[发明专利]一种丝胶蛋白复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丝胶蛋白复合水凝胶及其制备方法，包括透析袋预处理、丝胶蛋白初选、丝胶蛋白预处理、丝胶蛋白透析、复合水凝胶前体制备和成品过程。本发明所述方法制备获得的丝胶蛋白复合水凝胶能够快速成胶，且具有可注射特性；本发明所述方法制备获得的丝胶蛋白复合水凝胶具有多孔结构，不仅可以为细胞的增值和存活提供空间，而且能为生物活性因子维持和释放提供微环境；本发明所述方法制备获得的丝胶蛋白复合水凝胶具有良好的机械性能。

技术领域

本发明属于组织工程学领域，涉及一种聚合物材料，具体涉及一种丝胶蛋白复合水凝胶及其制备方法。

背景技术

从19世纪末“水凝胶”第一次出现在科学文献中至今，水凝胶的研究大致经历了四个阶段，即第一代水凝胶为20世纪60年代，集中于用简单的化学交联的方式获得聚合网络结构，水凝胶的应用主要集中于眼科和药物递送研究。第二代水凝胶，主要发生在20世纪70年代，水凝胶的研究由相对简单的水膨胀大分子网络向环境响应性水凝胶领域转变。环境响应因素包括pH、温度、生物分子的浓度等。这些环境因素可用于引起特定事件，如凝胶的形成或药物释放。第三代水凝胶主要开始于20世纪90年代中期，物理相互作用获得了公认并用作交联方法制备水凝胶，这为实现增强和调控水凝胶的机械性能，以及制备具有热力学和降解性能的水凝胶提供了可能，同时人们实现了原位成胶。第四代为智能水凝胶时代，随着有机化学研究的快速进展，水凝胶的研究迎来了智能水凝胶时代，各式各样的水凝胶相继被报道。例如，利用在生理条件下采用共价交联含有多功能基团的聚合物制备低毒的原位凝胶：利用物理、共价或离子交联制备具有双网络的水凝胶；由多种聚合物制备的水凝胶可以对多种因素应答，或者形成高机械性能的水凝胶。

根据合成水凝胶原料的来源，可将水凝胶分为三类：天然、半合成以及合成水凝胶。天然水凝胶主要由天然的聚合物制备，天然聚合物资源丰富，包括聚核苷酸、多肽、多糖等，这些天然的聚合物来自不同的生物。如用于制备海藻酸盐水凝胶的海藻酸盐是由海藻中分离提纯而来，用于制备丝胶蛋白水凝胶的丝胶是取自天然的蚕丝；另外胶原、透明质酸、壳聚糖等均是用于制备水凝胶的重要天然生物材料。人工合成的水凝胶多是基于传统的乙烯基或活化的乙烯基制备而成。这些合成的水凝胶由于亲水性和交联度的不同，其水溶胀性也不同。

根据水凝胶在生理环境中的稳定性不同，可将水凝胶分为降解性水凝胶和永久性水凝胶。降解性水凝胶又可分为可生物降解性水凝胶和非生物降解性水凝胶。近年来生物降解性水凝胶无论在医学还是非医学领域均受到广泛的关注，其在生物体内执行相应的任务后可被降解成小分子或单体被清除出体外。

根据对环境的响应性不同，水凝胶又可分为智能水凝胶和传统水凝胶。智能水凝胶又称为刺激响应性水凝胶，即是一类由亲水链交联聚合形成的三维多网络结构，当其受到环境因素如温度、和特定的物理化学信号刺激下，会在体积或其他性质方面发生显著的变化。刺激因素有很多种，如温度、pH、光、磁场、电场、离子强度、葡萄糖、射线、金属、尿素、超声、溶剂的类型、螯合的种类等。智能水凝胶己被用于药物递送、生物传感器、生物分离和组织工程等领域。

根据水凝胶的注射性可分为可注射水凝胶和非可注射水凝胶。可注射水凝胶可以在原位成胶，该类水凝胶不仅为有效且均匀地包埋药物或细胞提供了便利，而且方便于微创手术，这样可以减小因手术创伤给病人带来的痛苦。正是由于可注射水凝胶具有明显的优势，特别是在外科微创手术领域，它颇受人们的欢迎。根据水凝胶所带电荷性的不同分为阳离子水凝胶、阴离子水凝胶、中性水凝胶和两性水凝胶。

根据水凝胶的结构不同可分为不定型水凝胶和半结晶水凝胶。

根据水凝胶的组成，可分为单聚体水凝胶、共聚体水凝胶、互穿网络水凝胶、双网络水凝胶等。