一种生物活性材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种生物活性材料、其制备方法及应用。所述生物活性材料为丝素蛋白膜，其纵切面呈多层结构，其横切面呈多孔褶皱结构。其制备方法，包括以下步骤：(1)将丝素蛋白溶液，控制浓度、pH值及温度，获得前体溶液；(2)将前体溶液，在-200℃至40℃之间进行温度控制，让大分子进行自组装，最终温度在5℃以下，获得凝固的自组装生物大分子材料；(3)将自组装生物大分子材料，进行冻干处理，并进行交联处理，获得所述生物活性材料。本发明专利技术提供的生物活性材料，用作胞外基质仿生支架，促进和引导细胞定向增殖和/或组织再生的效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料领域，更具体地，涉及一种生物活性材料、其制备方法及应用。
技术介绍
组织工程是综合应用细胞生物学、材料学和工程学的原理，以人工材料为支架，结合细胞植入，研究开发具有修复、改善损伤组织结构和功能生物替代物的一门科学。在组织工程中，诱导组织再生修复的支架材料的构建是其中关键的一环，支架材料主要可分为可吸收性和不可吸收性两种。①不可吸收性材料，比如，聚四氟乙烯(PTFE)，这种材料力学性能良好，但其临床应用操作费时而且困难，放置4～6周后需二次手术摘除，给患者造成二次创伤，现在已较少应用。②可吸收性降解材料，比如，多聚乳酸(PLA)和胶原蛋白材料。可吸收性降解材料，具有患者使用后不需取出，促进了愈合速度并减少了患者的痛苦的优点。但这些材料植入体内后，尚不具备定向调控组织再生修复的能力，促进愈合速度的能力有待提高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种生物活性材料、其制备方法及应用，其目的在于提供一种具有特殊三位微观结构的生物活性材料，用于仿生组织再生微环境，从而定向诱导组织再生修复，由此解决现有的组织工程支架材料不能定向诱导组织再生修复、促进愈合速度的能力不佳的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种生物活性材料，所述生物活性材料为丝素蛋白膜，其纵切面呈多层结构，其横切面呈多孔褶皱结构。优选地，所述生物活性材料，还包括质量分数不超过1％的药物或生物活性因子，所述药物优选抗炎药物，所述生物活性因子优选促进组织再生修复的生长因子。按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述生物活性材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将质量分数在4％至30％之间的丝素蛋白溶液，调节pH值在2至10之间；控制温度在0℃至30℃之间，获得前体溶液；(2)将步骤(1)获得的前体溶液，在-200℃至40℃之间进行温度控制，温度控制为单向降温或梯度升降温，变温速度0.01度/秒至10度/秒，让大分子自行组装，控制最终温度在5℃以下，获得凝固的自组装生物大分子材料；(3)将步骤(2)中获得的凝固的自组装生物大分子材料，进行冻干处理，并对冻干后的生物大分子材料进行交联的处理，获得所述生物活性材料。优选地，所述的制备方法，其步骤(2)在控制生物大分子溶液温度过程中，当生物大分子溶液处于溶液状态或半凝固状态时，向其注入药物或生物活性因子。优选地，所述的制备方法，其步骤(2)当温度控制为梯度升降温时，交替次数不超过5次。按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述生物活性材料应用，其应用于促进和引导细胞定向增殖和/或组织再生。优选地，所述生物活性材料应用，其应用于创面修复。优选地，所述生物活性材料应用，其应用于引导缺损组织重建。按照本专利技术的另一方面，提供了一种胞外基质仿生支架，包括所述的生物活性材料。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术提供的生物活性材料，具有规整的通体微孔结构以及较高的比表面积，能在体内降解，相对于现有的可吸收性降解材料，由于其特殊的三维微观结构，能促进和引导细胞定向增殖，更加有效的帮助组织再生，从而能加速创面愈合或引导缺损组织重建，帮助创面修复。