一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料、制备方法技术

本发明专利技术提供一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料、制备方法，涉及生物材料的技术领域，包括将丝素蛋白溶液浇筑在具有微图案的PDMS底板上使其干燥呈微图案丝素蛋白薄膜，并将微图案丝素蛋白薄膜进行水退火处理，得到微图案丝素蛋白薄膜生物材料。蛋白薄膜生物材料。蛋白薄膜生物材料。

【技术实现步骤摘要】
一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料、制备方法


[0001]本专利技术涉及生物材料的
，具体而言，涉及一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料、制备方法。

技术介绍

[0002]骨骼肌为机体提供力量支持，是运动系统的主要组份之一，骨骼肌损伤是指暴力和创伤导致的骨骼肌内肌纤维断裂或缺损，常见于体力劳动者或专业运动员中。骨骼肌具有天然再生能力，损伤后位于基底膜内的卫星细胞会被激活成为成肌前体细胞并重建肌纤维，这一过程被称为内源性修复。然而，当损伤超过临界值后内源性修复会失代偿，此时不恰当或不及时的治疗会导致受损区域形成无功能纤维或脂肪组织，严重影响患肢的运动功能。随着生物材料更新迭代，以之为基础的组织工程技术为骨骼肌有效重建提供了新的策略。骨骼肌组织工程主要有两种策略：
①
体外组织工程，将种子细胞在生物支架上体外培养形成肌管样结构并植入体内促进肌纤维重建。
②
原位组织工程，将生物材料作为种子细胞的扩充培养池，在损伤部位递送种子细胞以促进内源性修复。
[0003]目前的研究往往着重于体外组织工程，但体外组织工程中分化成熟的肌管样组织难以融入骨骼肌损伤部位，肌纤维修复效果较差。为了更好的通过组织工程促进骨骼肌修复，需要制备原位组织工程材料作为种子细胞的培养扩充基质，保持种子细胞成肌能力的同时促进其体外增殖扩充。
[0004]C2C12作为成肌前体细胞的一种，是骨骼肌组织工程中应用最成熟的种子细胞之一，在适当的条件下可以分化为肌纤维(细胞)并与原生肌纤维融合以促进骨骼肌修复。然而，C2C12在体外扩增中会发生接触抑制，导致过早分化和增殖能力下降。寻找物理性能好、可促进C2C12增殖并抑制其过早分化的生物培养基质，明确其生物学机制，是骨骼肌原位组织工程需要解决的现实问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料：
[0006]包括将丝素蛋白溶液浇筑在具有微图案的PDMS底板上使其干燥呈微图案丝素蛋白薄膜，并将微图案丝素蛋白薄膜进行水退火处理，得到微图案丝素蛋白薄膜生物材料。
[0007]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0008]所述具有微图案的PDMS底板是由具有微图案的光刻硅板和掩膜组合而成，所述具有微图案的光刻硅板是通过数字化分析骨骼肌组织的原生微观结构、肌纤维的结构特点、以及肌纤维的直径数据并进行数字化处理形成微图案，并将其微图案刻制在所述光刻硅板上。
[0009]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0010]所述PDMS底板具有宽度和深度都为5um的沟槽微图案结构。
[0011]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0012]所述丝素蛋白溶液的制备方法如下：
[0013]将蚕丝与碳酸钠溶液进行脱胶反应使其得到蚕丝内芯；
[0014]将得到的蚕丝内芯与溴化锂溶液反应使其得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液；
[0015]将得到的溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液进行透析得到丝素蛋白溶液。
[0016]所述蚕丝内芯的制备方法
[0017]制备碳酸钠溶液：将超纯水加入无水碳酸钠，搅拌均匀后得到碳酸钠溶液；
[0018]将碳酸钠溶液置于水浴锅，持续加热至沸腾，并加入蚕丝持续煮沸25～35分钟；
[0019]煮沸25～35分钟后，更换新的碳酸钠溶液并再次煮沸25～35份，反复持续3～5次，得到充分脱胶的蚕丝内芯。
[0020]优选：
[0021]将碳酸钠溶液置于水浴锅，持续加热至沸腾，并加入蚕丝加入持续煮沸30分钟；优选煮沸时间为30分钟是因为当煮沸时间小于20分钟时，无法充分去除蚕丝表面的丝胶，大于40分钟则会破坏蚕丝的显微结构，严重时会影响后续透析是蚕丝蛋白溶液的稳定性。
[0022]煮沸30分钟后，更换新的碳酸钠溶液并再次煮沸30份，反复持续4次，得到充分脱胶的蚕丝内芯；当煮沸次数小于3次时无法充分去除蚕丝表面的丝胶，大于5次时同样会会破坏蚕丝的显微结构，影响后续透析时蚕丝蛋白溶液的稳定性。
