一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶及制备方法技术

本发明专利技术属于生物医用材料与再生医学领域，具体涉及一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶及制备方法。该水凝胶包含丝素蛋白、功能化聚三亚甲基碳酸酯以及活细胞，丝素蛋白与功能化聚三亚甲基碳酸酯的质量比为5～1:1。本发明专利技术通过引入含有亲水链段且不含任何酯键、在降解过程中无酸性降解产物生成、且性能可控调节的功能化聚三亚甲基碳酸酯来提高水凝胶的生物相容性，并通过功能化聚三亚甲基碳酸酯的结构与组成、含量等因素来调控丝素蛋白水凝胶的成胶时间与成胶方式，并同时负载细胞/干细胞，对负载的细胞没有副作用，且对植入部位没有刺激性，进而达到修复子宫内膜的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶及制备方法
本专利技术属于生物医用材料与再生医学领域，具体涉及一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶及制备方法。
技术介绍
不孕不育已成为继癌症、心血管疾病之后的第三大严重疾病，对人类的繁衍生息构成重大威胁，是世界各国面临的重要社会问题之一。目前，子宫内膜损伤已成为女性继发不孕的主要病因之一，如何提高综合治疗的效果，提高患者的妊娠率，已成为子宫内膜修复的重点。21世纪以来，组织工程学和再生医学已成为改善机体健康的重要治疗手段。干细胞在组织工程学和再生医学领域受到广泛重视，为修复子宫内膜损伤开启了新篇章。目前应用干细胞修复子宫内膜的移植方式多为子宫局部原位注射或者静脉注射，易出现在内膜损伤部位存活数量少(宫内原位注射)或募集效率较低(静脉注射)的现象，进而导致干细胞存活率较低，使得治疗后成功受孕率不理想。因此，如何使其有效聚集在组织损伤处而发挥效果是应用干细胞修复子宫内膜损伤尚需解决的问题。生物材料在组织损伤修复中发挥重要作用，可以促进干细胞有效聚集在组织损伤处从而改善干细胞治疗的效果。高分子水凝胶是一种能在水中溶胀并保持大量水分而不溶解的聚合物。由于水凝胶聚合物网络中充斥有大量的水分，使得整个材料具备了流体的性质，这与充盈有大量水溶液的机体组织及其相似，柔软、润湿的表面大大减少了材料对周围组织的刺激，使得水凝胶具有良好的生物相容性，在组织工程与再生医学方向拥有极大开发潜力。丝素蛋白是一种纯天然蛋白质，具有良好的相容性和生物降解性能，降解最终产物为氨基酸，非常适合用作生物材料。丝素蛋白水溶液自然放置会形成水凝胶，但其凝胶时间较长，限制了它的广泛应用。为了能加速丝素蛋白凝胶的形成，国内专利公开号CN102174203A，采用与PLA-PEG-PLA共混制备丝素蛋白水凝胶，使得丝素蛋白水凝胶的制备时间可控。但是由于PLA-PEG-PLA共聚物结构中PLA成分在降解过程中易产生酸性降解产物，导致应用部位的pH下降，进而导致水凝胶负载的药物或细胞的活性降低。该方法尽管加快了丝素蛋白水凝胶的凝胶化，但是存在降低丝素蛋白水凝胶生物相容性的可能性，需要进一步改善以获得能够快速凝胶化且具有良好生物相容性的丝素蛋白水凝胶。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶及制备方法，解决丝素蛋白水凝胶凝胶化时间过长的不足，并显著改善聚酯类共混物的缺陷，确保水凝胶在降解过程中不产酸酸性降解产物，始终保持丝素蛋白良好的生物相容性，不降低负载细胞的活性，在子宫内膜修复等生物医药领域具有广阔应用前景。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，该水凝胶包含丝素蛋白、功能化聚三亚甲基碳酸酯以及活细胞，丝素蛋白与功能化聚三亚甲基碳酸酯的质量比为5～1∶1，活细胞为水凝胶质量的0.01～10％。所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，丝素蛋白为柞蚕丝素蛋白或桑蚕丝素蛋白或二者混合物。所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，功能化聚三亚甲基碳酸酯的通式如下：R1＝-H，-CH3，-OH，-CH2OH，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-(CH2)3CH3，-CH2OCH3，-OCH3，-OCH2CH2＝CH2，-CH2CH2＝CH2，-CH2Cl，-CH2Br，-CH2N3中的任意一种；R2＝-H，-CG3，-OH，-CH2OH，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-(CH2)3CH3，-CH2OCH3，-OCH3，-OCH2CH2＝CH2，-CH2CH2＝CH2，-CH2Cl，-CH2Br，-CH2N3中的任意一种；其中：n＝10～400，m＝1～50，y1＝1～1000，y2＝1～1000，x1∶y1＝10～1∶1，x2∶y2＝10～1∶1。所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，优选的，n＝20～50或80～150，m＝1～20；当n＝20～50时，y1或y2＝10～100；当n＝80～150时，y1或y2＝1～50。所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，活细胞为骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞、胚胎干细胞、经血源间充质干细胞、羊膜间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、人早孕蜕膜间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、子宫内膜干细胞、诱导多能干细胞中的一种或一种以上；或者，活细胞为骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞、胚胎干细胞、经血源间充质干细胞、羊膜间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、人早孕蜕膜间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、子宫内膜干细胞、诱导多能干细胞中的一种或一种以上与子宫内膜间质细胞、子宫内膜上皮细胞中的一种或两种的混合细胞。所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶的制备方法，包括如下步骤：(1)以三羟甲基乙烷为原料经酯交换和热解脱羧制得氧杂环丁烷，在反应瓶中依次加入聚乙二醇醚1～3L和浓硫酸0.2～0.8mL，搅拌下升温至100～150℃，滴加氧杂环丁烷80～120g的聚乙二醇醚300～500mL溶液，滴毕保温反应5～7h；冷却至室温，减压回收过量聚乙二醇醚，减压蒸馏得无色液体；(2)在反应瓶中依次加入步骤(1)制备的无色液体100～150g、吡啶10～30mL和无水四氢呋喃1～2L，搅拌使其溶解；升温至50～70℃，滴加三光气40～60g的无水四氢呋喃500～600mL溶液，滴毕反应10～15h；过滤除去盐酸盐，滤液回收无水四氢呋喃，残余物用二氯甲烷萃取，合并萃取液，减压蒸馏，得含聚乙二醇侧链的碳酸酯单体EOTMC；(3)将聚乙二醇PEG和步骤(2)制备的含聚乙二醇侧链的碳酸酯单体EOTMC按1∶40～60的摩尔比例加到密封式玻璃聚合管中混合均匀，用注射器加入浓度为0.2～0.3mol/L的辛酸亚锡的无水甲苯溶液，辛酸亚锡与反应物PEG+EOTMC的摩尔比为1∶10～10000，室温下抽真空、通氮气，反复置换4～6次，封闭密封式玻璃聚合管，置于100～150℃油浴中搅拌反应20～30h；反应结束后，将产物溶于二氯甲烷中，用石油醚沉淀纯化2～4次得到含聚乙二醇侧链的碳酸酯与聚乙二醇的嵌段共聚物PEOTMC-PEG-PEOTMC，真空干燥至衡重，密封后冷藏保存；(4)将步骤(3)制备的PEOTMC-PEG-PEOTMC与三亚甲基碳酸酯按1∶40～60的摩尔比例加到密封式玻璃聚合管中混合均匀，用注射器加入浓度为0.2～0.3mol/L的辛酸亚锡的无水甲苯溶液，辛酸亚锡与的反应物PEOTMC-PEG-PEOTMC+三亚甲基碳酸酯的摩尔比为1∶100～10000，室温下抽真空、通氮气，反复置换4～6次，封闭密封式玻璃聚合管，置于100～150℃油浴中搅拌反应20～30h；反应结束后，将产物溶于二氯甲烷中，用甲醇沉淀纯化2～4次得到PEOTMC-PEG-PEOTMC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，该水凝胶包含丝素蛋白、功能化聚三亚甲基碳酸酯以及活细胞，丝素蛋白与功能化聚三亚甲基碳酸酯的质量比为5～1∶1，活细胞为水凝胶质量的0.01～10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，该水凝胶包含丝素蛋白、功能化聚三亚甲基碳酸酯以及活细胞，丝素蛋白与功能化聚三亚甲基碳酸酯的质量比为5～1∶1，活细胞为水凝胶质量的0.01～10％。