(2)本专利技术提供的生物活性材料，能负载抗炎药物或生物活性因子，可智能释放生长活性因子引导组织再生，从而广泛用于应用于个人护理、细胞培养、创面及组织缺损的修复和重建领域。(3)本专利技术提供的生物活性材料，被酶解为天然的氨基酸，不像聚乳酸和聚乙交酯制成的膜在降解过程中会产生大量的酸，从而伤害修复的组织。具有良好生物相容性、无毒性、无刺激性切无细胞毒性。(4)本专利技术提供的所述生物活性材料的制备方法，原材料便宜易得，制备方法简单，易于控制，适合工业大规模生产。附图说明图1是本专利技术提供的生物活性材料结构电镜照片，其中图1A为所述生物活性材料的纵截面电镜照片，图1B为所述生物活性材料的横截面照片，图1C为所述生物活性材料的，图1D为横截面纳米纤维结构；图2是实施例4人表皮细胞培养在胞外基质生物活性材料表面黏附和增殖的电镜照片；图3是实施例4人表皮细胞培养在胞外基质生物活性材料表面黏附和增殖的荧光照片；图4是实施例5成骨细胞在实施例1制备的生物活性材料表面增殖的电镜照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的生物活性材料，为丝素蛋白膜，具有三维立体千层饼状微观结构，为规整的通体微孔结构，如图1所示，其纵切面呈多层结构，如图1A所示，其横切面呈多孔褶皱结构，如图1B、图1C所示，图1B、图1C为相互垂直的两横截面。优选地，所述生物活性材料的横截面具有纳米纤维结构，如图1D所示。所述生物活性材料，还可负载药物、生物活性因子等活性成分。优选的，所述生物活性材料还包括质量分数不超过1％的药物或生物活性因子。所述药物优选抗炎药物，所述生物活性因子，优选促进组织再生修复的生长因子，包括促进纤维组织和结缔组织再生修复的生长因子，例如：成纤维生长因子，骨再生生长因子。所述生物活性材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将质量分数在4％至30％之间的丝素蛋白溶液，调节pH值在2至10之间；控制温度在0℃至30℃之间，获得前体溶液；(2)将步骤(1)获得的前体溶液，在-200℃至40℃之间进行温度控制，温度控制为单向降温或梯度升降温，变温速度0.01度/秒至10度/秒，让大分子自行组装，控制最终温度在5℃以下，获得凝固的自组装生物大分子材料。梯度升降温即逐渐降温后逐渐升温，交替进行多次。如需负载药物或生物活性因子，可在控制生物大分子溶液温度过程中，当生物大分子溶液处于溶液状态或半凝固状态时，向其注入药物或生物活性因子。当温度控制为升降温交替时，交替次数不超过5次。其中梯度升降温的温度控制方法，为在迅速在多个温度梯度上切换，并维持一定时间，根据前体溶液的黏度及表面张力等情况，温度控制过程可能在升温和降温之间多次交替。温度梯度之间温差不超过10度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物活性材料，其特征在于，所述生物活性材料为丝素蛋白膜，其纵切面呈多层结构，其横切面呈多孔褶皱结构。

【技术特征摘要】
1.一种生物活性材料，其特征在于，所述生物活性材料为丝素蛋白膜，
其纵切面呈多层结构，其横切面呈多孔褶皱结构。
2.如权利要求1所述的生物活性材料，其特征在于，还包括质量分数
不超过1％的药物或生物活性因子，所述药物优选抗炎药物，所述生物活性
因子优选促进组织再生修复的生长因子。
3.如权利要求1或2所述的生物活性材料的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(1)将质量分数在4％至30％之间的丝素蛋白溶液，调节pH值在2
至10之间；控制温度在0℃至30℃之间，获得前体溶液；
(2)将步骤(1)获得的前体溶液，在-200℃至40℃之间进行温度控
制，温度控制为单向降温或梯度升降温，变温速度0.01度/秒至10度/秒，
让大分子进行自组装，控制最终温度在5℃以下，获得凝固的自组装生物大
分子材料；
(3)将步骤(2)中获得的凝固的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆成，
申请(专利权)人：湖北赛罗生物材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42