[發(fā)明專利]一種活性絲素蛋白生物組織工程支架的溶噴制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811654044.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109529117B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅杰;張耀鵬;謝嘯鋒;呂悅光;林嘉棟;張敏;余明光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): D04H5/03
• 分類號(hào): D04H5/03;A61L27/26;A61L27/54;A61L27/56;A61L27/58;D01D5/04;D01F4/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 謝泳祥

本技術(shù)方案公開(kāi)了一種活性絲素蛋白生物組織工程支架的溶噴制備方法，包括以下步驟：(1)溶解脫膠蠶絲得到絲素蛋白水溶液；(2)濃縮絲素蛋白水溶液得到濃度為8～45％的絲素蛋白紡絲液；(3)添加活性蛋白溶液，制得活性絲素蛋白紡絲液；(4)在溫度為0～37℃的高壓空氣噴射流為拉伸動(dòng)力，進(jìn)行溶噴紡絲，并用纖維接收器接收紡絲；并且在所述纖維接收器上設(shè)有乙醇噴霧裝置，所述乙醇噴霧裝置對(duì)紡絲進(jìn)行后處理，制得纖維支架；(5)將含有種子細(xì)胞或細(xì)胞生長(zhǎng)因子的活性溶液打印到步驟(4)中制得纖維支架中，最終制得活性絲素蛋白生物組織工程支架。采用所述制備方法制備的活性絲素蛋白生物組織工程支架具有高的孔隙率和良好的孔道連通性，能為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供良好的微環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)方案屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種活性絲素蛋白生物組織工程支架的溶噴制備方法。

背景技術(shù)

絲素蛋白由Gly、Ala、Ser等18種氨基酸組成，具有兩性電荷，是一種天然結(jié)構(gòu)性蛋白。它由蠶絲經(jīng)脫絲膠而得，是自然界中生物相容性、可生物降解性良好的天然高分子。

絲素蛋白生物組織工程支架因能在一定程度上模仿細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，為細(xì)胞提供理想的生長(zhǎng)、增殖和分化的微環(huán)境，在短短幾年內(nèi)，已被廣泛應(yīng)用于包括軟骨、骨、血管、皮膚等組織工程研究的各個(gè)領(lǐng)域。靜電紡絲技術(shù)是目前活性絲素蛋白纖維膜的唯一制備技術(shù)，絲素蛋白生物組織工程支架的機(jī)械性能可以滿足不同組織工程應(yīng)用時(shí)的力學(xué)強(qiáng)度需求。然而，初紡得到的絲素蛋白生物組織工程支架的力學(xué)性能比較差，必須經(jīng)過(guò)一定后處理工藝處理后，才能達(dá)到組織工程支架應(yīng)用所需的力學(xué)強(qiáng)度要求。后處理工藝的存在就增加了絲素蛋白生物組織工程支架的生產(chǎn)成本。

靜電紡技術(shù)制備絲素蛋白生物組織工程支架還具有一下劣勢(shì)：(1)需要較高電壓，在操作安全性方面有缺陷，不容易在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用，并且高電壓會(huì)降低絲素蛋白中活性成分的活性；(2)在速度極快的靜電紡絲過(guò)程中，單一的靜電拉伸力作用無(wú)法促進(jìn)絲素蛋白分子由水溶液狀態(tài)下的無(wú)規(guī)卷曲/α-螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊結(jié)構(gòu)，以致絲素蛋白難以發(fā)生結(jié)晶重排，導(dǎo)致收集到的纖維結(jié)晶度低，力學(xué)性能差。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)方案提供一種活性絲素蛋白生物組織工程支架的溶噴制備方法，所述制備方法能模仿自然界的動(dòng)物紡絲過(guò)程，并且通所述制備方法制備的活性絲素蛋白生物組織工程支架的力學(xué)性能好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)方案采用的下述技術(shù)手段。

一種活性絲素蛋白生物組織工程支架的溶噴制備方法，包括以下步驟：

(1)以脫膠蠶絲為原料，在40℃水浴環(huán)境下，使用溶劑溶解脫膠蠶絲2～12小時(shí)，得到絲素蛋白水溶液；

(2)將步驟(1)制得的絲素蛋白水溶液進(jìn)行離心、過(guò)濾、透析和濃縮處理后，得到濃度為12～45％的絲素蛋白紡絲液；

(3)向步驟(2)中制得的絲素蛋白水溶液中加入活性蛋白溶液，制得活性絲素蛋白紡絲液，所加活性蛋白溶液中的活性蛋白濃度為5～15％；

(4)將步驟(3)制得的活性絲素蛋白紡絲液，在溫度為0～37℃的高壓空氣噴射流為拉伸動(dòng)力，進(jìn)行溶噴紡絲，并用纖維接收器接收紡絲；并且在所述纖維接收器上設(shè)有乙醇噴霧裝置，所述乙醇噴霧裝置對(duì)紡絲進(jìn)行后處理，實(shí)現(xiàn)紡絲纖維成型過(guò)程中絲素蛋白構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，制得纖維支架；

(5)在纖維接收器之后設(shè)有細(xì)胞打印裝置，將含有種子細(xì)胞或細(xì)胞生長(zhǎng)因子的活性溶液打印到步驟(4)中制得纖維膜中，最終制得活性絲素蛋白生物組織工程支架。

進(jìn)一步地，所述活性蛋白溶液中的活性蛋白為免疫球蛋白、乳鐵蛋白、金屬硫蛋白、超氧化物歧化酶、大豆蛋白、溶菌酶中的任一種。

進(jìn)一步地，所述溶解脫膠蠶絲的溶劑為L(zhǎng)iBr水溶液或乙醇/CaCl水溶液。