一种用于3D打印或原位注射的因子缓释中性凝胶系统及其制备方法技术方案

技术编号:24791662 阅读:46 留言:0更新日期:2020-07-07 20:03
本发明专利技术公开了一种用于3D打印或原位注射的因子缓释中性凝胶系统及其制备方法,属于生物材料技术领域。制备过程包括预凝胶态胶原的制备、胶原纤维的制备、活化肝素的制备等。其中,预凝胶态胶原能够在4度保持稳定数月,并具有二次凝胶性能,简化了传统胶原凝胶的制备过程。胶原纤维‑肝素是生长因子的载体,使加入凝胶体系中的生长因子缓慢释放。此凝胶系统可以灵活方便的缓释多种生长因子和添加各种细胞,由于预凝胶状态的胶原具有良好的成型性能,并在37℃条件下迅速凝胶,因此凝胶系统除了三维培养的功能外,还可以进一步的应用于原位注射和生物3D打印中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印或原位注射的因子缓释中性凝胶系统及其制备方法
本专利技术涉及生物材料
,具体涉及一种用于3D打印和原位注射的因子缓释中性凝胶系统及其制备方法。
技术介绍
胶原是一种生物相容性良好的生物材料,广泛应用于组织工程和再生医学领域,现已经有一系列产品如胶原修复膜、胶原骨支架等在临床上取得了应用许可。在实验研究中,鼠尾胶原得到了广泛的应用,未变性的胶原溶解于酸性溶液中,中和后在一定盐浓度下在37℃可形成凝胶。但传统的胶原凝胶存在以下不足:1,浓度低,广泛应用的鼠尾胶原的浓度一般为3mg/mL,当提高其浓度后,则难以中和均匀。此类胶原黏度低,不适用3D打印和原位注射。2,凝胶快,3mg/mL鼠尾胶原在中性条件下,即使在4℃下,会在20分钟内完全凝胶,当浓度提高,凝胶速度会加快,不仅每次使用需要现配,且限制了操作时间。目前,将生长因子固定于冻干态胶原的方法已经趋于成熟,如京尼平、碳二亚胺发等。但是,在含细胞的水凝胶中固定生长因子的情况比较复杂,首先,上述的固定方法会破坏活性细胞,故不可取。其次,胶原凝胶方式为其三股螺旋结构逐级组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于3D打印或原位注射的因子缓释中性凝胶系统的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:/n(1)胶原溶液的制备:以提取的牛跟腱胶原为原材料,将牛跟腱胶原加入0.1-0.5mol/L的乙酸溶液中,制备3-10mg/mL的牛跟腱胶原溶液;/n(2)胶原纤维制备:/n在牛跟腱胶原溶液中加入0.1mol/L的PBS溶液和1mol/L氢氧化钠溶液,以酚红为指示剂,将溶液中和至红色,得中性溶液;然后将所得溶液倾倒至PBS溶液中,于20-37℃水浴条件下磁力搅拌1-4小时,所得物料经离心分离后,得到胶原纤维;/n(3)肝素活化处理:/n将肝素溶解于吗啉乙磺酸溶液中,得到肝素含量为1-10mg/mL...

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印或原位注射的因子缓释中性凝胶系统的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
(1)胶原溶液的制备:以提取的牛跟腱胶原为原材料,将牛跟腱胶原加入0.1-0.5mol/L的乙酸溶液中,制备3-10mg/mL的牛跟腱胶原溶液;
(2)胶原纤维制备:
在牛跟腱胶原溶液中加入0.1mol/L的PBS溶液和1mol/L氢氧化钠溶液,以酚红为指示剂,将溶液中和至红色,得中性溶液;然后将所得溶液倾倒至PBS溶液中,于20-37℃水浴条件下磁力搅拌1-4小时,所得物料经离心分离后,得到胶原纤维;
(3)肝素活化处理:
将肝素溶解于吗啉乙磺酸溶液中,得到肝素含量为1-10mg/mL的肝素的吗啉乙磺酸溶液,再加入NHS和EDC;所得混合物料在4℃条件下反应12h后,反应产物经丙酮沉淀,冻干,即得到活化肝素;
(4)胶原纤维与肝素的共价接枝:
将步骤(2)制备的胶原纤维分散于0.01mol/L的PBS或50mmol/L碳酸氢钠溶液中,再加入活化肝素,活化肝素的加入量为胶原纤维重量的0.01-0.3倍,所得混合物料中胶原纤维含量为1-5wt.%;将所得混合物料在4℃条件下反应12小时后,经0.01mol/L的PBS透析和冻干后,此时肝素共价接枝于胶原纤维表面,得到表面修饰肝素的胶原纤维;
(5)预凝胶胶原的制备:取步骤(1)制备的牛跟腱胶原溶液,使用中和剂将其调至红色;中和后的溶液在25-37℃水浴条件下处理5-50分钟,然后在4-10℃离心2-5小时,离心后得到的沉淀使用摇晃加搅拌的方式匀质后,即得到具有一定黏度、置于37℃会再次凝胶的可打印、可注射的预凝胶胶原;
(6)将步骤(5)制备的预凝胶胶原、步骤(4)制备的表面修饰肝素的胶原纤维和生长因子混合,经4℃处理12小时后,再加入一定量的细胞,所得混合物料即为所述用于3D打印和或原位注射的因子缓释中性凝胶系统。


2.根据权利要求1所述的用于3D打印和原位注射的因子缓释中性凝胶系统的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述牛跟腱胶原的提取过程如下:
将牛跟腱溶解于含有胃蛋白酶的乙酸溶液中,搅拌72h后,依次进行盐析和乙酸透析过程,透析袋截留分子量为3000-10000...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭凯郑雄飞王赫然朱慧轩李松
申请(专利权)人:中国科学院沈阳自动化研究所
类型:发明
国别省市:辽宁;21

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1