[发明专利]一种纳米复合水凝胶、载氨糖纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纳米锂藻土‑小麦蛋白复合水凝胶、载氨糖纳米锂藻土‑小麦蛋白复合水凝胶及其制备方法和应用，涉及水凝胶材料技术领域。本发明制备的纳米复合水凝胶提高了水凝胶的力学强度、生物相容性及生物活性，解决了传统化学合成水凝胶存在力学(如抗压、抗应变等)强度低、易破碎，生物相容性和生物活性欠佳，缺乏刺激软骨细胞增殖及诱导干细胞分化等缺点，可为人体骨软骨修复材料提供新选择，可用于膝关节、踝关节软骨损伤或缺损再生修复。

技术领域

本发明涉及水凝胶材料技术领域，具体涉及一种纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶、载氨糖纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

骨关节软骨损伤、缺损和退变是骨科常见病、多发病，可严重影响患者的工作及生活质量。软骨无滋养血管、神经及淋巴组织，其营养主要汲取自关节滑液，自身损伤修复能力非常有限。因此，关节软骨一旦遭受暴力，受到损伤或发生缺损后，很难再生修复，而且由创伤、退变等引起的关节软骨损伤也可继发关节炎症或感染，严重影响关节的生理功能。因此，如何有效修复关节软骨损伤，促进关节软骨缺损再生，一直以来是医学界未解的难题之一。

目前软骨缺损修复的主要方法有：微骨折术、关节灌洗、自体或异体软骨移植、软骨细胞和软骨组织工程移植，以及人工软骨移植等。然而，自体软骨移植供体来源有限，异体软骨移植可能携带病毒或出现排异反应，而软骨细胞和软骨组织工程移植存在软骨细胞来源有限、细胞在体外培养过程中出现去分化现象，远期疗效不确定等问题。大量基础及临床研究表明：采用人工软骨修复软骨缺损，长期来讲是最可行的方式之一，具有非常广泛的应用前景。

人体软骨组织是典型的高分子水凝胶结构，具有极高的润滑特性和抗压性能。基于此，水凝胶作为软骨修复材料引起了人们的广泛兴趣。它是一种含有大量水分的三维网络状聚合物，有着与人体软骨组织相似的力学特征，水凝胶可以将细胞包埋在三维支架环境中，为软骨细胞生长提供类似天然软骨细胞外基质的微环境，有利于维持软骨细胞的表型。水凝胶还具有良好的通透性，其三维网络多孔结构便于小分子在其中自由扩散，能支持营养物质和代谢废物的交换。

目前，有多种水凝胶(如聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、壳聚糖、透明质酸和胶原蛋白等)用于软骨缺损修复，显示出其一定的应用效果。然而，这些水凝胶存在力学(如抗压、抗应变等)强度低、易破碎，以及生物相容性和生物活性欠佳等特点，缺乏刺激软骨细胞增殖及诱导干细胞分化等特性，作为人工软骨修复材料仍不能令人满意。

中国专利CN109880011A公开了一种关节软骨浅表层修复用高效自修复水凝胶及其制备方法，上述方案存在如下缺点：(1)水凝胶材料力学强度差，以聚乙烯醇为基体合成制备的水凝胶力学强度差，在治疗负重关节软骨缺损时无法承受人体体重的冲击，易破碎；(2)水凝胶合成所用非天然材料，多为化学聚合物，例如丙烯酰胺、丙烯酸、a-酮戊二酸等，具有一定的细胞毒性，阻碍软骨细胞贴附增殖，体外培养时常可出现去分化现象，严重影响软骨修复效果；(3)水凝胶合成后无细胞诱导作用，无法诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化，关节软骨损伤再生修复效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶、载氨糖纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶及其制备方法和应用，本发明制备的纳米复合水凝胶提高了水凝胶的力学强度、生物相容性及生物活性，解决了传统化学合成水凝胶存在力学(如抗压、抗应变等)强度低、易破碎，生物相容性和生物活性欠佳，缺乏刺激软骨细胞增殖及诱导干细胞分化等缺点，可为人体骨软骨修复材料提供新选择，可用于膝关节、踝关节软骨损伤或缺损再生修复。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种纳米锂藻土-小麦蛋白复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将小麦醇溶蛋白、乙醇溶液和纳米锂藻土混合，进行成型，得到复合材料；所述纳米锂藻土的质量为小麦醇溶蛋白、乙醇溶液和纳米锂藻土总质量的18～22％；