[發(fā)明專利]一種納米雜化絲素蛋白水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110917400B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張黎明;鄧立志;楊凡巧;王彥
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/12;A61L27/22;A61L27/52;A61L27/50
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;蘇運貞

本發(fā)明公開了一種納米雜化絲素蛋白水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的納米雜化絲素蛋白水凝膠由再生絲素蛋白水溶液與納米羥基磷灰石通過預(yù)共混，經(jīng)超聲處理制備得到。本發(fā)明所述的納米雜化絲素蛋白水凝膠的制備方法通過改變超聲條件和兩種材料的混合比例，控制凝膠化時間，實現(xiàn)快速凝膠化，不僅避免了潛在有毒化學(xué)交聯(lián)劑的使用，而且可以很好的保持細胞或者生物因子的活力。本發(fā)明制備出的納米雜化絲素蛋白水凝膠具有可調(diào)控的凝膠性能和機械性能、良好的細胞相容性和骨誘導(dǎo)能力，不僅可以負(fù)載干細胞進行骨缺損修復(fù)，還有望用于包埋活性因子進行協(xié)同治療。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種納米雜化絲素蛋白水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

再生絲素蛋白是由桑蠶繭中提取的動物來源蛋白，具有資源豐富、低免疫性、可調(diào)的生物降解性能和良好的血液相容性等優(yōu)點，是在骨缺損修復(fù)領(lǐng)域頗有應(yīng)用前景的天然材料。由于桑蠶絲蛋白不同于柞蠶絲素蛋白，其本身沒有用于細胞識別的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)短肽序列，因此增加桑蠶絲生物材料的細胞響應(yīng)性是其應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域的要點之一。人工合成的納米級羥基磷灰石(nHA)與自然骨的無機成分有相近的礦物相組成和晶體結(jié)構(gòu)，研究表明納米級羥基磷灰石具有增加成骨細胞黏附和蛋白附著的能力，將桑蠶絲素蛋白與其復(fù)合制備用于組織工程修復(fù)支架是實現(xiàn)骨再生的研究熱點。

然而目前公布的制備羥基磷灰石/再生絲素蛋白雜化材料往往存在支架要預(yù)先成型的問題，難以適應(yīng)不規(guī)則的骨缺損部位，如專利CN200610009993.4公開的“納米羥基磷灰石/絲素蛋白-殼聚糖復(fù)合支架及其制備方法”和專利CN102085391A公開的“羥基磷灰石/殼聚糖-絲素蛋白納米復(fù)合材料及制備方法”，都是先制備成一定形狀的支架，在臨床上使用不方便。

在骨缺損修復(fù)的領(lǐng)域，一個發(fā)展趨勢是開發(fā)新型的負(fù)載多功能干細胞的可注射水凝膠。

絲素蛋白水凝膠具有含水量高、結(jié)構(gòu)與細胞外基質(zhì)類似、生物相容性好、可生物降解、力學(xué)性能良好等特點，在藥物緩釋、細胞培養(yǎng)、組織工程等生物醫(yī)用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的絲素蛋白水凝膠往往具有以下缺點：一、凝膠化時間過長，一般凝膠化時間在幾天到幾周不等，限制其在臨床上的應(yīng)用；二、形成凝膠需要加入交聯(lián)劑或離子鹽等，如專利CN103965491A公開的“一種絲素蛋白復(fù)合凝膠的制備方法”，需要外加交聯(lián)劑1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽，這不利于保持包埋在凝膠中的細胞或生物因子的活力。

因此，開發(fā)一種工藝簡單、凝膠化時間可控且能保持干細胞活力的絲素蛋白水凝膠并將其用于骨缺損修復(fù)領(lǐng)域是未來研發(fā)的重點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米雜化絲素蛋白水凝膠的制備方法。本發(fā)明通過將納米級羥基磷灰石和再生絲素蛋白水溶液混合后，于一定條件下進行超聲處理制備得到雜化絲素蛋白水溶液。具體地，通過改變納米級羥基磷灰石與再生絲素蛋白的混合比例及其混合液的超聲條件，使凝膠化時間控制在幾十秒到幾十分鐘不等。另外，所得的雜化絲素蛋白水凝膠可用于牙周干細胞包埋，并能很好的保持牙周干細胞的活力，特別適用于骨缺損的再生修復(fù)。

本發(fā)明的另一目的是提供通過上述制備方法得到的納米雜化絲素蛋白水凝膠。

本發(fā)明的再一目的是提供上述納米雜化絲素蛋白水凝膠的應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過以下方案予以實現(xiàn)：

一種納米雜化絲素蛋白水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將蠶繭和NaCO₃水溶液進行煮沸脫膠、洗滌烘干后即得絲素蛋白纖維；將絲素蛋白纖維和LiBr溶液混合，溶解，得到溶液A；將溶液A透析、過濾，得到再生絲素蛋白水溶液；

(2)將納米級羥基磷灰石(nHA)溶液和步驟(1)中的再生絲素蛋白水溶液混勻后，超聲，得到凝膠化時間可控的nHA雜化絲素蛋白水溶液；