本发明专利技术提供了一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法。以生长因子、多肽、蛋白质等生物活性分子为模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸钠为基体，以水溶性高分子或无机盐为致孔剂，采用绿色环保的水相印迹方法，制备厚度可控制在20-1000μm的分子印迹多孔凝胶膜。本发明专利技术方法操作简单，不使用任何有毒有害溶剂，使用的材料本身生物相容性好，可以根据细胞培养的需要，获得对不同模板分子具有识别和缓释性能的细胞培养多孔凝胶膜支架，用于调控细胞的生长，在组织工程领域有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于功能材料和生物材料领域。
技术介绍
组织工程学应用细胞生物学和工程学原理和方法，从认识正常和病理组织结构和功能的关系出发，研究开发生物替代品，以恢复、维持或改善受损组织和器官的形态和功能，达到修复重建的目的。组织工程学的关键技术之一是制备具有生物相容性且可降解吸收的细胞支架。水凝胶为在水中溶胀并保持大量水分而又不溶解的聚合物，与充盈有大量水性液体的机体组织极其相似。柔软、润湿的表面以及与组织的亲和大大减少了材料对周围组织的刺激性，使得水凝胶聚合物具有良好的生物相容性。因此，水凝胶作为组织工程细胞支架材料被大量使用功能高分子学报，2004，04 :689-697。 海藻酸钠是一种从褐藻中提取出的阴离子线性多糖，它极易和二价阳离子如Ca2+键合形成水凝胶，并且离子交联的海藻酸盐水凝胶具有反应条件温和，简单易行，且可注射、原位凝胶化等优点，因其生物相容性、低毒性和相对低廉的价格而被广泛地研究应用于药物释放体系和组织工程领域。Yan等用Ca2+交联海藻酸钠_明胶形成水凝胶，并用细胞组装机将肝细胞种植于凝胶中形成细胞-凝胶三维结构，细胞能够在凝胶中保持活性长达12天并正常表达其生物功能化工进展，2008，11 :1743-1749。Paige等研究缓慢聚合的海藻酸钙水凝胶作为可注射软骨细胞的载体。他们把刚从牛前肢取得的关节软骨细胞与海藻酸盐水溶液混合，然后注射到无胸腺小鼠体内。6周后，在注射部位附近取下新形成的组织，进行组织学分析，结果表明有透明软骨的形成暨南大学，2008，博士论文。由于其很强的亲水性，海藻酸盐对蛋白质吸附较差，缺乏细胞特异性作用位点。Chone课题组研究了经冷冻干燥法制备的由Ca2+交联形成的海藻酸盐多孔支架，由于对细胞的粘附力差，在植入肝细胞体外培养24小后发现90%的细胞发生团聚，细胞成球形，但继续培养4天后，细胞分泌纤维粘连蛋白，表明尽管肝细胞不粘附于海藻酸盐水凝胶，但细胞能正常表达其功能。许多研究者对海藻酸进行改性，如Mooney课题组将RGD共价键合到海藻酸盐凝胶以改进其对细胞的粘附性，促进其增殖Biomaterials，1999，20 :45_53。Glickli S等人制备出具有相互贯穿多孔海绵结构的海藻酸钠水凝胶，将它作为肝细胞组织工程的三维支架材料，提高了肝细胞的聚集性，从而为提高细胞活性以及合成纤连蛋白能力提供了良好的环境。分子印迹聚合物因制备简单、稳定性好、且具有分子识别功能使其在色谱分离、固相萃取、化学传感、模拟酶催化、药物缓释等方面有了广泛的应用。目前，其对小分子的特异识别作用的研究已经取得了很大的进步，例如氨基酸类、糖及其衍生物和药物等。但是关于生物大分子的印迹，如多肽、蛋白质的研究，远不如小分子印迹研究的系统和深入。蛋白质分子印迹聚合物由于在医学诊断、生物分离及药物传递等领域的潜在应用前景而成为当前研究的热点化学进展.2008，20 (8) :957-968。由于蛋白质分子体积庞大、容易变性、空间结构十分复杂，对蛋白质大分子印迹的研究思路和实验手段都还处于摸索阶段。近年来，人们越来越多地用聚合物水凝胶来进行蛋白质分子印迹的研究。水凝胶的精巧结构使其能在外界PH值、离子强度、温度等因素的刺激下表现出反复的溶胀变化。相对于硬质的材料，水凝胶更适于蛋白质的印迹。海藻酸盐温和的凝胶条件有利于保持生长因子和蛋白质的生物活性，海藻酸盐凝胶的软湿特性有利于生长因子和蛋白质保持其构象、有利于模板分子的洗脱和识别过程中对模板分子的再吸附，海藻酸盐凝胶对于环境参数诸如离子强度、PH值等的可响应性也给分子印迹海藻酸盐凝胶的设计参数提供了较宽的选择余地。直接采用带有功能基团的天然聚合物海藻酸钠代替传统分子印迹体系中的功能单体，简化了印迹聚合物的合成过程。张凤菊等首次以海藻酸盐为大分子单体制备了 BSA印迹水凝胶，但是只用海藻酸盐做印迹材料，其印迹效率较低Reactive and Functional Polymers, 2006,66, (7)712-719。赵孔银等制备了蛋白质印迹聚丙烯酸/海藻酸钙、磷酸/海藻酸钙杂化凝胶微球200710057640. 6,200710057639. 3，然而在制备过程中需要用到有机物和分散剂，可能引起蛋白质的变性，而残留的有机物和分散剂不利于生物领域的应用。Peppas等采用针管将BSA与海藻酸钠的混合溶液滴加入氯化钙溶液中，不使用任何有机溶剂，制备了包埋BSA的胶囊Ind. Eng. Chem. Res. 2010，49，9811-9814，在随后的研究中，他们以BSA与海藻酸钠的混合溶液在平面皿中自然延流程成膜，得到厚度在3mm左右的海藻酸钙分子印迹膜，发现其对模板BSA具有较好的缓释效果Journal of Biomaterials Science, 2011, 22 1523-1534。但是P印pas等制备的膜厚度不均匀，膜上也没有孔，不利于细胞的培养。