[发明专利]一种丝素蛋白基多孔微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丝素蛋白基多孔微球及其制备方法，该方法包括：利用微流控装置在不同的管道中分别通入水相和油相，水相和油相在管道交叉处汇合，油相剪切水相使水相在油相中分散形成微球，得到W/O乳液，其中，水相包括丝素蛋白溶液、添加剂和表面活性剂；将W/O乳液静置6h～24h凝胶化，洗脱油相，收集微球，微球经预冻和冻干，得到丝素蛋白基多孔微球。由此制得的微球能注射入人体内，稳定、安全无毒，并且孔径可调控。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，具体涉及一种丝素蛋白基多孔微球及其制备方法。

背景技术

微创干细胞注射是将干细胞直接导入受损组织，从而使其靶向富集、增殖和分化，并加速组织修复和再生。与常规手术相比，干细胞注射的优点是实施简单，侵入性小，不良反应少，疼痛耐受性好且不受空间限制，这使得高效注射成为可能。然而，在注射过程中流体的剪切应力会损害干细胞活力，并且由于缺乏粘附力而迅速分散。因此，相关技术中通过将细胞加载到可注射的微球支架中来实现，载有细胞的微球材料可以直接注射到受伤区域，以促进组织修复。微球支架的主要优点是生产速度快和尺寸可控性，并且封装的干细胞受到载体保护，可避免注射过程中引起机械损伤和免疫排斥反应，微球支架的渗透性有利于细胞代谢物和局部微环境之间进行交换。

对于微球支架，中国发明专利申请CN 111249524 A公开了一种用于骨组织再生的高孔隙率聚己内酯多孔微球支架及其制备方法，其聚己内酯(PCL)是一种人工高分子合成材料，难以形成理想的材料—细胞界面，影响细胞在材料的黏附、增殖、分化，同时材料的机械强度和降解速度之间的矛盾还无法解决，且材料在体内仍有一定的抗原性；再者，其制备过程中涉及到有机溶剂，有一定潜在的生物毒性。CN 111333898 A公开了一种高度多孔明胶微球的制备方法，其以EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)与明胶微球冷冻交联形成具有优良生物相容性的高度多孔明胶微球，孔径尺寸在10～40μm之间，但由于明胶易溶解/溶胀导致结构稳定性差，在三维动态细胞培养中，微载体结构不稳定，甚至破碎，造成细胞黏附性变差。CN 111269444 A公开了一种壳聚糖-明胶交联微球的制备方法，其涉及有机交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和2-(N-吗啉基)乙磺酸，有潜在的生物毒性，且所得的微球尺寸不可控，缺乏良好的单分散性。CN 108553690 A公开了一种掺锶的多孔丝素微球的制备方法，通过形成冰晶结合冷冻干燥技术制备掺锶丝素蛋白基多孔微球，孔径为5～40μm，但因其技术存在一定的局限性，难以制备获得具有较大孔径的微球。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种丝素蛋白基多孔微球及其制备方法。该方法制得的微球能注射入人体内，稳定、安全无毒，并且孔径可调控。

为了实现上述目的，本发明的实施例在第一方面提出了一种丝素蛋白基多孔微球的制备方法，其包括以下步骤：

(1)利用微流控装置在不同的管道中分别通入水相和油相，水相和油相在管道交叉处汇合，油相剪切水相使水相在油相中分散形成微球，得到W/O乳液，其中，所述水相包括丝素蛋白溶液、添加剂和表面活性剂；

(2)将所述W/O乳液静置6h～24h凝胶化，洗脱油相，收集微球，微球经预冻和冻干，得到丝素蛋白基多孔微球。

根据本发明实施例的一种丝素蛋白基多孔微球的制备方法，该方法采用丝素蛋白制备微球多孔支架，可保持丝素蛋白的优异特性，并且通过微流控装置制备蛋白微球，可在微米级尺度上进行操控，使得所制备得到的微球尺寸均一可调控，整体制备过程反应温和，操作便捷，成本低，可大规模生产，产物微球具有生物安全性。

可选地，在步骤(1)中，所述添加剂为牛血清白蛋白、羊毛角蛋白、氯化钙中的一种或多种；所述表面活性剂为嵌段式聚醚F-127溶液。其中，F-127是一种非离子型表面活性剂(平均分子量约12.6kDa)，能够融合蛋白质，并在生理环境中促进蛋白的缓慢溶解，缓慢释放出干细胞或药物。