一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法，包括：向半乳糖壳聚糖中加入纯化后的天然蛋白，配制水溶液，电纺，得到半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维支架。本发明专利技术的方法简单，生产效率高，具有在生物人工肝和肝组织修复方面的良好应用前景；制备得到的半乳糖壳聚糖-天然蛋白/复合纳米纤维仿生支架，具有良好的生物相容性，可促进肝细胞粘附与增殖。

Method for preparing galactose chitosan natural protein composite nano fiber bionic scaffold based on green electrospinning technology

The invention relates to a preparation technology based on green electrospun chitosan - galactose natural protein composite nano fiber scaffold method, including: to add natural protein purified galactose chitosan in aqueous solution preparation, electrospinning, chitosan by galactose - natural protein composite nanofiber scaffold. The method of the invention is simple, high production efficiency and has good application prospect in biological artificial liver and liver tissue repair; galactose chitosan was prepared by natural protein / composite nano fiber scaffold, has good biocompatibility, can promote cell adhesion and proliferation of liver.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肝组织工程支架的制备方法领域，特别涉及一种绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法。
技术介绍
组织工程支架应该模拟天然细胞外基质的微环境，而细胞外基质的主要成分是胶原蛋白和多糖，呈纳米纤维状排列，其纤维直径分布在几十到几百纳米。因此，天然蛋白和多糖组成的复合纳米纤维被认为可以较好的模拟天然细胞外基质。鱼明胶、丝素和壳聚糖是来源广泛的天然生物材料，具有优良的生物相容性，是制备组织工程支架的优选材料。研究表明，肝细胞表面有一种唾液酸糖蛋白受体可特异性识别半乳糖并与之产生特异性相互作用，肝细胞在含有半乳糖的材料上表现出更好的黏附与增殖行为。采用何种制备方法将材料制成支架是组织工程中的热点问题，目前已有的较为成熟的方法包括多孔微载体、水热法、去细胞化和静电纺丝等。而目前研究表明静电纺丝技术制备的纳米支架具有高孔隙率、纤维直径均一、力学性能和生物相容性都有很巨大的优势，同时设备简单利于维护、制备过程很少或者基本不涉及到对生物体及环境有毒害的物质、支架材料可以负载生长因子等活性物质等特点，使静电纺丝技术非常适合用于组织工程的研究和支架的生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法，该方法克服目前的肝脏组织工程支架的不足，是能够更有效的促进肝细胞生长和维持功能，性能可靠的半乳糖壳聚糖复合物支架的办法。本专利技术的一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法，包括：(1)向半乳糖壳聚糖中加入纯化后的天然蛋白，配制水溶液；其中，水溶液中天然蛋白的质量浓度为10-80wt％，半乳糖壳聚糖的质量浓度为2-7wt％；(2)将步骤(1)中得到的水溶液电纺，得到半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维支架；其中，电纺工艺参数为：电压为9-15KV，推进速度为0.5-1.5ml/h，接收距离为15-25cm，温度为20-40℃，湿度为20-30％。所述步骤(1)中半乳糖壳聚糖的制备方法包括：LA溶解于pH＝4.7的TEMED溶液(HCl调解PH)，再由NHS和EDC的混合物激活；将壳聚糖以LA的当量摩尔加入到溶解液中；室温反应72h；将产物透析，冷冻干燥后得到GalCS(半乳糖壳聚糖)。所述步骤(1)中天然蛋白为丝素和鱼明胶中的至少一种。所述步骤(1)中水溶液中天然蛋白的质量浓度为10-25wt％。所述天然蛋白为丝素时得到的半乳糖壳聚糖-丝素复合纳米纤维支架的后处理采用75％乙醇蒸汽熏蒸。所述天然蛋白为鱼明胶时得到的半乳糖壳聚糖-鱼明胶复合纳米纤维支架的后处理采用25％戊二醛蒸汽熏蒸。所述步骤(1)中水溶液为去离子水配制的水溶液。所述步骤(1)水溶液中加入聚环氧乙烷PEO，水溶液中PEO的质量浓度为0.1wt％—0.5wt％。。