[发明专利]一种纳米多孔微支架的制备方法及其复合体系

说明书

本发明公开了一种纳米多孔微支架的制备方法及其复合体系，所述纳米多孔微支架为纳米载体‑海藻酸钠三维多孔微支架。所述制备方法包括以下步骤：(1)介孔二氧化硅纳米颗粒的合成；(2)纳米载体‑海藻酸钠三维多孔支架的制备；(3)纳米载体‑海藻酸钠三维多孔微支架的制备。本发明通过将载有生物活性物质的纳米载体包被在海藻酸钠多孔支架中，利用液氮速冻破碎法，开发出一种纳米载体‑海藻酸钠复合微支架体系，该体系具有能高效促干细胞扩增和定向分化，操作简便，临床实用性强等特点。

技术领域

本发明涉及一种支架的制备方法及其复合体系，属于再生医学领域，特别涉及一种纳米多孔微支架的制备方法及其复合体系。

背景技术

生物支架通过模拟人体天然微环境的理化特性，能有效促进干细胞的自我更新、增殖以及定向分化等，近年来被广泛应用于再生医学领域。一般地，以干细胞为基础的生物支架按其状态主要分为多孔支架和水凝胶支架。其中，多孔支架具有大量相互连通的三维多孔结构，相比于水凝胶等，更利于细胞在支架内的迁移和营养物质的供给。一般认为，100-300μm的三维多孔结构比较适宜细胞和组织的长入，因此多孔支架被大量应用在组织再生和肿瘤免疫治疗研究领域。

然而，目前传统的多孔支架具有较大的物理尺寸，阻碍了营养物质和细胞进入支架内部，严重影响了支架上细胞的存活和扩增。

针对这一问题，国内外有研究团队制备出了具有更小物理尺寸的“微支架”。由于微支架的物理尺寸很小(约800-2,000μm)，营养物质和细胞能够顺利进入支架内部，从而促进细胞在支架上存活、增殖和后期的定向分化等。例如，Y.N.Du等曾报道，他们利用明胶和聚乙二醇分别制备出微支架以增强肝细胞的存活和扩增。

但是，目前几乎所有的传统多孔支架都不能以简单注射的方式进行体内移植，仍然需要通过创伤性较大的传统外科手术方式进行植入。

可注射生物支架使用简便且能有效充分填充组织缺损，具有较大的临床应用前景，近年来成为了生物材料的前沿研究方向。目前的可注射支架大都为凝胶状，这类支架结构致密，阻碍了营养物质/代谢产物的交换，同时也不利于细胞的迁移。而常见的多孔支架由于其结构特点，难于通过注射的方式植入体内。因此，近年来有许多研究人员致力于开发可注射的多孔支架。D.J.Mooney等人制备出一种可注射的复合海藻酸钠水凝胶支架，该支架能够在体内原位形成多孔结构，从而有效促进包被在凝胶中的干细胞迁移至缺损部位。MilicaRadisic等人通过结构单元设计，制备出可注射的血管可降解生物芯片(单层网状结构)。

然而，目前仍未开发出能有效促进干细胞存活、扩增、定向分化的可注射三维多孔微支架。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种纳米多孔微支架的制备方法，该方法操作简便，所得纳米载体-海藻酸钠三维多孔微支架能够促进组织再生，能够高效促干细胞扩增和定向分化，可注射，临床实用性强。

本发明的另一目的是提供一种纳米多孔微支架复合体系，该复合体系含有纳米载体-海藻酸钠三维多孔微支架，可应用于组织再生。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纳米多孔微支架的制备方法，所述纳米多孔微支架为纳米载体-海藻酸钠三维多孔微支架；所述制备方法包括以下步骤：

(1)介孔二氧化硅纳米颗粒的合成：

在圆底烧瓶中加入Pluronic P-123(Sigma)3～9g、去离子水125～130mL和浓HCl18～25mL，剧烈搅拌1.5～4h，充分混匀后将烧瓶置50℃水浴中，搅拌下加入正硅酸乙酯5～10g，搅拌20h。接着升温至80～85℃，静置恒温24～30h；然后离心(5000～6000G)，用去离子水洗涤沉淀，干燥后在马弗炉中煅烧；

(2)纳米载体-海藻酸钠三维多孔支架的制备：