可降解复合纳米纤维三维材料及其在组织修复中的用途制造技术

本发明专利技术公开了可降解复合纳米纤维三维材料及其在组织修复中的用途，可降解材料技术领域，由多巴胺接枝物制备复合纳米纤维三维材料，其中多巴胺接枝物采用京尼平苷酸对多巴胺进行接枝。本发明专利技术由于采用了多巴胺接枝物制备复合纳米纤维三维材料，所以在复合纳米纤维三维材料表面细胞DNA的总量至少提高了42.86％，复合纳米纤维三维材料的溶失率最高只有11％。本发明专利技术是一种可以用于组织修复材料中稳定、多孔、生物相容性好、溶失率低的的复合纳米纤维三维材料。

【技术实现步骤摘要】
可降解复合纳米纤维三维材料及其在组织修复中的用途
本专利技术属于可降解材料
，具体涉及一种可降解复合纳米纤维三维材料及其在组织修复中的用途。
技术介绍
组织、器官的丧失以及功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一，也是人类疾病和死亡的最主要原因。多年来，人们为提高器官移植技术做出了巨大的努力，但器官和组织短缺仍然是最主要的问题。这也就促进了更多可用于替代天然器官和组织的人工修复材料的研究工作。组织工程(TissueEngineering)的概念由美国国家科学基金会于1987年最早正式提出，其定义是用生命科学和工程学的原理及技术，构建、培育活组织，研制生物替代物，以修复或重建组织器官的结构，维持或改善组织器官功能的一门新兴的边缘学科。其基本方法是将体外培养的高浓度组织细胞(即种子细胞)，种植于一种生物相容性良好，具有三维空间结构，并可逐渐在生物体内降解吸收的生物材料上，使细胞能按预制形态的三维支架生长，以达到修复缺损和重建功能的目的。发展至今，人类建造的工程化组织已包括有：结构类，如人造皮肤、硬骨、软骨等；代谢类，如人造肝、脾、肾等；细胞类，即离体培养的体细胞等。细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)是由细胞分泌至细胞外的大分子(主要为胶原蛋白及多糖类物质)所构成的错综复杂的网络，起到支持并连接组织结构、调节组织发生和细胞生理活动的作用。不同组织的细胞外基质，其与细胞表面接触的结构具有多样性。例如：角膜的细胞外基质为透明柔软的片层，肌腱的则坚韧如绳索。有研究表明，体内的细胞外基质可通过细胞传导系统影响组织细胞的形状、代谢、迁移、增殖和分化。因此可以认为同类型的不同细胞在作为生物网络支架的细胞外基质上黏附、增殖、分化，需要其特定的表面形貌。这种材料的表面形貌对细胞的定植和形态有着重要的影响。同理，基于细胞外基质的原理而制作的组织工程修复材料也应该具备同样的特性。目前，合成高分子则存在亲水性差，不利于细胞粘附的问题。寻找新的适宜的纳米纤维材料对推动神经组织工程的发展和应用非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以用于组织修复材料中稳定、多孔、生物相容性好、溶失率低的复合纳米纤维三维材料。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，包括：将丝素蛋白纳米纤维溶液、京尼平苷酸接枝多巴胺、明胶混合后，冷冻3-12h，真空干燥得到复合纳米纤维三维材料。京尼平苷酸中含有多元环结构，同多巴胺接枝后，拥有强的亲附性能，并且因其分子中的多元羟基使复合纳米纤维三维材料多种组分之间相互作用力强，紧紧结合在一起，对血液等含水组分具有高的亲和性，但因材料间的相互作用，并不会大量溶解导致材料解体，只会在生物酶的作用下慢慢降解。丝素蛋白纳米纤维溶液、京尼平苷酸接枝多巴胺、明胶在制备复合纳米纤维三维材料时，形成多孔结构。含有多个羟基的京尼平苷酸接枝物均匀分散在复合纳米纤维三维材料中，使得孔壁表面上多含有大量亲水基团，有利于细胞在材料上的粘附；并且京尼平苷酸因多环具有刚性效果，使得复合纳米纤维三维材料能够保持原有的整体形貌和多孔的微观结构，具有良好的稳定性。优选地，京尼平苷酸接枝多巴胺的制备：将京尼平苷酸溶解于水中，调pH至5.0-6.5，加入催化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，溶解后加入盐酸多巴胺，氮气氛围下，5-35℃的温度下反应12-36h，透析除去催化剂及未反应单体后，冷冻干燥得到多巴胺接枝物。更优选地，京尼平苷酸的添加量为水溶液的1-5wt％，例如，1.15、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5wt％。更优选地，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的添加量为水溶液的0.5-6wt％，例如，0.55、0.95、1.55、1.95、2.5、3、3.5、4、5、5.95wt％。更优选地，N-羟基琥珀酰亚胺的添加量为水溶液的1.5-8wt％，例如，1.7、2.2、2.7、3.5、4、5、6、7、7.5wt％。更优选地，盐酸多巴胺的添加量为水溶液的1-4wt％，例如，1.5、2、2.5、3、3.5、3.9wt％。