本专利技术采用绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架，该支架具有良好的细胞相容性，可促进肝细胞的粘附与增殖，有望在肝脏组织工程等领域获得良好应用效果。有益效果(1)本专利技术操作简便，实验装置简易，制备时间短且条件温和，利于大批量生产；(2)本专利技术制备的半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架模拟天然细胞外基质的结构与成分，具有良好的细胞相容性；(3)本专利技术制备的半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架由于含有可被肝细胞膜受体特异性识别的半乳糖链有望促进肝细胞的粘附和增殖，利于诱导肝组织再生与重建。附图说明图1为实施例1所得纳米纤维仿生支架的扫描电镜(SEM)图；图2为实施例2所得纳米纤维仿生支架的SEM图；图3为肝细胞(RH35)在实施例1所得纳米纤维仿生支架上生长情况的SEM图；图4为肝细胞(RH35)在实施例2所得纳米纤维仿生支架上生长情况的SEM图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。各实施例中半乳糖壳聚糖的合成步骤为：2.3gLA溶解于PH＝4.7的50mlTEMED/(由HCl调解PH)，再由NHS(0.14g)和EDC(0.6g)的混合物激活；将2.2g壳聚糖(13.7mol)以LA的当量摩尔加入到溶解液中；室温反应72h；将产物透析，冷冻干燥后得到GalCS(半乳糖壳聚糖)。实施例1(1)配制丝素纺丝液(20wt％)，加入质量浓度为0.2％的聚环氧乙烷(PEO)，并按照质量比1％的比例加入半乳糖壳聚糖；(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，调节电压为11KV，推进速度为1.0ml/h，接收距离为20cm，湿度在30％，温度在25℃，利用接收器接收，制得复合丝素蛋白-半乳糖壳聚糖纳米纤维仿生支架。(3)所得纳米纤维膜用75％乙醇蒸汽处理24h后即可使用。图1为本实施例中得到的纳米纤维仿生支架的SEM图，从图中可以看出半乳糖壳聚糖(GC)混合所制备的混合纳米纤维膜支架纤维表面光滑，大小均一，直径为500-750nm图3为肝细胞(RH35)在本实施例所得纳米纤维仿生支架上生长情况的SEM图，从图中可以看出在GC-SF纳米纤维膜上的肝细胞RH35黏附与铺展地良好，可见GC-SF纳米纤维膜与肝细胞的生物相容性良好。实施例2(1)配制鱼明胶纺丝液(60wt％)，按照质量比3％的比例加入半乳糖壳聚糖；(2)将步骤(1)中的纺丝液分别转移到注射器中，调节电压为11KV，推进速度为1.0ml/h，接收距离为20cm，湿度在30％，温度在25℃，利用接收器接收，制得复合鱼明胶-半乳糖壳聚糖纳米支架。(3)所得的纳米纤维用25％的戊二醛蒸汽熏蒸12h，然后置于通风橱中通风至少1h，再转移到真空干燥箱中干燥2-3天即可使用。图2为本实施例中得到的纳米纤维仿生支架的SEM图，从图中可以看出制备的复合纤维表面光滑，直径均一，半乳糖-壳聚糖的加入对纤维形貌和直径的无明显影响，呈光滑的带状结构。图4为肝细胞(RH35)在本实施例所得纳米纤维仿生支架上生长情况的SEM图，从图中可以看出在GC-Gelatin纳米纤维膜上的肝细胞RH35黏附与铺展良好，可见GC-SF纳米纤维膜与肝细胞的生物相容性良好。实施例3(1)配制鱼明胶-丝素纺丝液(60wt％，20wt％)，加入聚环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖‑天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法，包括：(1)向半乳糖壳聚糖中加入纯化后的天然蛋白，配制水溶液；其中，水溶液中天然蛋白的质量浓度为10‑80wt％，半乳糖壳聚糖的质量浓度为2‑7wt％；(2)将步骤(1)中得到的水溶液电纺，得到半乳糖壳聚糖‑天然蛋白复合纳米纤维支架；其中，电纺工艺参数为：电压为9‑15KV，推进速度为0.5‑1.5ml/h，接收距离为15‑25cm，温度为20‑40℃，湿度为20‑30％。

【技术特征摘要】
1.一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿生支架的方法，包括：
(1)向半乳糖壳聚糖中加入纯化后的天然蛋白，配制水溶液；其中，水溶液中天然蛋白的质
量浓度为10-80wt％，半乳糖壳聚糖的质量浓度为2-7wt％；
(2)将步骤(1)中得到的水溶液电纺，得到半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维支架；其
中，电纺工艺参数为：电压为9-15KV，推进速度为0.5-1.5ml/h，接收距离为15-25cm，温度
为20-40℃，湿度为20-30％。
2.根据权利要求1所述的一种基于绿色电纺技术制备半乳糖壳聚糖-天然蛋白复合纳米纤维仿
生支架的方法，其特征在于，所述步骤(1)中天然蛋白为丝素和鱼明胶中的至少一种。
3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王红声，余凡，杨兴兴，林思，周晓菲，范林鹏，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31