[发明专利]石榴式凝胶球及其制备方法

说明书

本申请公开了一种石榴式凝胶球及其制备方法，涉及生物材料技术领域，石榴式凝胶球包括若干个丝素蛋白凝胶球内核和透明质酸钠凝胶骨架球，制备方法如下：步骤S1、将酸与丝素蛋白溶液混合均匀并进行间歇超声制得混合液；步骤S2、将混合液放置在烘箱进行温育，获取粘性混合液；步骤S3、将粘性混合液加入持续搅拌的分散质中孵育形成丝素蛋白凝胶球；步骤S4、依次将透明质酸钠溶液和交联剂加入步骤S3中包含丝素蛋白凝胶球的持续搅拌的分散质中交联4‑8h；步骤S5、除去未交联的透明质酸钠溶液，并进行水洗得到石榴式凝胶球。本申请的石榴式凝胶球具备优异的力学性能、可注射性、体内降解性以及较高的生物安全性，制备流程简单，易于规模化生产。

技术领域

本申请涉及生物材料技术领域，特别涉及一种石榴式凝胶球及其制备方法。

背景技术

对于组织缺陷或欠美观的治疗手段从组织来源上可分为自体组织移植和人工填充材料两种；从植入手段上可分为开口式植入和注射填充两种。自体组织移植来源受限且对患者造成二次创伤，而近些年随着可降解生物材料的研究深入，人工填充材料的应用则前景广阔。另一方面，相比于开口式植入，注射填充法由于其创面小、操作简单、患者痛苦小等优势广泛应用于软组织创伤或手术切除后的填充和美容整形领域。

人工填充材料从来源上可分为合成高分子材料和天然高分子材料。合成高分子材料可塑性较强，但其合成过程中使用大量有机溶剂，且其降解产物的生物毒性有待考证。天然高分子如胶原蛋白和透明质酸是动物体的主要细胞外结构蛋白，已被广泛应用于组织工程修复和医美整形填充，尤其是由透明质酸分子经化学交联形成的水凝胶产品，已在眼科、骨科、皮肤科等处获得广泛应用，可提供填充、修复、润滑等多种功能。然而，透明质酸水凝胶的临床应用尚存在待解决的问题。最突出的问题在于其化学交联，低交联度和非交联透明质酸在注射后数星期内即完全降解，需要频繁重新注射，且凝胶的力学性能较差，无法起到机体内稳定支撑和填充的目的；而高交联度透明质酸虽然具有较高的力学性能和较长的降解时间，但较高浓度的化学交联剂使用和残留也给机体组织带来较大的毒副作用。

从天然蚕茧或蚕丝中提取的丝素蛋白也是一种结构蛋白，主要由丝胶蛋白和丝素蛋白两种蛋白质组成，外层包覆丝胶蛋白（Sericin），内层为丝素蛋白（Silk fibroin）。丝素蛋白含量为70 ~ 80%，由350 KD的H链、25 KD的L链和30 KD的P25组成。提取获得的丝素蛋白具有独特的无规卷曲（silk I）到β-折叠（silk II）结构变化和分子自组装特性，并可在此特性基础上通过物理交联的方式制备出凝胶、薄膜、海绵支架、微纳米颗粒等材料，用于药物缓控释、组织工程修复和固定化酶制备等领域。

相比于胶原、几丁质、弹性蛋白和透明质酸等天然高分子材料，丝素蛋白可形成高晶体含量的凝胶，在缓慢降解方面更有优势，缓解了频繁注射和交联剂残留对人体造成的不适。尽管化学交联得到的凝胶的力学性能优异，但是在本质上未减少交联剂的使用，另外技术操作复杂，很难规模化生产。相比于经化学交联制备的胶原蛋白和透明质酸材料，物理交联的丝素蛋白材料内由于有大量的β-折叠结晶体，因而力学性能表现为硬脆，缺少弹性，且表面粗糙。丝素蛋白经超声、高温、酸、醇等诱导形成的物理交联凝胶可作为体内填充材料展现出良好的生物相容性（无炎症和免疫反应），低毒性及较长的降解周期，但其注射性和与皮肤等软组织的力学匹配性不如透明质酸凝胶。

丝素蛋白也可以通过传统化学交联剂（如BDDE）进行交联，进而提高材料的柔韧性和弹性。然而，由于其分子结构特点和表面暴露的BDDE反应基团较少，采用通常的碱性反应条件很难在水溶液中实现丝素蛋白的交联和凝胶制备，因而在实践中多数研究者采用反应基团暴露较多的聚合物（如透明质酸）与丝素蛋白共混后交联。但需使用多种交联剂（酪氨酸酶，碳化二亚胺等），且体内注射填充时存在安全隐患；降低化学交联剂使用浓度或不佳的反应条件会对凝胶的力学性能及降解时间造成影响。