[发明专利]一种丝素蛋白仿生多孔支架及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丝素蛋白仿生多孔支架的制备方法，包括如下步骤：将丝素蛋白溶于有机溶剂中，配制丝素蛋白溶液，然后加入丙酮形成凝胶状溶液；将致孔剂加入所得凝胶状溶液中，混合均匀，然后转入超临界干燥设备中进行超临界干燥处理；将所得产物进行酒精浸泡，然后烘干，即得丝素蛋白仿生多孔支架。本发明所得丝素蛋白仿生多孔支架具备共存的大孔和微孔特征、高孔隙率以及容许细胞粘附的粗糙的纳米纤维网状交织结构，可模拟细胞外基质微环境，有助于促进细胞的黏附与增殖；且涉及的制备过程绿色环保，不使用高温，能避免有机溶剂残留等问题；所得丝素蛋白仿生多孔支架可进行广泛应用于人工皮肤支架、人工神经支架、骨组织工程支架等领域。

技术领域

本发明属于组织工程技术领域，具体涉及一种丝素蛋白仿生多孔支架及其制备方法和应用。

背景技术

家蚕丝(Bombyx Mori Silk)具有独特的分级结构，其以反平行折叠链构象(β-sheet)为基础，形成直径为10～15nm的微纤维，直径大约为10μm的细纤维由大约1000根微纤维形成，单纤维(丝素蛋白纤维直径为1～1.8mm)由大约100根细纤维沿纵轴排列构成的。蚕丝纤维的主要组成为丝素(约占全部重量的70％)，其次为丝胶(约占25％)；其中丝胶是一种水溶性的球状蛋白，包裹在丝素的周围，极容易溶于热水，可通过脱胶过程与丝素分离，这两种主要物质构成了蚕丝单根纤维。

近年来，利用丝素蛋白(Silk fibroin,SF)作为组织工程支架的研究越来越受到研究者的关注。丝素蛋白是从蚕丝中提取的一种天然高分子可降解生物材料，具有良好的生物相容性，不会发生凝血、免疫和炎症反应。大量研究表明，丝素蛋白支架能诱导细胞的增殖、迁移和分化。目前制备丝素蛋白支架的方法有很多种，常见的方法包括溶剂浇铸/粒子沥滤法、气体发泡法、快速成型法、相分离/冷冻干燥法和静电纺丝法等。这些传统的支架制备方法难以获得共存的大孔和微孔特征、可控的孔径、高孔隙率以及容许细胞粘附的粗糙的纳米纤维表面等，无法提供与天然组织更加相似的细胞外基质环境，不能为细胞在体外的生长、发育和细胞间通讯提供理想的微环境。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种丝素蛋白仿生多孔支架，它具备共存的大孔和微孔特征、高孔隙率以及容许细胞粘附的粗糙的纳米纤维网状交织结构，可有效模拟细胞外基质微环境，促进细胞的黏附与增殖；且涉及的制备方法简单，能耗低、环境友好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种丝素蛋白仿生多孔支架的制备方法，包括如下步骤：

1)将丝素蛋白溶于有机溶剂中，配制丝素蛋白溶液，然后加入丙酮形成凝胶状溶液；

2)将致孔剂加入所得凝胶状溶液中，混合均匀，然后转入超临界干燥设备中进行超临界干燥处理；

3)将步骤2)所得产物进行酒精浸泡，然后烘干，即得丝素蛋白仿生多孔支架。

上述方案中，所述有机溶剂为六氟异丙醇。

上述方案中，所述丝素蛋白溶液的浓度为0.06-0.1g/ml。

上述方案中，所述丝素蛋白溶液与丙酮的体积比为5:(1.2-1.5)。

上述方案中，所述致孔剂为碳酸氢铵；其粒径为150-250μm。

上述方案中，所述致孔剂与丝素蛋白的质量比为(5-15):1。

上述方案中，所述超临界干燥处理工艺包括：采用的超临界流体为CO₂，设定温度为 31.3～40℃，压强为7.3～20MPa，时间为3～8h。

上述方案中，所述浸泡时间为6～12h。

上述方案中，所述干燥温度为40～60℃，时间为0.5～3d。