[發(fā)明專利]一種礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法

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• 申請日: 2023-07-07
• 公開（公告）號: CN116650727A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林琳;范一民;陳美娟;賈若賢;李鑫;顏先琴;管榮健;魯重義;葛珂
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇奧普萊醫(yī)療用品有限公司
• 主分類號: A61L27/46
• 分類號: A61L27/46;A61L27/52;A61L27/56;A61L27/54
• 代理公司: 威海匯英橋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37320
• 代理人: 姜成康

本發(fā)明公開了一種礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法，包括以下步驟：S1、將桑蠶絲在碳酸鈉或碳酸氫鈉水溶液中煮沸；S2、將絲素蛋白纖維和絲膠粉均勻地溶解到甲酸?氯化鈣溶劑中；S3、將SF/SS混合物透析；S4、將SF/SS水凝膠冷凍干燥；S5、將SF/SS支架置于氯化鈣溶液中浸泡，再加入磷酸氫二鈉溶液礦化，獲得礦化SF/SS復(fù)合凝膠。本發(fā)明中通過原位生成羥基磷灰石，制備礦化凝膠，由于SF和SS天然性質(zhì)相近，SS被用來增強凝膠的保水能力，以改善SF/SS水凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)，提高水凝膠的力學(xué)性能和韌性。在凝膠表面形成羥基磷灰石微球，使得礦化后的凝膠在濕態(tài)下具有良好的往復(fù)壓縮形狀回復(fù)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

與目標組織細胞外基質(zhì)(ECM)成分和結(jié)構(gòu)相似的水凝膠，通過物理支撐和空間結(jié)構(gòu)，為細胞粘附、增殖和分化提供了合適的基底和微環(huán)境。作為組織工程和再生醫(yī)學(xué)的一類理想材料，水凝膠已引起人們的極大興趣。絲素蛋白具有優(yōu)異的機械加工性、生物相容性和生物降解性，有望成為一種合適的生物材料。SF水凝膠在皮膚、軟骨、血管等組織工程中的應(yīng)用已得到成功的探索，但由于其力學(xué)性能較弱、化學(xué)試劑的使用和工藝復(fù)雜等原因，其進一步應(yīng)用受到限制。通常，SF基水凝膠需要進行化學(xué)交聯(lián)、乙醇處理和物理剪切等機械強化處理，這些過程都是通過物理處理或有毒化學(xué)溶劑誘導(dǎo)SF分子轉(zhuǎn)化為β-折疊結(jié)構(gòu)，通常需要5-10天才能得到最終的水凝膠。此外，這些過程不可避免的影響了凝膠的生物相容性，從而限制了SF基水凝膠在生物材料中的性能。在早期的研究中，絲膠蛋白被認為會引起炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致免疫反應(yīng)，包括T細胞介導(dǎo)的過敏反應(yīng)的產(chǎn)生。盡管多年來，人們認為絲膠會引起過敏反應(yīng)，出于免疫原因，應(yīng)該通過脫膠過程從天然絲中去除，但許多研究表明，當將絲膠添加到細胞培養(yǎng)基中時，可溶性絲膠表現(xiàn)出抗炎活性。近年，越來越多的研究證實絲膠蛋白具有低免疫原性和良好的生物相容性。Kunz等報道，絲膠可以改善細胞附著，增加細胞增殖，并表現(xiàn)出低免疫原性。目前，絲膠已經(jīng)被廣泛運用在組織工程等生物醫(yī)療領(lǐng)域。

目前，普遍使用無機鹽(LiBr水溶液或CaCl₂/乙醇/水溶液)、酸溶液、離子液體、堿脲體系(NaOH/尿素溶液)或六氟異丙醇(HEIP)溶解脫膠絲，制備絲素蛋白溶液。這些溶解過程主要是通過破壞絲素蛋白組成中氨基酸之間的氫鍵。在這些溶液體系中，以LiBr體系最為常見，能將絲素蛋白溶解成均勻的溶液。但LiBr體系溶解過程需要在60℃溶解2-4h，再需要3天麻煩又耗時的透析過程去除LiBr。此外這一方法得到的絲素蛋白溶液濃度較低，且必須在4℃保存，溶液較不穩(wěn)定如遭受外力容易生成絲素蛋白結(jié)晶核減少儲存時間。此外，由于離子液體的吸濕性，離子溶液溶解實驗需要在繁瑣苛刻的惰性氣體環(huán)境中進行。而六氟異丙醇劇有毒性，對環(huán)境有害。此外，這些溶解體系大多會在溶解過程中完全破壞蠶絲的纖維結(jié)構(gòu)，進而破壞蠶絲原有的力學(xué)性能。

因此，一種力學(xué)性能較好的礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法亟待提出。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種礦化SF/SS復(fù)合凝膠的制備方法，包括以下步驟：

S1、將桑蠶絲在碳酸鈉或碳酸氫鈉水溶液中煮沸，然后用蒸餾水沖洗，再晾干；

S2、將步驟S1脫膠后的絲素蛋白纖維和絲膠粉均勻地溶解到甲酸-氯化鈣溶劑中，經(jīng)過振蕩獲得SF/SS混合物；

S3、將步驟S2獲得的SF/SS混合物透析，再冷凍干燥，獲得SF/SS支架；

S4、將步驟S3獲得的SF/SS支架置于氯化鈣溶液中浸泡，再加入磷酸氫二鈉溶液，并于堿性條件下進行礦化，礦化后支架用蒸餾水洗凈殘余化學(xué)試劑，即可獲得礦化SF/SS復(fù)合凝膠。