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一種基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架的制備方法及應用

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2021-10-26
  • 技術成熟度:詳情咨詢
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201910245580.3 
  • 技術(專利)名稱 一種基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架的制備方法及應用 
  • 項目單位 武漢大學
  • 發明人 鄧紅兵,戴金虹,李丹,施曉文,杜予民 
  • 行業類別 醫藥制造-生物藥品
  • 技術成熟度 詳情咨詢
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 趙冬亦
  • 發布時間 2021-10-26  
  • 01

    項目簡介

    本發明公開了一種基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架的制備方法及應用。本發明利用桑蠶絲制備再生絲素蛋白,提純工業級甲殼素,將絲素蛋白溶液和甲殼素溶液混合并通過靜電紡絲技術制備混紡納米纖維膜,經乙醇梯度交聯后,由混紡納米纖維制得短纖維,混合短纖維和絲素蛋白溶液后,經交聯劑交聯后冷凍成型,得到海綿狀軟骨仿生支架。尤其是納米短纖維的嵌入提高了支架材料的壓縮強度和生物相容性。本發明構筑了一種生物相容性好,免疫排斥反應低,組成成分與天然軟骨基質相似的仿生支架;且材料來源廣泛,成本低,制備工藝簡單,可用于構建組織工程軟骨,修復軟骨退變,具有良好的臨床應用前景。
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  • 02

    說明書

    1.一種基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:(1)絲素蛋白制備:以桑蠶繭為原料,經脫膠、溶解、透析,獲得截留液,將截留液在-50℃真空連續干燥48小時可得到再生絲素蛋白;(2)甲殼素的純化:工業級甲殼素經酸堿溶液反復洗滌提純烘干后得到純化的甲殼素;(3)絲素蛋白/甲殼素混紡納米纖維的制備:步驟(2)中純化的甲殼素和步驟(1)中制備的再生絲素蛋白分別溶于六氟異丙醇溶劑,按1:10-1:1(w/w)的比例混合,混合溶液通過靜電紡絲得到混紡納米纖維膜,并干燥至溶劑完全揮發,經梯度乙醇交聯后,用純水清洗除去殘留的乙醇,然后用混紡納米纖維膜制備納米短纖維,真空冷凍干燥后可長期保存;(4)基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架的制備:①將步驟(1)制備的再生絲素蛋白復溶于水,得到絲素蛋白水溶液,再加入步驟(3)制備的混紡短纖維,混勻后加入交聯劑乙二醇二縮水甘油基乙醚,得到短纖維絲素蛋白懸濁液;將溶液倒入模具,冷凍定型,解凍后,即可得到基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架。2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)所述再生絲素蛋白制備方法為:a)脫膠:將桑蠶繭放入沸騰的濃度為5 g/L的碳酸鈉(Na2CO3)溶液中,按每升濃度為5g/L的碳酸鈉溶液中加入1g桑蠶繭的比例,煮沸30分鐘,撈出,去離子水漂洗一次;再次在與上步等體積的沸騰的濃度為2.12 g/L的Na2CO3溶液中煮沸30分鐘,撈出,去離子水漂洗,得到棉絮狀蠶絲,浸入與上步等體積的去離子水中浸泡兩次,每次15分鐘,50℃烘箱烘干;b)溶絲:將步驟a)烘干的脫膠蠶絲溶于60℃ 9.3M溴化鋰(LiBr)溶液,每克蠶絲需5mL溶液;c)透析:將步驟b)含絲素蛋白的混合液用截留分子量為14 kDa的透析袋進行透析,去離子水作為透析液,連續透析4天,透析液20倍體積于被透析蛋白溶液,并每天換一次,去除溶液中的溴化鋰成分,獲得截留液,截留液-50℃環境下連續真空凍干48小時,獲得凍干的再生絲素蛋白。3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述甲殼素的純化為:a)堿純化:按每克甲殼素浸泡在25mL 7%(w/v)的氫氧化鈉溶液中24h,過濾得到第一次純化的甲殼素a,用蒸餾水沖洗3遍去除殘留氫氧化鈉;b)酸純化:將甲殼素a浸泡在3%的鹽酸中24h,過濾得到第二次純化的甲殼素b,蒸餾水沖洗3遍,去除殘留鹽酸;c)反復步驟a和步驟b一次,得到第三次純化的甲殼素c;d)鹽漂白干燥:將甲殼素c置于42mL 0.03M的亞氯酸鈉溶液中80℃加熱6h,過濾后,蒸餾水沖洗3次,50℃干燥一天。4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中絲素蛋白/甲殼素混紡納米纖維的制備:步驟(2)中純化的甲殼素和步驟(1)中制備的再生絲素蛋白分別溶于六氟異丙醇(HFIP)獲得澄清透明的溶液,然后將兩者混合,混合液中絲素蛋白和甲殼素的混合比例為1:10-1:1(w/w),絲素蛋白的含量為1-10%(w/w)。5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中靜電紡絲的參數為:灌注速度為0.5-2.0mL/h,高壓直流電源的電壓為15-20kV,針頭到接收板的距離為10-25cm,環境溫度為15-30℃,濕度為30-60%。6.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)所述梯度乙醇交聯的條件為:100%乙醇浸泡10分鐘,90%乙醇浸泡10分鐘,70%乙醇浸泡10分鐘。7.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中制備納米短纖維的方法為機械球磨法或超聲均質法,球磨的條件為:200-2000轉/分鐘,10-20分鐘,均質的條件優選為3000-8000轉/分鐘,總均質時間5-30分鐘。8.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)所述步驟① EGDE加入的量與絲素蛋白溶液中絲素蛋白的質量成正比,即每克絲素蛋白加入EGDE 5-20mmol,獲得絲素蛋白濃度為1-10%(w/v),絲素蛋白和短纖維比例為10:1-1:1(w/w)的懸濁液;所述的懸濁液轉移至自制定向冷凍模具,冷凍定型12-28小時,支架形狀由模具形狀決定,將模具取出室溫下解凍,得到絲素蛋白/甲殼素納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架。9.權利要求1-8任意一項所述的制備方法制得的基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架。10.權利要求9所述的基于絲素蛋白和甲殼素混紡納米纖維嵌入式水凝膠軟骨仿生支架在制備人工軟骨材料中的應用。
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專利技術附圖

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