优选地，丝素蛋白纳米纤维溶液的制备：在沸腾的水中加入碳酸氢钠，溶解后加入蚕丝，搅拌10-60min后，洗涤烘干得到脱胶蚕丝；将脱胶蚕丝加入溴化锂溶液中，于40-80℃的温度下溶解2-6h，装入透析袋(截留分子量3500)，去离子水透析48-96h后除去溴化锂，透析后的溶液经6000-12000r/min转速下离心10-30min，重复2-3次除去杂质得到丝素蛋白溶液，丝素蛋白溶液20-30℃干燥成膜，加水溶解制备得到3-15wt％的丝素蛋白纳米纤维溶液。更优选地，碳酸氢钠的添加量为水溶液的0.05-0.5wt％，例如，0.1、0.15、0.2、0.25、0.35、0.45、0.49wt％。更优选地，蚕丝的添加量为水溶液的0.05-2wt％，例如，0.08、0.15、0.3、0.5、1.3、1.8、1.9wt％。更优选地，脱胶蚕丝的添加量为溴化锂溶液的10-30wt％，例如，10.5、11、12、15、20、25、26、27、29wt％.更优选地，溴化锂的浓度为8-10M。优选地，复合纳米纤维三维材料的制备：将丝素蛋白纳米纤维溶液、多巴胺接枝物、明胶于25-35℃的温度下混合均匀，将混合液于-25～-15℃的温度下冷冻6-24小时，真空干燥24-96h后得到可降解复合纳米纤维三维材料。更优选地，多巴胺接枝物的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-12wt％，例如，3.5、5、6、7、8、9、11、11.5wt％。更优选地，明胶的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-10wt％，例如，3.5、4、4.5、5.5、6、8、9.5、9.8wt％。优选地，复合纳米纤维三维材料还可按以下条件制备：将丝素蛋白纳米纤维溶液、多巴胺接枝物、明胶、虾青素、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷于25-35℃的温度下混合均匀，将混合液于-25～-15℃的温度下冷冻6-24小时，真空干燥24-96h后得到可降解复合纳米纤维三维材料；虾青素中含有长链、六元环及分子中含有羟基及羰基，矢车菊素-3-O-葡萄糖苷中含有支链、羟基和醚基，虾青素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷分子中部分含有极性，在复合纳米纤维三维材料中以氢键、范德华力相连接，提高分子间作用力，虾青素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的链及相应的极性部分提高了复合纳米纤维三维材料的力学性能。同时因为虾青素和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的存在提供了一定的消炎效果，不引起生物有机体的免疫排斥效果。更优选地，多巴胺接枝物的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-12wt％，例如，3.5、4、6、8、10、11.3、11.8wt％。更优选地，明胶的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-10wt％，例如，3.5、4、5、6.5、7、8.5、9.5wt％。更优选地，虾青素的添加量为丝素蛋白纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，包括：将丝素蛋白纳米纤维溶液、多巴胺接枝物、明胶混合后，冷冻3-12h，真空干燥得到复合纳米纤维三维材料；所述多巴胺接枝物为京尼平苷酸接枝多巴胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，包括：将丝素蛋白纳米纤维溶液、多巴胺接枝物、明胶混合后，冷冻3-12h，真空干燥得到复合纳米纤维三维材料；所述多巴胺接枝物为京尼平苷酸接枝多巴胺。


2.根据权利要求1所述的一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，其特征是：所述明胶的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-10wt％。


3.根据权利要求1所述的一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，其特征是：所述丝素蛋白纳米纤维溶液中丝素蛋白纳米纤维的含量为3-15wt％。


4.根据权利要求1所述的一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，其特征是：所述明胶的添加量为丝素蛋白纳米纤维溶液的3-10wt％。


5.根据权利要求1所述的一种可降解复合纳米纤维三维材料的制备方法，其特征是：所述多巴胺接枝物的制备条件为：将京尼平苷酸溶解于水中，调pH至5.0-6.5，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33