[發(fā)明專(zhuān)利]可注射蠶絲素蛋白-海藻酸鹽雙交聯(lián)水凝膠及其制備方法和使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410059303.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103877617A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈星燦;李子恒;紀(jì)仕辰;王亞珍;覃山福
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/22
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/22;A61L27/20;A61L27/52;C08J3/075;C08J3/24
• 代理公司: 桂林市華杰專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料，具體涉及蠶絲蛋白的加工利用技術(shù)，更具體是可注射蠶絲素蛋白-海藻酸鹽雙交聯(lián)水凝膠及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)

組織器官缺失及機(jī)能障礙是影響人類(lèi)生存質(zhì)量、導(dǎo)致人類(lèi)疾病和死亡的最主要原因之一。受損器官修復(fù)和重建是生物學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)面臨的重大難題。組織工程利用支架材料、種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子在體外的生物反應(yīng)器內(nèi)或生物體內(nèi)進(jìn)行組織器官再生。用于組織修復(fù)的支架材料是組織工程與再生醫(yī)學(xué)的中心內(nèi)容之一。在物理特性上，它是種子細(xì)胞賴(lài)以依附和生存的空間，為組織再生提供空間架構(gòu)、力學(xué)需求和幾何形狀；在化學(xué)特性上，可以協(xié)調(diào)生物活性因子和細(xì)胞之間的相互作用。

按制作特征，組織工程支架可分為：預(yù)制固體支架和可注射水凝膠支架兩類(lèi)。體外預(yù)制固體支架適用于修復(fù)面積大、非包含性缺損。相比之下，可注射水凝膠作為組織工程支架，突出的優(yōu)勢(shì)在于：（1）可通過(guò)微小侵入技術(shù)對(duì)分散性、包含性的缺損進(jìn)行修復(fù)；（2）細(xì)胞接種較均一，其凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可為細(xì)胞提供充分的附著面，使細(xì)胞生長(zhǎng)在類(lèi)似生理狀態(tài)的環(huán)境中，這有利于保持細(xì)胞活性，并促進(jìn)細(xì)胞分泌大量基質(zhì)，構(gòu)建組織；（3）可以保護(hù)移植細(xì)胞，避免受到機(jī)體免疫細(xì)胞攻擊；（4）可作為生長(zhǎng)因子、藥物的緩釋載體，利于生長(zhǎng)因子和藥物的定點(diǎn)、持續(xù)釋放，發(fā)揮生物學(xué)作用。

甄選基質(zhì)材料，采取合適的原位交聯(lián)方法，是目前構(gòu)筑適用于組織工程支架、緩釋藥物載體的可注射水凝膠的關(guān)鍵所在。

蠶絲素蛋白是蠶繭脫膠后獲得的天然蛋白質(zhì)，用于臨床外科縫線已經(jīng)數(shù)十年。蠶絲蛋白作為組織工程支架材料具有強(qiáng)度高、多孔、易于加工處理、生物相容性好的優(yōu)點(diǎn)。研究表明，蠶絲素蛋白膜有利于纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞等人類(lèi)細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)，無(wú)細(xì)胞毒性、無(wú)致敏性和刺激性，更無(wú)致癌性和遺傳毒性，適合用作生物材料。

海藻酸鹽為D-甘露糖和α-葡萄糖組成的天然多糖，主要來(lái)源于海藻產(chǎn)品，廣泛用于食品添加劑和創(chuàng)面輔料、藥物載體。海藻酸鹽溶液可與二價(jià)陽(yáng)離子，如：鈣離子（Ca²⁺），形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，該過(guò)程不受溫度影響。該凝膠可載運(yùn)藥物和細(xì)胞，控制釋放生長(zhǎng)因子。但海藻酸鹽本身不具有生物信號(hào)識(shí)別區(qū)域，對(duì)細(xì)胞粘附性不理想，對(duì)其進(jìn)行改性是近年的研究熱點(diǎn)。

在生物組織中，細(xì)胞外基質(zhì)以蛋白質(zhì)和多糖為主要成分，故組織工程支架的趨向采用復(fù)合材料。通過(guò)蛋白質(zhì)和多糖基質(zhì)的交聯(lián)，形成復(fù)合支架材料具有仿生的意義，可以保留單基質(zhì)材料的性質(zhì)，且可以改進(jìn)單組分的不足。

采用凍干法(還稱(chēng)為：相分離法)，可制備蠶絲素蛋白-海藻酸鹽復(fù)合固體支架，具體步驟包括：

第一，蠶絲素蛋白水溶液的制備：將蠶繭在Na₂CO₃溶液中溶解，用去離子水沖洗過(guò)濾，脫去絲膠。然后將脫膠好的蠶絲素蛋白在70℃溶解在LiBr/C₂H₅OH/H₂O的混合溶液中。將此溶液透析脫去鹽，得到蠶絲素蛋白水溶液。

第二，蠶絲素蛋白-海藻酸鈉支架材料的制備：將2wt%海藻酸鈉水溶液和絲素蛋白水溶液按一定比例混合，得到2wt%的絲素蛋白/海藻酸鈉混合溶液。然后將混合溶液在零下20℃冷凍24?h，得到凍干的支架材料。隨后將該材料浸入含有乙醇和10?wt%氯化鈣的凝固浴中48?h，用離子水除去材料中殘留的鹽離子，將材料冷凍干燥就得到蠶絲素蛋白-海藻酸鈉固體支架材料。

組織工程用絲素-海藻酸鈉復(fù)合纖維固體支架材料，制備方法有:?熱致相分離法和靜電紡絲方法。

采用上述方法，均不能制備可注射蠶絲素蛋白-海藻酸鹽水凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可注射蠶絲素蛋白-海藻酸鹽雙交聯(lián)水凝膠。

本發(fā)明的可注射蠶絲素蛋白-海藻酸鹽雙交聯(lián)水凝膠，包括溶液A蠶絲素蛋白溶液和溶液B改性海藻酸鹽溶液，其中溶液A中：各組份的重量份為：蠶絲素蛋白：1.0ⅹ10^-1～3.0份，二價(jià)金屬離子交聯(lián)劑：1.4ⅹ10^-3～2.0?x10^-3份，其余為水，含蠶絲素蛋白1～5?wt%；溶液B中：各組份的重量份為：海藻酸鹽：5.0ⅹ10^-1～4.0份，羧基活化交聯(lián)劑：2.5ⅹ10^-3～4.0x10^-1份，其余為水，含海藻酸鹽1～5?wt%。?