[发明专利]一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于组织工程的分子印迹多孔凝胶膜的制备方法，属于功能材料和生物材料领域。

背景技术

组织工程学应用细胞生物学和工程学原理和方法，从认识正常和病理组织结构和功能的关系出发，研究开发生物替代品，以恢复、维持或改善受损组织和器官的形态和功能，达到修复重建的目的。组织工程学的关键技术之一是制备具有生物相容性且可降解吸收的细胞支架。水凝胶为在水中溶胀并保持大量水分而又不溶解的聚合物，与充盈有大量水性液体的机体组织极其相似。柔软、润湿的表面以及与组织的亲和大大减少了材料对周围组织的刺激性，使得水凝胶聚合物具有良好的生物相容性。因此，水凝胶作为组织工程细胞支架材料被大量使用【功能高分子学报，2004，04：689-697】。

海藻酸钠是一种从褐藻中提取出的阴离子线性多糖，它极易和二价阳离子如Ca²⁺键合形成水凝胶，并且离子交联的海藻酸盐水凝胶具有反应条件温和，简单易行，且可注射、原位凝胶化等优点，因其生物相容性、低毒性和相对低廉的价格而被广泛地研究应用于药物释放体系和组织工程领域。Yan等用Ca²⁺交联海藻酸钠-明胶形成水凝胶，并用细胞组装机将肝细胞种植于凝胶中形成细胞-凝胶三维结构，细胞能够在凝胶中保持活性长达12天并正常表达其生物功能【化工进展，2008，11：1743-1749】。Paige等研究缓慢聚合的海藻酸钙水凝胶作为可注射软骨细胞的载体。他们把刚从牛前肢取得的关节软骨细胞与海藻酸盐水溶液混合，然后注射到无胸腺小鼠体内。6周后，在注射部位附近取下新形成的组织，进行组织学分析，结果表明有透明软骨的形成【暨南大学，2008，博士论文】。

由于其很强的亲水性，海藻酸盐对蛋白质吸附较差，缺乏细胞特异性作用位点。Chone课题组研究了经冷冻干燥法制备的由Ca²⁺交联形成的海藻酸盐多孔支架，由于对细胞的粘附力差，在植入肝细胞体外培养24小后发现90％的细胞发生团聚，细胞成球形，但继续培养4天后，细胞分泌纤维粘连蛋白，表明尽管肝细胞不粘附于海藻酸盐水凝胶，但细胞能正常表达其功能。许多研究者对海藻酸进行改性，如Mooney课题组将RGD共价键合到海藻酸盐凝胶以改进其对细胞的粘附性，促进其增殖【Biomaterials，1999，20：45-53】。Glickli S等人制备出具有相互贯穿多孔海绵结构的海藻酸钠水凝胶，将它作为肝细胞组织工程的三维支架材料，提高了肝细胞的聚集性，从而为提高细胞活性以及合成纤连蛋白能力提供了良好的环境。

分子印迹聚合物因制备简单、稳定性好、且具有分子识别功能使其在色谱分离、固相萃取、化学传感、模拟酶催化、药物缓释等方面有了广泛的应用。目前，其对小分子的特异识别作用的研究已经取得了很大的进步，例如氨基酸类、糖及其衍生物和药物等。但是关于生物大分子的印迹，如多肽、蛋白质的研究，远不如小分子印迹研究的系统和深入。蛋白质分子印迹聚合物由于在医学诊断、生物分离及药物传递等领域的潜在应用前景而成为当前研究的热点【化学进展.2008，20(8)：957-968】。由于蛋白质分子体积庞大、容易变性、空间结构十分复杂，对蛋白质大分子印迹的研究思路和实验手段都还处于摸索阶段。近年来，人们越来越多地用聚合物水凝胶来进行蛋白质分子印迹的研究。水凝胶的精巧结构使其能在外界pH值、离子强度、温度等因素的刺激下表现出反复的溶胀变化。相对于硬质的材料，水凝胶更适于蛋白质的印迹。