一种BPN-DFO凝胶支架的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及生物医用材料技术领域，具体讲是一种BPN

【技术实现步骤摘要】
一种BPN
‑
DFO凝胶支架的制备方法及其应用
[0001]

[0002]本专利技术涉及生物医用材料
，具体讲是一种BPN
‑
DFO凝胶支架的制备方法及其应用。

技术介绍

[0003]人们普遍认为，骨愈合过程中的延迟愈合或骨不连是由于血液供应不足。虽然骨组织具有良好的再生能力，但由于血液供应不足，大部分缺血性骨缺损未能完全恢复，这是骨不连的主要原因之一。当骨不连存在时，患者可能会出现骨丢失、骨畸形和持续感染。迄今为止，治疗骨不连的广泛临床策略包括小缺损自体骨移植、骨运输和诱导膜技术。但上述方案容易出现一系列难以避免的并发症。
[0004]最近，水凝胶支架被认为是一种具有多种医学价值的有效材料，包括简单的细胞或组织支架、组织工程平台、先进的药物和/或生长因子载体。许多研究人员报告称，由于细胞、生长因子和/或生物活性分子的包裹，水凝胶支架在周围神经、脊髓、伤口、骨和软骨中实现了临床所需的再生效果，这些细胞、生长因子和/或生物活性分子可以可控释放，以改善分化和再生。水凝胶具有良好的生物相容性、载药性和骨传导性，因此被认为是骨缺损修复的最佳支架材料。
[0005]值得注意的是，在目前的大多数研究中，正常骨缺损中的成骨比缺血性骨缺损中的成骨更重要。在缺血状态下，这些支架可能会在骨缺损中诱导纤维组织形成，无法治疗骨缺损。在骨缺损愈合过程中，由于缺乏骨血管，会出现纤维组织形成、骨延迟愈合、骨不连和坏死。因此，为了促进缺血部位的骨再生，凝胶支架必须兼具不同的功能，包括促进成骨和血管生成。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少部分地克服现有技术中存在的上述和/或其他潜在的问题：提供一种促进成骨和血管生成的BPN
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DFO凝胶支架的制备方法及其应用。
[0007]本专利技术的技术解决方案如下：一种BPN
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DFO凝胶支架的制备方法，包括以下步骤：1）黑磷纳米片
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壳聚糖的制备：将黑磷纳米片与壳聚糖分散在水中，避光搅拌混匀得到悬浊液，然后将悬浊液离心得到沉淀，沉淀经真空干燥得到产物黑磷纳米片
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壳聚糖；其中，所述悬浊液中黑磷纳米片的含量为0.5
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1mg/mL，壳聚糖的含量为5
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10mg/mL；2）将光引发剂（LAP）和甲基丙烯酸酰化明胶（GelMA）溶解到PBS缓冲液中并于30
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50℃水浴温度加热10
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20min得到水凝胶前体溶液，所述水凝胶前体溶液中，光引发剂（LAP）浓度为1.25
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2.5mg/mL，甲基丙烯酸酰化明胶（GelMA）浓度为40
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60mg/mL；3）将黑磷纳米片
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壳聚糖（BPN
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QCS）和去铁胺（DFO）加入到水凝胶前体溶液中，并于50
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70℃的水浴温度加热25
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40min；所述水凝胶前体溶液中黑磷纳米片
‑
壳聚糖的浓度为
75
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125μg/mL，去铁胺的浓度为0.75
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1.25mg/mL；4）使用长波紫外灯对制备好步骤3）制备的水凝胶前体溶液照射即可制得BPN
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DFO凝胶支架。
[0008]作为优化，步骤1）中，所述黑磷纳米片通过以下步骤制备：将黑磷（BP）晶体粉末研磨后转移至离心管中以水定容至黑磷（BP）浓度为1mg/mL，搅拌混匀成悬浊液后离心并弃去底部沉淀，取上清经真空干燥得到黑磷纳米片（BPNs）。
[0009]作为优化，步骤4）中，所述长波紫外灯的波长65
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365nm，功率300
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400W，照射时间5
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10s。
[0010]作为优化，步骤1）中，所述壳聚糖为季铵化壳聚糖。
[0011]本专利技术提供一种BPN
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DFO凝胶支架的应用，具体应用于修复缺血性骨缺损。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术以黑磷纳米片（BPN）和去铁胺（DFO）作为促进血管和骨再生的生物活性成分，用于修复缺血性骨缺损，其中BPN可以释放可控制的磷，DFO作为铁螯合剂，可以通过激活血管内皮生长因子（VEGF）等关键促血管生成基因来促进血管生成。本专利技术制备的凝胶支架具有良好的溶胀、降解和释放速率，并具有良好的生物相容性。BPN
