[发明专利]阳离子化丝素蛋白材料、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种阳离子化丝素蛋白材料的制备方法，包括以下步骤：将丝素蛋白溶液、聚乙二醇二胺与交联剂混合，反应后透析，得到阳离子化丝素蛋白材料。与现有技术相比，本发明制备的阳离子化丝素蛋白材料可与水蛭素制备抗凝血材料，尤其是透析后与水蛭素混合，得到抗凝血材料，既保护了与凝血酶结合区域的官能团(‑COOH、‑NH₂、‑OH)不因被反应而影响与凝血酶结合的结构域、又能使水蛭素以较强结合力的离子键结合于聚乙二醇双胺阳离子化的丝素蛋白上，而且部分水蛭素包裹于丝素蛋白内部，随着丝素蛋白的降解而逐渐释放，从而使得到的抗凝血材料具有显著抑制凝血酶活性的功能的同时也达到稳定并长期发挥抗凝的作用。

技术领域

本发明属于抗凝血材料技术领域，尤其涉及一种阳离子化丝素蛋白材料、其制备方法及应用。

背景技术

我国每年心脑血管疾病死亡人数有数百万，并在逐年增加，因此，血液接触材料是目前临床上最为紧缺的生物材料(医疗器械)，尤其是人工血管移植，即便是得到临床应用的中、大口径人工血管，在我国产品也非常稀少，国产产品每年的使用比例只有20％左右，而小口径人工血管的移植还是临床空白，其最大的问题就是容易形成血栓，远期通畅率较差。

目前医学上应用的人工血管产品主要是由涤纶、膨体聚四氟乙烯等合成材料制成的，在大中口径人工血管方面有临床应用，但这些合成材料细胞相容性差，不利于内皮化，容易形成血栓，影响组织愈合。家蚕蚕丝是由家蚕合成与分泌的天然动物蛋白，来源广泛，其丝素蛋白具有良好的生物相容性，由20种人体可吸收的氨基酸组成，最终降解产物为氨基酸或小肽，易被细胞吸收或吞噬，不会引起明显的免疫反应。已有大量的文献研究表明丝素蛋白材料能够支持多种细胞的生长，在组织工程材料研究方面越来越深入，并取得了突破性的进展，近来，应用于血管组织工程上也越来越受到关注。

虽然丝素蛋白材料本身具有细胞相容性和组织相容性的优势，但作为外源材料，在与血液接触时都会刺激凝血系统，诱发溶血或凝血。为了提高丝素材料的抗凝血性能，国内外一些研究人员也关注到了改善丝素蛋白材料的抗凝血性能研究。

目前，对丝素蛋白的抗凝血改性主要报导了接枝具有抗凝作用的高分子及硫酸化或肝素化方法。如She等将肝素在温和的条件下加入丝素/壳聚糖支架中，增强了抗凝性(Polymer International,2010,59(1):55-61)；Liu等利用静电纺丝技术将氯磺酸处理过的丝素蛋白制成丝素纳米支架，硫酸化纳米丝素支架的抗凝血性显著增强(Biomaterials,2011,32(15):3784-3793)；Wang等利用静电纺丝技术制备了肝素改性丝素纳米材料，体外凝血测试结果表明改性后丝素纳米材料的抗凝血性远高于纯丝素(InternationalJournal of Biological Macromolecules，2011，48(2):345-353)；用氯磺酸制备的硫酸化丝素蛋白的抗凝血活性要比硫酸制备的硫酸化丝素大大提高(Biomaterials,2004,25(3)：377-383)，但远远不及肝素。肝素改性丝素蛋白材料抗凝血性研究已存在知识产权(如抗凝血真皮支架的制备，申请号为CN200910223207.4的中国专利；纳米纤维人工血管及制备方法，申请号为CN200910228843.6的中国专利)，所以引入肝素是目前丝素材料抗凝血性改性的主要方法，但肝素属于一种凝血酶间接抑制剂，抗凝作用要依赖抗凝血酶和特定的辅因子，所以即使材料中共混或键合的肝素不一定能或都能发挥抗凝作用。

水蛭素是一种凝血酶特异性抑制剂，可以直接抑制血栓形成，还可以对已形成的血栓有一定的溶栓作用。我们已经研究开发了一种水蛭素/丝素蛋白抗凝血材料(一种抗凝血丝素材料及其制备方法，申请号为ZL201310250951.X的中国专利；一种抗凝血丝素膜及其制备方法，申请号为ZL201310251819.0的中国专利；Journal of Biomedical MaterialsResearch Part B,2015:103B:556–562)，但深入研究发现，将研究结果与水蛭素抑制凝血酶活性的机理结合起来分析，采用共价键结合的改性方法会降低水蛭素的活性。

发明内容