[0023]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0024]所述溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液的制作方法
[0025]称重蚕丝内芯，根据蚕丝内芯的重量配制溴化锂溶液；溴化锂溶液中：水与蚕丝内芯的比是4～6:1；溴化锂与蚕丝内芯的质量比是4～4.5:1；
[0026]将蚕丝内芯加入溴化锂容易中，在60℃的烘箱内静置10小时，得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液。
[0027]优选
[0028]溴化锂溶液中：水与蚕丝内芯的比是5:1；溴化锂与蚕丝内芯的质量比是4.04:1；在实验过程中筛选发现此配比可以保证蚕丝溶液浓度的基础上，脱胶得到的蚕丝蛋白可以更快也更充分的溶解在溴化锂中，有利于进一步透析提纯。
[0029]将蚕丝内芯加入溴化锂容易中，在60℃的烘箱内静置10小时，得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液。此时温度和时间主要原因是可以最大效率促进蚕丝蛋白在溴化锂溶液中溶解成丝素蛋白小分子。
[0030]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0031]所述丝素蛋白溶液的制备方法：
[0032]将得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液转入透析袋中，放入超纯水中透析68～76h；其中每10～14小时更换一次水，得到干重比5％的丝素蛋白溶液。
[0033]优选
[0034]将得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液转入截留分子量3500的透析袋中，放入超纯水中透析72h；其中每12小时更换一次水，得到干重比5％的丝素蛋白溶液。经过上述流程，可以稳定得到干重比固定的溶液，进而规范下一步成膜的条件，在成膜制备的环节，可以对仿生丝
素蛋白薄膜的厚度进行精准控制。
[0035]为了更好的实现本专利技术，进一步的，
[0036]将丝素蛋白溶液浇筑在PDMS底板并干燥后，制备出具有微图案的丝素蛋白薄膜，优选控制丝素蛋白薄膜厚度为30um；
[0037]将具有微图案的丝素蛋白薄膜过水退火处理80～120分钟，得到微图案丝素蛋白薄膜生物材料。
[0038]优选：
[0039]将具有微图案的丝素蛋白薄膜过水退火处理100分钟，得到微图案丝素蛋白薄膜生物材料。水退火处理指的是通过水分子的撞击作用，改变所得丝素薄膜中蚕丝蛋白分子的排列结构，使分子链构型从α
‑
无规则卷曲转变为β
‑
折叠。通过筛选对比我们发现，100分钟的处理时间可以最大程度提升β折叠的转化效率，时间过短会导致β折叠转化量不足，超过100分钟后转化效率急剧降低达到平台期，不会进一步提高转化量，且时间过久会影响已成膜的稳定性。
[0040]一种用作骨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料的制备方法，其特征在于，包括将丝素蛋白溶液浇筑在具有微图案的PDMS底板上使其干燥呈微图案丝素蛋白薄膜，并将微图案丝素蛋白薄膜进行水退火处理，得到微图案丝素蛋白薄膜生物材料。2.根据权利要求1所述的用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料的制备方法，其特征在于，所述具有微图案的PDMS底板是由具有微图案的光刻硅板和掩膜组合而成，所述具有微图案的光刻硅板是通过数字化分析骨骼肌组织的原生微观结构、肌纤维的结构特点、以及肌纤维的直径数据并进行数字化处理形成微图案，并将其微图案刻制在所述光刻硅板上。3.根据权利要求2所述的用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料的制备方法，其特征在于，所述PDMS底板具有宽度和深度都为5um的沟槽微图案结构。4.根据权利要求1所述的用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白溶液的制备方法如下：将蚕丝与碳酸钠溶液进行脱胶反应使其得到蚕丝内芯；将得到的蚕丝内芯与溴化锂溶液反应使其得到溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液；将得到的溴化锂
‑
蚕丝蛋白溶液进行透析得到丝素蛋白溶液。5.根据权利要求4所述的用作骨骼肌组织工程细胞C2C12增殖扩充基质的微图案丝素蛋白薄膜生物材料的制备方法，其特征在于，所述蚕丝内芯的制备方法制备碳酸钠溶液：将超纯水加入无水碳酸钠，搅拌均匀后得到碳酸钠溶液；将碳酸钠溶液置于水浴锅，持续加热至沸腾，并加入蚕丝持续煮沸25～35分钟；煮沸25～35分钟后，更换新...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆康，
申请(专利权)人：华企之家重庆企业服务有限公司，
类型：发明
国别省市：