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DFO（黑磷纳米片和去铁胺）凝胶支架显示与骨再生和细胞增殖相关的mRNA表达显著上调。在体内，BPN
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DFO凝胶支架能显著改善缺血性骨缺损部位的成骨和新生血管。
附图说明
[0013]图1为实施例1制备的BPN
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DFO凝胶支架在室温下和水凝胶在超纯水中的溶胀速率、降解率对比图，图1a为溶胀速率对比图，图1b为降解率对比图。
[0014]图2为实施例1制备的BPN
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DFO凝胶支架体外磷和铁离子释放累积百分率。图2a为磷离子累积释放百分率，图2b为铁离子的累积释放百分率。
[0015]图3为两组hBMSCs分别孵育的活/死染色荧光图像。图a、b.BPN
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DFO组的活/死染色荧光图像。图c、d.水凝胶组的活/死染色荧光图像。
具体实施方式
[0016]下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。
[0017]实施例1按照以下步骤制备BPN
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DFO凝胶支架：1）黑磷纳米片
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壳聚糖的制备：将黑磷纳米片与壳聚糖分散在水中，避光搅拌混匀得到悬浊液，然后将悬浊液离心得到沉淀，沉淀经真空干燥得到产物黑磷纳米片
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壳聚糖；其中，所述悬浊液中黑磷纳米片的含量为0.7mg/mL，壳聚糖的含量为6mg/mL；2）将光引发剂（LAP）和甲基丙烯酸酰化明胶（GelMA）溶解到PBS缓冲液中并于40℃水浴温度加热15min得到水凝胶前体溶液，所述水凝胶前体溶液中，光引发剂（LAP）浓度为2.5mg/mL，甲基丙烯酸酰化明胶（GelMA）浓度为50mg/mL；3）将黑磷纳米片
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壳聚糖（BPN
‑
QCS）和去铁胺（DFO）加入到水凝胶前体溶液中，并于60℃的水浴温度加热30min；所述水凝胶前体溶液中黑磷纳米片
‑
壳聚糖的浓度为100μg/mL，去铁胺的浓度为1mg/mL；
4）使用长波紫外灯对制备好步骤3）制备的水凝胶前体溶液照射10s即可制得BPN
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DFO凝胶支架。长波紫外灯波长365nm，功率400W。
[0018]实施例2按照以下步骤制备BPN
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DFO凝胶支架：1）黑磷纳米片
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壳聚糖的制备：将黑磷纳米片与季铵化壳聚糖分散在水中，避光搅拌混匀得到悬浊液，然后将悬浊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BPN
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DFO凝胶支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）黑磷纳米片
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壳聚糖的制备：将黑磷纳米片与壳聚糖分散在水中，避光搅拌混匀得到悬浊液，然后将悬浊液离心得到沉淀，沉淀经真空干燥得到产物黑磷纳米片
‑
壳聚糖；其中，所述悬浊液中黑磷纳米片的含量为0.5
‑
1mg/mL，壳聚糖的含量为5
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10mg/mL；2）将光引发剂和甲基丙烯酸酰化明胶溶解到PBS缓冲液中并于30
‑
50℃水浴温度加热10
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20min得到水凝胶前体溶液，所述水凝胶前体溶液中，光引发剂浓度为1.25
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2.5mg/mL，甲基丙烯酸酰化明胶浓度为40
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60mg/mL；3）将黑磷纳米片
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壳聚糖和去铁胺加入到水凝胶前体溶液中，并于50
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70℃的水浴温度加热25
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40min；所述水凝胶前体溶液中黑磷纳米片
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壳聚糖的浓度为75
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125μg/mL，去铁胺的浓度为0.75
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【专利技术属性】
技术研发人员：干开丰，徐顶立，夏臣杰，周珂，丁伟，李瑾，
申请(专利权)人：宁波市医疗中心李惠利医院，
类型：发明
国别省市：