[发明专利]一种活性丝素蛋白生物组织工程支架的溶喷制备方法

说明书

本技术方案公开了一种活性丝素蛋白生物组织工程支架的溶喷制备方法，包括以下步骤：(1)溶解脱胶蚕丝得到丝素蛋白水溶液；(2)浓缩丝素蛋白水溶液得到浓度为8～45％的丝素蛋白纺丝液；(3)添加活性蛋白溶液，制得活性丝素蛋白纺丝液；(4)在温度为0～37℃的高压空气喷射流为拉伸动力，进行溶喷纺丝，并用纤维接收器接收纺丝；并且在所述纤维接收器上设有乙醇喷雾装置，所述乙醇喷雾装置对纺丝进行后处理，制得纤维支架；(5)将含有种子细胞或细胞生长因子的活性溶液打印到步骤(4)中制得纤维支架中，最终制得活性丝素蛋白生物组织工程支架。采用所述制备方法制备的活性丝素蛋白生物组织工程支架具有高的孔隙率和良好的孔道连通性，能为细胞的生长提供良好的微环境。

技术领域

本技术方案属于生物医用材料技术领域，特别涉及一种活性丝素蛋白生物组织工程支架的溶喷制备方法。

背景技术

丝素蛋白由Gly、Ala、Ser等18种氨基酸组成，具有两性电荷，是一种天然结构性蛋白。它由蚕丝经脱丝胶而得，是自然界中生物相容性、可生物降解性良好的天然高分子。

丝素蛋白生物组织工程支架因能在一定程度上模仿细胞外基质的结构和功能，为细胞提供理想的生长、增殖和分化的微环境，在短短几年内，已被广泛应用于包括软骨、骨、血管、皮肤等组织工程研究的各个领域。静电纺丝技术是目前活性丝素蛋白纤维膜的唯一制备技术，丝素蛋白生物组织工程支架的机械性能可以满足不同组织工程应用时的力学强度需求。然而，初纺得到的丝素蛋白生物组织工程支架的力学性能比较差，必须经过一定后处理工艺处理后，才能达到组织工程支架应用所需的力学强度要求。后处理工艺的存在就增加了丝素蛋白生物组织工程支架的生产成本。

静电纺技术制备丝素蛋白生物组织工程支架还具有一下劣势：(1)需要较高电压，在操作安全性方面有缺陷，不容易在工业生产中大规模应用，并且高电压会降低丝素蛋白中活性成分的活性；(2)在速度极快的静电纺丝过程中，单一的静电拉伸力作用无法促进丝素蛋白分子由水溶液状态下的无规卷曲/α-螺旋结构转变为β-折叠结构，以致丝素蛋白难以发生结晶重排，导致收集到的纤维结晶度低，力学性能差。

发明内容

本技术方案提供一种活性丝素蛋白生物组织工程支架的溶喷制备方法，所述制备方法能模仿自然界的动物纺丝过程，并且通所述制备方法制备的活性丝素蛋白生物组织工程支架的力学性能好。

为实现上述目的，本技术方案采用的下述技术手段。

一种活性丝素蛋白生物组织工程支架的溶喷制备方法，包括以下步骤：

(1)以脱胶蚕丝为原料，在40℃水浴环境下，使用溶剂溶解脱胶蚕丝2～12小时，得到丝素蛋白水溶液；

(2)将步骤(1)制得的丝素蛋白水溶液进行离心、过滤、透析和浓缩处理后，得到浓度为12～45％的丝素蛋白纺丝液；

(3)向步骤(2)中制得的丝素蛋白水溶液中加入活性蛋白溶液，制得活性丝素蛋白纺丝液，所加活性蛋白溶液中的活性蛋白浓度为5～15％；

(4)将步骤(3)制得的活性丝素蛋白纺丝液，在温度为0～37℃的高压空气喷射流为拉伸动力，进行溶喷纺丝，并用纤维接收器接收纺丝；并且在所述纤维接收器上设有乙醇喷雾装置，所述乙醇喷雾装置对纺丝进行后处理，实现纺丝纤维成型过程中丝素蛋白构象的转变，制得纤维支架；

(5)在纤维接收器之后设有细胞打印装置，将含有种子细胞或细胞生长因子的活性溶液打印到步骤(4)中制得纤维膜中，最终制得活性丝素蛋白生物组织工程支架。

进一步地，所述活性蛋白溶液中的活性蛋白为免疫球蛋白、乳铁蛋白、金属硫蛋白、超氧化物歧化酶、大豆蛋白、溶菌酶中的任一种。

进一步地，所述溶解脱胶蚕丝的溶剂为LiBr水溶液或乙醇/CaCl水溶液。