[发明专利]一种桑蚕丝组织工程支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医学组织工程学和低温成形技术领域，具体涉及一种桑蚕丝组织工程支架的制备方法。

背景技术

组织工程一词最初由美国国家科学基金会(NASF)在1987年的生物工程会议上提出，具体来说包含支架材料、种子细胞及培养手段三个重要因素，其主要步骤为培养增殖目标组织细胞，将高浓度的细胞种植于支架材料上，在支架材料上培养、扩增种子细胞，把体外构建的组织植入患者体内，随着生物支架材料的逐渐降解和吸收，细胞不断增殖并分泌细胞外基质，最终形成具有正常结构与功能的活体组织。支架材料作为组织工程研究的人工细胞外基质，是组织工程研究的一个重要的方面，它为细胞的附着、生长、繁殖、新陈代谢、新组织的形成提供支持。

组织工程学开始于20世纪70年代后期，是目前最理想的人体器官替代与修复技术，已发展到高级组织工程学的阶段。支架材料作为组织工程的关键因素，其研究也得到了飞快发展，目前已有很多天然生物材料和人工合成高分子材料，如胶原蛋白、壳聚糖、聚乳酸等。桑蚕丝中的丝素蛋白是一种资源丰富性能优良的生物材料，本身包含很多生物信息，具有良好的生物相容性，目前的应用已涉及到隐形眼镜、酶固定膜、药物缓释载体和组织工程支架材料中的人工皮肤、人工肌腱、人工骨等方面。

传统采用模型的方法来制作支架方式，存在不能制作任意复杂模型，往往不能满足各种支架模型的需要和孔隙率低等问题，低温成型技术能很好的解决这些问题。

低温成形技术是由清华大学首先提出的，是一种将材料的挤压/喷射过程和热致相分离过程集成起来的快速成形新工艺。它主要是利用快速成型技术，在低温室中形成所需模形，然后再利用热致相分离法将材料和溶剂相分离。低温成型技术的主要优点有:1、能形成精确的三维结构；2、由于在低温室中成型，可以很好的保持材料的生物性能；3、具有较高的孔隙率，成型的支架不仅具有规则的大孔结构而且包含大量微孔，适于细胞的繁殖、生长。

目前制备支架所采用的材料是人工合成高分子材料PLGA（聚乳酸聚羟基乙酸），它的降解产物呈酸性，导致局部PH值降低，易引起炎症。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种桑蚕丝组织工程支架的制备方法。

本发明方法具体是： 

1)借助三维CAD软件直接设计或用实体反求工程采集原型的几何形状、结构信息,得到三维模型。

2)根据上述三维模型和支架的具体需要进行分层，得到低温成形机能成形的数据文件，在分层中需设定的参数包括分层厚度0.15～0.19mm、出丝间距0.9～1.3mm和扫描角度0°/90°。

3)浆料配制，具体包括以下步骤：

3-1）蚕丝脱胶：采用50倍体积质量分数为0.5％的Na₂CO₃溶液，在温度95～100℃将蚕丝精炼两次，每次30～40min，用去离子水冲洗2～3次。

3-2）蚕丝溶解：将10g脱胶后的蚕丝溶于沸腾的100mL质量分数为40％的CaCl₂溶液，溶解时间为60～80min，待蚕丝全部溶解，制备得丝素蛋白溶液，冷却，备用。

3-3）溶液过滤：采用透析袋过滤丝素蛋白溶液，用去离子水透析2～3次，对溶液进行脱盐处理。

3-4）将1g壳聚糖溶于20ml醋酸溶液，将丝素蛋白溶液添加到壳聚糖和醋酸的混合溶液中，搅拌均匀后得到支架材料的浆料备用。

4)低温成形，具体是：

将浆料加入成形设备的喷头的料筒中，计算机中的控制软件根据输入的层片文件和设定的加工参数控制喷头的扫描运动和挤压/喷射运动；在低温成形室中，从喷头中出来的材料迅速凝固且相互粘接在一起；浆料的冷冻成形过程伴随着相分离过程，在冷冻支架内部形成两相结构。

5)冷冻干燥，具体是：

将冷冻支架放入冷冻干燥机中，进行冷冻干燥处理，得到常温下为固态的支架。

本发明的有益效果在于：本发明的降解产物是一些多肽类，不会导致局部PH值的下降，不会引起炎症反应，对人体无害。

附图说明

图1是本发明流程图。

具体实施方式

实例1：

1)借助三维CAD软件直接设计或用实体反求工程采集原型的几何形状、结构信息,得到三维模型。

2)根据上述三维模型和支架的具体需要进行分层，得到低温成形机能成形的数据文件，在分层中设定分层厚度0.19mm、出丝间距1.3mm和扫描角度0°/90°。

3)浆料配制，具体包括以下步骤：