一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶及其制备方法。该复合水凝胶包括人胎盘脱细胞基质、胶原蛋白、胃蛋白酶和核黄素，其制备步骤为：将人胎盘脱细胞基质冻干、研磨成粉，然后将人胎盘脱细胞基质的粉末、胶原蛋白和胃蛋白酶溶于醋酸溶液中，溶解消化2～4天后加入核黄素，调整溶液pH为中性，静置1～60min，紫外光光照1～60min得到。该复合水凝胶具有良好的机械性能、生物降解性和生物相容性、低免疫原性，更适合细胞附着、生长和增殖，在体外进行3D培养时能更好的模拟体内环境，它可通过调整温度来刺激固化反应，之后通过光照形成适合细胞生长分化的三维空间结构，它和生物墨水的机械强度更接近，可作为生物墨水用于3D生物打印。3D生物打印。3D生物打印。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用复合材料领域，具体涉及一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]水凝胶非常适合组织工程和医学应用，水凝胶形成的三维网络结构能够进行吸水膨胀，膨胀后能够填补组织的缺陷部位，为细胞提供水合环境，由于其物理化学特性的可调节性，还能为细胞提供适合生长的支架作用。
[0003]近年来，脱细胞基质材料是由经化学和物理的方法去除组织细胞中的DNA等免疫原性物质，形成无免疫原性或低免疫原性的材料，该材料可作为构建组织工程支架的材料。由脱细胞基质(ECM)材料制备的水凝胶因其良好的生物相容性、可降解性和组织诱导再生能力，近年来在组织修复和再生医学领域日益成为研究热点。作为构建工程化组织以及修复组织缺损的新型生物活性材料，脱细胞基质材料具有广阔的应用前景。而人源的脱细胞基质材料相对于动物源材料拥有更明显的优势，如具有更低的感染病毒的风险和更好的生物相容性等。
[0004]传统的聚合物形成的水凝胶往往不能够形成和细胞外基质完全一样的结构来使细胞更好生长，即使现在常用聚合物形成的水凝胶能够较大程度上模拟脱细胞基质组成及结构，但因其缺乏有利于细胞生长和维持细胞基本功能的生长因子，导致体外3D培养仍不能完全构建与组织原型相同的活性结构。
[0005]然而，虽然脱细胞基质材料具有以上突出的优势，但基于脱细胞基质材料的水凝胶在凝胶后普遍存在机械性能较差的问题，例如：水凝胶因机械性能不足会产生坍塌等缺陷。从而使脱细胞基质水凝胶在很多应用方面不能满足基本需求。特别是在体外3D培养及3D打印的应用场景中都要求水凝胶具有良好的机械性能，从而为细胞的生长、增殖保持形状稳定性。
[0006]在制备脱细胞基质水凝胶的过程中，常使用交联剂以提高其综合机械性能，但交联剂通常具有细胞毒性，所以更倾向于选择不使用交联剂就能形成交联结构的物质制备水凝胶。

技术实现思路

[0007]本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶及其制备方法。
[0008]本专利技术的具体技术方案如下：
[0009]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，其特征在于，包括：
[0010]人胎盘脱细胞基质、胶原蛋白、胃蛋白酶和核黄素。
[0011]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，还可以具有这样的技术特征，人胎盘脱细胞基质的原材料选自人体胎盘或人体胎盘和其他人源材料的混合物。
[0012]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，还可以具有这样的技术特征，其他人源材料选自人体的脐带、羊膜、真皮、脂肪、软骨、角膜、血管、心脏、肝脏和肾脏。
[0013]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，还可以具有这样的技术特征，胶原蛋白选自人源胶原蛋白或人源胶原蛋白和动物源胶原蛋白的混合物。
[0014]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，还可以具有这样的技术特征，动物源胶原蛋白选自牛跟腱胶原蛋白、鼠尾胶原蛋白或鱼皮胶原蛋白。
[0015]本专利技术还提供了一种上述基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤S1
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1，将人胎盘脱细胞基质冻干、研磨成粉；步骤S1
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2，将人胎盘脱细胞基质的粉末、胶原蛋白和胃蛋白酶溶于醋酸溶液中，溶解消化2～4天后加入核黄素，得到混合溶液；步骤S1
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3，调整混合溶液pH为中性，静置1～60min交联，紫外光光照1～60min，即得基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶。
[0016]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶的制备方法，还可以具有这样的技术特征，人胎盘脱细胞基质是由人胎盘组织经脱细胞操作制得，脱细胞操作包括如下步骤：步骤S2
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1，将人胎盘组织切成小块，反复清洗；步骤S2
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2，向人胎盘组织加入生理盐水，匀浆，离心，然后加入纯水过夜清洗，离心后得到预清洗人胎盘组织；步骤S2
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3，向预清洗人胎盘组织加入脱细胞溶液，7小时后更换新的脱细胞溶液过夜处理，离心后得到脱细胞人胎盘组织；步骤S2
