[发明专利]一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，以丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素(SF/HPMC)触变性凝胶为支架材料，采用3D打印技术结合冷冻干燥法制成丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素支架。

2.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的丝素蛋白浓度为15-30wt％。

3.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的羟丙基羧甲基纤维素浓度为10wt％。

4.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的丝素蛋白与所述羟丙基羧甲基纤维的质量比为9：1。

5.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，采用Na₂CO₃脱胶制备丝素蛋白溶液，所述Na₂CO₃脱胶的丝素蛋白溶液与羟丙基羧甲基纤维素形成触变性凝胶。

6.权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架的制备方法，其特征在于，其包括步骤，

(1)制备丝素蛋白溶液

a.将桑蚕茧置入0.5wt％Na₂CO₃溶液中煮沸,然后用去离子水反复清洗，将蚕丝放入40℃烘箱过夜烘干；

b.溶丝：将脱胶的蚕丝放入60℃的LiBr溶液中，加热后，纱布过滤溶解的丝素蛋白溶液；

c.透析：将丝素蛋白溶液倒入截留分子量14,000Da的透析袋中，去离子水透析，每天换水去除溶液中的LiBr，然后将透析的丝素蛋白溶液离心,再用纱布过滤上清液；称重法标定所述丝素蛋白的浓度为4wt％；

d.浓缩：采用PEG(PEG20000)浓缩丝素蛋白溶液，将丝素蛋白溶液浓缩至浓度为33-34wt％；浓缩后，收集透析袋中浓缩的丝蛋白溶液；称重法标定后放入4℃冰箱储存备用；

(2)制备HPMC溶液

配制10wt％HPMC水溶液，称取HPMC粉末加入去离子水，搅拌溶解混匀，放入4℃冰箱储存备用；

(3)制备SF/HPMC凝胶

采用Na₂CO₃脱胶的法制备丝素蛋白溶液；将浓缩的丝素蛋白溶液用去离子水稀释至30wt％，将10wt％HPMC加入所述丝素蛋白溶液，其中HPMC与丝素蛋白的质量比为1：9，使混合液混匀，倒入3D打印机配备的料筒中，活塞密封料筒，置入70℃烘箱；

(4)制备3D打印SF/HPMC支架

将设计的输出格式为STL的模型文件导入3D打印机控制软件中；将装有30wt％SF/HPMC触变性凝胶的料筒置入打印机的喷头中，设置打印参数：针直径0.11-0.51mm、打印气压0.1-0.5MPa、打印速度15-60mm s^-1；当凝胶从喷头中喷出时，形成棒状丝样物，打印机喷头在打印平台上沿XY轴方向移动，完成第一层X轴后，打印机喷头沿Y轴上移打印第二层，反复逐层叠加，最终打印出设计的模型。

7.按权利要求6所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，打印模型形状为圆形，直径15mm、厚度1.8mm、填充间距1.4mm；将打印的30wt％SF/HPMC凝胶支架放入-20℃冰箱冷冻24h,再放入冻干机冻干2天，最后将冻干的30wt％SF/HPMC支架放入75％乙醇浸泡1h，诱导SF/HPMC支架形成稳定的β折叠结构。