2.按照权利要求1所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，丝素蛋白为柞蚕丝素蛋白或桑蚕丝素蛋白或二者混合物。


3.按照权利要求1所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，功能化聚三亚甲基碳酸酯的通式如下：



R1＝-H，-CH3，-OH，-CH2OH，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-(CH2)3CH3，-CH2OCH3，-OCH3，-OCH2CH2＝CH2，-CH2CH2＝CH2，-CH2Cl，-CH2Br，-CH2N3中的任意一种；
R2＝-H，-CH3，-OH，-CH2OH，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-(CH2)3CH3，-CH2OCH3，-OCH3，-OCH2CH2＝CH2，-CH2CH2＝CH2，-CH2Cl，-CH2Br，-CH2N3中的任意一种；
其中：n＝10～400，m＝1～50，y1＝1～1000，y2＝1～1000，x1∶y1＝10～1∶1，x2∶y2＝10～1∶1。


4.按照权利要求4所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，优选的，n＝20～50或80～150，m＝1～20；当n＝20～50时，y1或y2＝10～100；当n＝80～150时，y1或y2＝1～50。


5.按照权利要求1所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶，其特征在于，活细胞为骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞、胚胎干细胞、经血源间充质干细胞、羊膜间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、人早孕蜕膜间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、子宫内膜干细胞、诱导多能干细胞中的一种或一种以上；或者，活细胞为骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞、胚胎干细胞、经血源间充质干细胞、羊膜间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、人早孕蜕膜间充质干细胞、脂肪间充质干细胞、子宫内膜干细胞、诱导多能干细胞中的一种或一种以上与子宫内膜间质细胞、子宫内膜上皮细胞中的一种或两种的混合细胞。


6.一种权利要求1至5之一所述的修复子宫内膜的丝素蛋白/功能化聚三亚甲基碳酸酯水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以三羟甲基乙烷为原料经酯交换和热解脱羧制得氧杂环丁烷，在反应瓶中依次加入聚乙二醇醚1～3L和浓硫酸0.2～0.8mL，搅拌下升温至100～150℃，滴加氧杂环丁烷80～120g的聚乙二醇醚300～500mL溶液，滴毕保温反应5～7h；冷却至室温，减压回...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立群，
申请(专利权)人：杨立群，
类型：发明
国别省市：辽宁;21