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4，将脱细胞人胎盘组织纯水清洗2次，离心后加入PAA溶液得到脱细胞人胎盘组织溶液；步骤S2
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5，向脱细胞人胎盘组织溶液加入1500～2500U/L DNase酶，过夜处理，离心后得到酶处理脱细胞人胎盘组织；步骤S2
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6，向酶处理脱细胞人胎盘组织加入生理盐水过夜清洗，离心后得到人胎盘脱细胞基质。
[0017]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶的制备方法，还可以具有这样的技术特征，步骤S1
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2的混合溶液中人胎盘脱细胞基质的浓度为10～50mg/ml，胶原蛋白的浓度为小于30mg/ml，核黄素的浓度为0.01～2％(w/v)，人胎盘脱细胞基质和胶原蛋白的总浓度为2～8％(w/v)，人胎盘脱细胞基质和胶原蛋白的总和与胃蛋白酶的质量比为7:1～12:1。
[0018]专利技术的作用与效果
[0019]本专利技术所涉及的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，是通过混合人胎盘脱细胞基质、胶原蛋白、胃蛋白酶和一定浓度的醋酸溶液，溶解消化2～4天后加入核黄素，得到混合溶液，调整混合溶液pH为中性，静置1～60min交联，紫外光光照1～60min，获得具有三维网络结构的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝。
[0020]人胎盘脱细胞基质是指将人胎盘组织经过一系列脱细胞工艺处理后，去除能够引起免疫排斥的抗原部分，其具有良好的机械性能、生物相容性，且它的三维结构以及其具有的生长因子有利于细胞的生长和维持细胞基本功能。胶原蛋白作为细胞外基质骨架的构成成分，本身含有胶原纤维结构，能在37℃、pH中性条件下进行自交联，达到凝胶状态，且其独有的三股超螺旋结构以及自交联后形成的三维结构对细胞起着支撑作用，它性质十分稳定并且有着极低的免疫原性。核黄素作为无毒的光引发剂可在紫外光照下诱导胶原蛋白交联。因此本专利技术采用人胎盘脱细胞基质作为仿生材料和胶原蛋白通过核黄素的诱导在紫外光照下制备成复合水凝胶。
[0021]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，相比于传统的聚合物水凝胶
具有如下优势：
[0022](1)具有更好的机械性能、生物降解性和生物相容性，以及低免疫原性，更适合细胞附着、生长和增殖，能在体外进行3D培养时更好的模拟体内环境，在一定程度上可以降低药物筛选成本；
[0023](2)该水凝胶可通过调整温度来刺激固化反应，之后通过光照形成适合细胞生长分化的三维空间结构。
[0024]本专利技术提供的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，其机械强度更接近于生物墨水的机械强度，能够作为生物墨水用于3D生物打印，有望打印出具有一定功能结构的类器官，用于解决临床组织器官短缺的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，其特征在于，包括：人胎盘脱细胞基质、胶原蛋白、胃蛋白酶和核黄素。2.根据权利要求1所述的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，其特征在于：其中，所述人胎盘脱细胞基质的原材料选自人体胎盘或人体胎盘和其他人源材料的混合物。3.根据权利要求2所述的人胎盘脱细胞基质的原材料,其特征在于：其中，所述其他人源材料选自人体的脐带、羊膜、真皮、脂肪、软骨、角膜、血管、心脏、肝脏和肾脏。4.根据权利要求1所述的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶，其特征在于：其中，所述胶原蛋白选自人源胶原蛋白或人源胶原蛋白和动物源胶原蛋白的混合物。5.根据权利要求4所述的胶原蛋白，其特征在于：其中，所述动物源胶原蛋白选自牛跟腱胶原蛋白、鼠尾胶原蛋白或鱼皮胶原蛋白。6.一种如权利要求1～5中任一项所述的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤S1
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1，将所述人胎盘脱细胞基质冻干、研磨成粉；步骤S1
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2，将所述人胎盘脱细胞基质的粉末、所述胶原蛋白和所述胃蛋白酶溶于醋酸溶液中，溶解消化2～4天后加入所述核黄素，得到混合溶液；步骤S1
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3，调整所述混合溶液pH为中性，静置1～60min交联，紫外光光照1～60min，即得所述基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶。7.根据权利要求6所述的基于人胎盘脱细胞基质的复合水凝胶的制备方法，其特征在于：其中，所述人胎盘脱细胞基质是由人胎盘组织...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫伽宁，胥义，程龙，臧传宝，辛秀秀，付晓萌，
申请(专利权)人：银丰低温医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：