[发明专利]一种七鳃鳗牙齿形状仿生的抗菌丝胶微针的制备及其生物应用

说明书

本发明公开了一种七鳃鳗牙齿形状仿生的抗菌丝胶微针的制备方法，包括：(1)设计一种七鳃鳗牙齿形状仿生的微针模具，采用3D打印进行模具的打印；(2)将PDMS浇筑到模具表面，室温交联，得到PDMS微针模板；(3)将混合氧化锌纳米粒子的丝胶溶液加入PDMS模板中作为微针的主体成分；(4)离心，抽真空，重复进行三次；(5)加入PVA作为微针的基底，室温条件下自然干燥，去除模板得到抗菌丝胶微针。本发明制备的抗菌丝胶微针具有七鳃鳗牙齿仿生的形状，且保留了天然丝胶蛋白本身的良好生物相容性和生物可降解性，混合了氧化锌纳米粒子的微针兼具抗菌特性，可应用于细菌感染的创口修复。

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体指一种七鳃鳗牙齿形状仿生的抗菌丝胶微针的制备方法，用于感染性皮肤创面修复。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，具有保护机体、分泌代谢、调节体温、维持稳态、感受刺激等多种功能。在受到外伤、烧伤、糖尿病溃疡等因素影响时，皮肤完整性丧失，皮肤功能受损，会给患者身心造成伤害。虽然皮肤具有一定自愈能力，但大面积创伤愈合缓慢，并且在自愈过程中会形成瘢痕组织，难以修复具有功能的组织。同时皮肤损伤容易并发感染，使创口更难愈合，严重的会危及生命。因此，通常需要采用伤口敷料、人工真皮等皮肤替代物对感染性创面进行治疗。

丝胶蛋白是包裹在蚕茧表面的一种天然高分子黏性蛋白，主要由分子量为10-300kDa的多肽组成，包括丝氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等多种氨基酸。丝胶是一种水溶性蛋白，同时具有优良的生物相容性、生物可降解、生物亲和性等特点，因此被制备成各种各样的生物活性材料，应用于生物医学的多种损伤修复和疾病诊疗中，在组织工程修复和药物载体的研究中备受关注，具有很大的发展前景。

微针是一种新兴的医疗技术，即通过微创方法将某些药物或小分子递送至人体内。根据微针的结构可将其分为空心微针和实心微针，其中实心微针包括不可溶性微针、可溶性微针、水凝胶微针等。微针的应用十分广泛，其主要应用于疫苗、癌症治疗、皮肤治疗、美容等领域。近年来随着生物医学的发展，一些具有生物活性的微针也被用于皮肤创面修复，微针较大的比表面积增加了它与伤口的接触面积，同时能缓慢释放活性物质，促进伤口愈合。

七鳃鳗是一种无颚的食腐动物，它有一个吸盘嘴巴，张开时呈圆形，其内壁长满了肉刺般锋利的小牙齿，口周边附生着细小的乳头状突起，称口触须，有吸附功能。当七鳃鳗进行捕食时，它就用具有向内倾斜角度的牙齿紧紧地扣住猎物，具有倾角的牙齿帮助它扣咬更紧，方便捕食。

基于以上，我们首次模仿七鳃鳗牙齿的特殊形状，设计了一种微针模具。它的特点是靠里面的一圈针比较短，刚好能够覆盖在皮肤创伤部位，起到支持和修复的作用，而靠外面的一圈针比较长而且仿生七鳃鳗的牙齿有一个向内倾斜的角度，利用向内的倾斜角度将创面向中间牵拉，有利于固定伤口从而促进创面修复。利用简单的模板法制备搭载氧化锌纳米粒子的丝胶微针，一方面外圈向内倾斜的针尖利于创面被动往中间牵拉有利于创面修复，另一方面微针逐渐溶解释放出的丝胶蛋白能够促进皮肤愈合，此外搭载的氧化锌纳米粒子具有抗菌作用，可用于感染性创面修复。

发明内容

本发明的目的在于针对感染性创面修复难愈合的问题，提供一种工艺简单、成本低廉、生物相容性良好、同时兼具抗菌和促修复功能的丝胶微针的制备方法，应用于感染性创面修复。

为达到上述目的，本发明提供的抗菌丝胶微针制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)利用SolidWorks软件设计七鳃鳗牙齿形状仿生的模型，利用3D打印得到微针阳性模具；

(2)将PDMS A液与B液按一定比例混合后浇筑到步骤(1)中得到的阳性模具上，室温固化交联得到PDMS微针阴性模板；

(3)称取一定质量蚕茧，高温碱提法提取丝胶蛋白，经离心、透析、冻干后得到天然丝胶蛋白固体；

(4)将步骤(3)中所得丝胶蛋白固体溶于水配制成一定浓度的丝胶蛋白溶液；