[发明专利]具有有序微沟槽结构的丝素蛋白-PLGA复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种具有有序微沟槽结构的丝素蛋白‑PLGA复合材料及其制备方法和应用，包括丝素蛋白(SF)的提取和SF‑PLGA复合微沟槽结构的制备。该方法以提取自家蚕蚕茧的丝素蛋白以及人工合成的PLGA作为基质，制备聚合物混合溶液；通过溶液浇铸/模板刻蚀技术，形成具有微沟槽结构的天然‑合成高分子复合膜材料。通过改变PLGA共聚物的单体种类与配比、丝素蛋白与PLGA的用量比，可以制备不同组分的复合膜材料；通过调整模板的沟槽宽度、深度、间隔等参数，可以获得不同形貌的微沟槽结构。该材料具有生物相容性好、细胞响应性好、力学性能良好、降解行为高度可控、制备方法简单易行等特点，产物能满足生物医学应用的需求。

技术领域

本发明涉及一种具有有序微沟槽结构的丝素蛋白-PLGA复合材料及其制备方法和应用，具体涉及一种将天然高分子丝素蛋白与合成高分子PLGA进行混合后浇铸到模板表面刻蚀形成具有微沟槽结构的高分子复合膜材料的方法。本发明属于生物医用高分子材料领域。

背景技术

丝素蛋白(SF)提取自家养桑蚕的蚕茧。作为一种天然蛋白质，它具有良好的生物相容性、可降解性以及促进细胞黏附的特性，因此被广泛应用于组织工程、药物递释系统、手术缝合线等生物医学领域(Progress in Polymer Science, 2015, 46: 86)。然而，类似于大多数天然高分子，丝素蛋白也具有一个显著的性能缺陷，即降解速率快，难以控制，导致力学强度不佳。为了提高丝素蛋白作为一种生物材料的综合性能，拓宽其生物医学应用，基于丝素蛋白的复合材料的研究正在如火如荼地进行中(Progress in Polymer Science,2010, 35: 1093)。

人工合成的生物材料具有良好的力学性能，其降解速率也具有较好的可控性，但通常来说，合成高分子缺乏细胞特异性黏附位点。将疏水的合成高分子与亲水的丝素蛋白进行复合，不仅能够提高合成材料的生物相容性与细胞黏附性，增强材料与细胞的相互作用，同时也可以改善天然材料的力学性能。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是一种应用最为广泛的合成医用高分子，它是由乙交酯和丙交酯通过无规共聚得到。它具有良好的生物相容性、降解可调性、力学性能以及可加工性能，目前已经获得美国食品药品监督管理局(FDA)认证(Interface Focus, 2012, 2: 366)。将PLGA与丝素蛋白进行复合，能够取长补短，在生物材料领域具有良好的发展前景。

在均一的材料表面，细胞的分布随机性大，基本无规律可循。有序的微米及纳米沟槽结构能够引导细胞在材料表面的取向分布，为细胞迁移、分化等行为的研究提供了很好的手段，有望在组织修复中发挥重要的作用(ACS Nano, 2013, 7: 4785)。因此，以天然高分子丝素蛋白与合成高分子PLGA作为基质，构筑具有有序微沟槽结构的复合膜材料，对于面向组织修复和组织替代的新型生物材料的研发工作具有重要的意义和价值。

发明内容

针对天然高分子的降解速率过快、力学性能不足以及合成高分子的细胞响应性欠佳等缺点，本发明的目的在于提供一种具有有序微沟槽结构的丝素蛋白-PLGA复合材料及其制备方法，同时利用微沟槽结构能够引导细胞取向分布的优势。

本发明的再一目的在于：提供上述方法制备的产品。

本发明的又一目的在于：提供上述方法制备产品的应用。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：一种具有有序微沟槽结构的丝素蛋白-PLGA复合材料的制备方法，以蚕茧的丝素蛋白以及人工合成的PLGA作为基质，包括以下步骤：

(1) 丝素蛋白(SF)的提取