[发明专利]定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用领域，具体涉及一种定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架及其制备方法。

背景技术

因肿瘤和运动损伤等多种原因引起关节软骨缺损发病率的逐年增加对人类健康造成了极大的威胁。组织工程的出现为软骨缺损治疗带来了新技术和新方法，具有良好生物活性和生物相容性的可降解生物材料的研究使关节软骨缺损的再生修复成为可能，其中三维多孔生物材料的构建是重要的研究方向之一。

组织工程支架多用天然生物材料或人工合成高分子材料制备而成，具有结构仿生的三维空间结构，有利于细胞代谢产物的排出以及营养物质、生长因子等交流，从而促进细胞的粘附、生长和分化。

在用于软骨组织工程的天然材料中，丝素蛋白（Silk fibroin, SF）具有良好的生物相容性，可维持软骨细胞正常生长状态和性能，可用于软骨及骨重建和再生。此外，作为动物体内含量最丰富、分布最广泛的蛋白质，胶原(Collagen, COL)具有独特的三螺旋结构、低抗原性、无毒性、良好的生物相容性和生物可降解性等特点，已被广泛应用于组织工程支架材料、药物控缓释系统、基因传递载体、美容外科等生物医用领域。

壳聚糖（Chitosan，CS）是一种天然高分子生物材料，为线性多糖，是细胞外基质成分—氨基多糖(GAG) 的异构物，在自然界中广泛存在，主要存在于海洋生物的甲壳以及真菌细胞壁中，是一种来源广泛、容易获得并具有良好生物相容性的可降解生物材料。它具有良好的生物相容性、可降解性、易于改性以及无毒性、无刺激性等优良特点，是一种应用较广泛的组织工程支架材料，在骨、软骨和皮肤组织工程等方面具有良好的应用前景。

本发明结合天然胶原、壳聚糖和丝素蛋白的优点，制备一种可用于软骨缺损修复的复合支架。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架及其制备方法。本发明的定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架解决了软骨原位再生修复中内源性骨髓间质干细胞向损伤处移行问题，并利于营养物质、氧气和代谢产物的运输，同时具有良好是生物相容性、可降解性和无免疫原性的特点，是一种较好的组织工程医用材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架，以胶原、壳聚糖和丝素蛋白为主要原料制得，所述胶原、壳聚糖和丝素蛋白的质量比为1:1:1~7；所述复合支架本体为圆柱体，其横截面为圆形，横截面的直径为5 mm。

所述胶原来源于鱼皮、猪皮、牛皮或牛腱；丝素蛋白为蚕茧中提取。

如上所述定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架的制备方法，包括如下步骤：

（1）提取丝素蛋白并配制成丝素蛋白悬浊液；

（2）分别将胶原、壳聚糖溶于冰醋酸中制备成胶原悬浊液和壳聚糖悬浊液；

（3）将步骤（2）所得胶原悬浊液与壳聚糖悬浊液漩涡搅拌混合均匀；

（4）将步骤（1）所得的丝素蛋白悬浊液缓慢加入步骤（3）的混合漩涡悬浊液中，混合均匀；随后进行抽真空处理，之后再静置6 h，得到胶原/壳聚糖/丝素蛋白凝胶状悬浊液；

（5）将步骤（4）配制的胶原/壳聚糖/丝素蛋白凝胶状悬浊液注入复合支架成型模具中，进行注模和冷淋固型处理后，再进行冻干成型处理制得定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架；

（6）采用京尼平和乙醇混合溶液对步骤（5）制得的定向微孔胶原/壳聚糖/丝素蛋白复合支架进行交联及灭菌处理。

步骤（1）中所述丝素蛋白悬浊液浓度为2.4wt%；步骤（2）所述胶原悬浊液浓度为0.6wt%，壳聚糖悬浊液浓度为2wt%，冰醋酸浓度为1vt%；

步骤（1）所述丝素蛋白悬浊液的制备方法如下：

（A）将剪碎的蚕茧放入质量分数为0.5% Na₂CO₃溶液中，在98±2℃水浴中放置30 min，去除蚕茧上胶质，反复操作3次后烘干，得到丝素；