快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶制造技术

本发明专利技术公开了一种快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶

【技术实现步骤摘要】
快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶、其制法与应用


[0001]本专利技术涉及一种基于快速光固化的层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶，具体涉及一种干细胞三维培养和分化用的可快速光交联的丝素蛋白与层粘蛋白水凝胶及其制备方法与应用，属于组织工程材料制备

。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，组织工程已成为修复损伤组织的一种重要手段
。
相较于其他组织修复技术，水凝胶支架材料利用三维材料为载体，为组织再生提供立体生存环境，给内源性细胞提供生长黏附的支架，在组织工程修复器官方面有诸多优势
。
[0003]组织工程中用于合成水凝胶的常用的材料包括壳聚糖
、
聚乙酸
、
聚乙二醇
、
聚己内酯
、
透明质酸
、
海藻酸盐等，利用高分子具有较多的活性官能团，可以将其进行化学修饰，从而用不同的方法成水凝胶；通过改变水凝胶的特性，例如加入细胞外基质于水凝胶，可能会增加细胞的黏附和趋化宿主细胞的迁移，同时也可能会增加种子细胞的分化能力；但多数人工合成高分子材料生物相容性低，降解不彻底，因此，寻找生物相容性好以及可降解的材料作为组织工程的支架材料尤为重要
。
[0004]丝素蛋白
(SF)
由于其可控的降解性
、
多功能化学
、
低炎症反应和优异的机械性能已被用于各种生物医学应用
。
虽然其可以通过物理诱导形成水凝胶，但其形成物理丝素水凝胶需要相当长的时间，而且过于坚硬，无法与人体柔软组织的机械性能相匹配
。
甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白水凝胶在光引发剂
LAP
存在的条件下可快速进行光固化，但是其在促进细胞黏附
、
分化方面存在不足，从而限制了其在生物医学中的应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶及其制备方法，以克服现有技术中水凝胶支架的生物活性低和交联速度慢的不足
。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供所述快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的应用
。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了一种快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的制备方法，其包括：
[0008]将甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰到丝素蛋白上，获得甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白；
[0009]使
N
‑
羟基琥珀酰亚胺
‑
聚乙二醇
‑
丙烯酸酯与层粘蛋白上的伯氨进行反应，获得丙烯酸酯修饰的层粘蛋白；
[0010]使所述甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白
、
光引发剂
、
缓冲体系
、
丙烯酸酯修饰的层粘蛋白混合均匀，形成凝胶前体溶液；
[0011]以紫外线充分照射所述凝胶前体溶液，获得快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶
。
[0012]本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶
。
[0013]本专利技术实施例还提供了前述的快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶于细胞培养或组织工程等领域中的用途
。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种三维培养细胞载体，其包含前述的快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶
。
[0015]相应的，本专利技术实施例还提供了一种细胞培养方法，其包括：以前述的快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶作为三维培养细胞载体进行神经干细胞的培养，并促使所述神经干细胞进行增殖和分化
。
[0016]较之现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术通过将丝素蛋白和层粘蛋白都进行双键化修饰后，制备可快速光固化的层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶，本专利技术所获的快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的固化时间短
、
生物相容性好
、
毒性低
、
低免疫原性
、
可紧密粘合组织
、
可给细胞提供具有良好黏附位点的三维生存环境，并且可以促进神经元轴突的生长和轴突建立，并且实现干细胞的三维培养，提高干细胞在三维支架上的粘附和增殖，并将其应用于干细胞的增殖与分化研究
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0019]图1是本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的制备机理示意图
。
[0020]图2是本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的微观结构图
。
[0021]图3是本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的流变图
。
[0022]图4是干细胞在本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶死活染色共聚焦图
。
[0023]图5是干细胞在本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的增殖图
。
[0024]图6是干细胞在本专利技术一典型实施例中所获快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的免疫荧光染色图
。
具体实施方式
[0025]针对现有技术的诸多缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是涉及一种干细胞三维培养和分化用的可快速光交联的丝素蛋白与层粘蛋白水凝胶，基于将生物活性的层粘蛋白和丝素蛋白水凝胶支架相结合的制备方法与应
用
。
如下将对该技术方案
、
其实施过程及原理等作进一步的解释说明
。
但是，应当理解，在本专利技术范围内，本专利技术的上述各技术特征和在下文
(
实施例
)
中具体描述的各技术特征之间都可以相互结合，从而构成新的或者优选的技术方方案
。
限于篇幅，在此不再一一累述
。
[0026]作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的系一种快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶的制备方法，请参阅图1所示，其包括：
[0027]将甲基丙烯酸缩水甘油酯
(GMA)
修饰到丝素蛋白
(SF)
上，获得甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白
(SF
‑
GMA)
；
[0028]使
N
‑
羟基琥珀酰亚胺
‑
聚乙二醇
‑
丙烯酸酯
(NHS<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶，其特征在于，包括：将甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰到丝素蛋白上，获得甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白；使
N
‑
羟基琥珀酰亚胺
‑
聚乙二醇
‑
丙烯酸酯与层粘蛋白上的伯氨进行反应，获得丙烯酸酯修饰的层粘蛋白；使所述甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白
、
光引发剂
、
缓冲体系
、
丙烯酸酯修饰的层粘蛋白混合均匀，形成凝胶前体溶液；以紫外线充分照射所述凝胶前体溶液，获得快速光固化层粘蛋白改性丝素蛋白水凝胶
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将丝素蛋白溶解于浓度为9～
10mol/L
的溴化锂水溶液中搅拌
0.5
～
1h
，之后逐滴加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，并于
55
～
60℃
反应6～
8h
，获得甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述丝素蛋白与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为8～
10∶1
；和
/
或，所述丝素蛋白与溴化锂水溶液的质量体积比为
10
～
20g∶100ml
；和
/
或，所述制备方法还包括：在所述反应结束后，将所获反应混合物透析3～5天，以
8000
～
10000rpm
转速离心
10
～
20min
，之后冷冻干燥，获得甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白
。4.
根据权利要求1‑2中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的丝素蛋白的结构式如式
(1)
所示：
5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：使层粘蛋白与
N
‑
羟基琥珀酰亚胺
‑
聚乙二醇
‑
丙烯酸酯在
25
～
30℃
反应2～
3h
，获得丙烯酸酯修饰的层粘蛋白
。6.
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述
N
‑
羟基琥珀酰亚胺
‑
聚乙二醇
‑
丙烯酸酯与层粘蛋白的摩尔比为
10
～
25∶1。7.
根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯修饰的层粘蛋白的结构式如式
(2)
所示：
8.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将所述甲基丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴仁军，刘远山，张雅洁，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：