目前，绝大部分的分子印迹聚合物都是以微球的形式存在，而近年来结合了新兴分子印迹技术的预定性、选择性和专一性与传统膜技术的稳定性、连续性和节能性的优点的分子印迹膜成为分离、催化和传感等领域的研究热点之一，具有良好的科学和应用前景华东理工大学，2010，博士论文。专利CN200910273432. 9报道了一种蛋白质分子印迹膜的方法，可用于检测蛋白质的 显色芯片。由于分子印迹膜具有不需要有机物分散剂，易于操作和在膜表面形成细胞片层等优势，可能成为将来组织工程培养的支架材料。但是目前还没有见到用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的报道。本专利技术以生长因子、多肽、蛋白质等生物活性分子为模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸钠为基体，以水溶性高分子或无机盐为致孔剂，采用绿色环保的水相印迹方法，制备厚度可控制在20-1000 μ m的分子印迹多孔凝胶膜。本专利技术方法操作简单，不使用任何有毒有害溶剂，使用的材料本身生物相容性好，可以根据细胞培养的需要，获得对不同模板分子具有识别和缓释性能的细胞培养多孔凝胶膜支架，用于调控细胞的生长，在组织工程领域有很好的应用前景。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是水凝胶膜厚度不可控、组织工程材料缺乏识别性和选择缓释能力等问题。本专利技术解决所述水凝胶膜厚度不可控、组织工程材料缺乏识别性和选择缓释能力等问题的技术方案是设计一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜。本专利技术提供了，其特征是包括以下步骤a)配制质量百分比为1% -5%的海藻酸钠、质量百分比为0-5%的改性剂、质量百分比为0-5%的模板分子和质量百分比为0-3%的致孔剂的混合水溶液，静置消泡后待用；同时配制质量百分比浓度为O. 5% -15%的氯化钙水溶液；b)取步骤a)得到的含改性剂、模板分子和致孔剂的海藻酸钠混合水溶液l_5g，倒入表面干洁的平放的玻璃片上，用厚度为20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均匀厚度的膜，然后立即连同玻璃片一起浸泡入步骤a)配制的氯化钙水溶液中，继续浸泡O. 5-12小时，用去离子水冲洗3-5遍，得到包埋模板分子的海藻酸钙基凝胶膜；c)将步骤b)得到的包埋模板分子的海藻酸钙基凝胶膜用去离子水振荡洗脱8-48小时，除去水溶性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法，其特征是以生长因子、多肽、蛋白质等生物活性分子为模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸钠为基体，以水溶性高分子或无机盐为致孔剂，采用绿色环保的水相印迹方法，制备厚度可控的分子印迹多孔凝胶膜，可以根据细胞培养的需要，获得对不同模板分子具有识别和缓释性能的细胞培养多孔凝胶膜支架，用于调控细胞的生长。
【技术特征摘要】
1.一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法，其特征是以生长因子、多肽、 蛋白质等生物活性分子为模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸钠为基体，以水溶性高分子或无机盐为致孔剂，采用绿色环保的水相印迹方法，制备厚度可控的分子印迹多孔凝胶膜，可以根据细胞培养的需要，获得对不同模板分子具有识别和缓释性能的细胞培养多孔凝胶膜支架，用于调控细胞的生长。2.如权利要求1所述的一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法，其特征是包括以下步骤a)配制质量百分比为1%-5%的海藻酸钠、质量百分比为0-5%的改性剂、质量百分比为0-5%的模板分子和质量百分比为0-3%的致孔剂的混合水溶液，静置消泡后待用；同时配制质量百分比浓度为O. 5% -15%的氯化钙水溶液；b)取步骤a)得到的含改性剂、模板分子和致孔剂的海藻酸钠混合水溶液l_5g，倒入表面干洁的平放的玻璃片上，用厚度为20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均匀厚度的膜，然后立即连同玻璃片一起浸泡入步骤a)配制的氯化钙水溶液中，继续浸泡O. 5-12小时，用去离子水冲洗3-5遍，得到包埋模板分子的海藻酸钙基凝胶膜；c)将步骤b)得到的包埋模板分子的海藻酸钙基凝胶膜用去离子水振荡洗脱8-48小时，除去水溶性高分子致孔剂，用pH = 2-4的稀盐酸浸泡8-24小时除去无机盐致孔剂，然后用洗脱液振荡洗脱8-48小时除去模板分子，得到分子印迹海藻酸钙基多孔凝胶膜；d)将步骤c)得到的分子印迹海藻酸钙基多孔凝胶膜经过交联剂增强处理和灭菌消毒处理，得到用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜。3.如权利要求1所述的一种用于组织工程的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵孔银，林贝贝，阚伯红，范文佳，王霞，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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