲素/殼聚糖復合多孔支架的制備方法。

背景技術

絲素蛋白大分子是由?H?鏈（分子量?350?kDa），P25?糖蛋白（分子量?28kDa）及L?鏈（分子量?25.8kDa）組成，三者比例為?H:?P25:?L?=6:?1:?6，其分子量分布見圖1。絲素蛋白（SF）材料由無定形區和結晶區構成，其中結晶區的結晶類型主要有兩種，分別稱為?SilkⅠ型和?SilkⅡ型。SilkⅠ晶體中大分子鏈的立體構象呈曲柄形，是介于β-折疊與α-螺旋之間的一種中間形態；Silk?II?晶體中呈反平行β-折疊層結構，屬單斜晶系。在折疊層中，鄰近肽鏈骨架通過N-H與C=O之間形成氫鍵，相鄰鏈段之間的氫鍵和分子間引力使它們結合得相當緊密，從而使更多的肽鏈平行穩定排列，構成鋸齒狀的片層結構從而形成類似于貝殼、牙釉質等“外向型”結構的生物材料。由于絲素蛋白的低免疫原性、緩慢的降解速度、良好的生物相容性（絲素蛋白具有與膠原同等的體內、體外生物相容性）及特有的理化性質，絲素蛋白作為一種新的生物材料而受到越來越多的關注，眾多的研究發現，絲素蛋白可以以多種形式如凝膠、薄膜和海綿網狀等形式在體外支持多種哺乳動物細胞（成纖維細胞、類成骨細胞等）的黏附和生長。但單純的絲素蛋白存在一定的缺陷，例如純絲素材料在含水量極低時容易破碎，在低濕環境應用時強度不夠，結晶區偏少也會導致絲素材料在溶液中的溶失率較高等，這些使其在某些應用中受到限制，希望通過復合材料性能互補的原理，來多方位的改善絲素材料的物理性能。

殼聚糖是由甲殼類動物提取的甲殼素部分脫乙酰的產物，是自然界中少見的一種帶正電荷的堿性多糖，因具有無毒性、無免疫原性，可以在溶菌酶的作用下生物降解，并且具有良好的可加工性而被廣泛應用于組織工程研究中。

因此，將殼聚糖（CS）和，絲素蛋白（SF）進行復合，從而將CS的良好加工性和SF的良好生物相容性有機結合，有望制備出具有良好綜合性能的復合多孔支架材料。組織工程以及疫苗的研制、生產都需要實現細胞的規模化培養，理想的支架材料應具備良好的力學性能以及細胞相容性，所以，該支架材料可望用于組織工程及疫苗的研制生產中。

發明內容

為了克服單一絲素材料在含水量極低時容易破碎，在低濕環境應用時強度不夠，結晶區偏少導致的在溶液中的溶失率較高等缺點，本發明提供一種絲素/殼聚糖復合多孔支架的制備方法。

為此，本發明絲素/殼聚糖復合多孔支架的制備方法，按照下述步驟進行：

首先以桑蠶絲為原料，經過脫膠、溶解、透析、濃縮制備絲素蛋白溶液，將殼聚糖溶解于醋酸水溶液中；將絲素蛋白溶液和殼聚糖溶液混合，絲素與殼聚糖的重量比為5:1-2:1；最后通過冷凍干燥相分離法制備本發明材料。

絲素脫膠的方法采用下述任一方法：浸泡于Na₂CO₃的水溶液中，溫度為60-100℃；或浸泡于中性皂的水溶液中，溫度為90-100℃；或浸泡于去離子水中在溫度為110-130℃，壓力為0.05-0.18MPa條件下脫膠。

絲素溶解的方法采用下述任一方法：溶解于CaCl₂、乙醇、水的三元溶液中，CaCl₂、乙醇、水的摩爾比為1:2:8，溫度為50-100℃，溶解時間為2-5h；或溶解于CaCl₂的水溶液中，CaCl₂的質量百分比濃度為30-50%，溶解溫度90-100℃，溶解時間5-20min；溶解于9.3mol/L的LiBr溶液中，溶解溫度50-70℃，溶解時間30-60min。

絲素濃縮的方法采用下述任一方法：透析袋透析法；或加熱揮發法；或中空纖維超濾法。

絲素與殼聚糖混合溶液的冷凍溫度為：普通冰箱冷凍-20℃；或低溫冰箱-80℃；或液氮-196℃。

本發明的有益效果是：為了解決單一絲素材料在含水量極低時容易破碎，在低濕環境應用時強度不夠，結晶區偏少導致的在溶液中的溶失率較高等缺點，本發明將絲素蛋白溶液與殼聚糖溶液進行混合后再冷凍干燥，以提高支架的力學性能。采用本發明的方法制備的復合多孔支架在壓縮應變為10%時，壓縮應力最高可達2.5KPa（見圖2）。將成骨前體細胞MC3T3-E1細胞在所述的絲素/殼聚糖復合多孔支架上進行培養，結果表明本發明的復合多孔支架具有良好的細胞相容性。

附圖說明

圖1是凝膠滲透色譜法測得絲素的分子量分布圖；