[发明专利]具有层级结构的丝素多孔支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有层级结构的丝素多孔支架的制备方法，使用酸‑盐二元溶液体系将脱胶后的丝素纤维快速溶解；将作为致孔剂的氯化钠颗粒加入到丝素溶液中；然后，进行泡水处理，丝素蛋白溶解体系中的酸在水中因快速稀释而使体系的pH值改变诱导丝素溶液发生凝胶化，同时因氯化钠在水中缓慢溶解而产生空间形成丝素大孔框架；将纯净丝素溶液加入到丝素大孔框架内，进行静电场作用，静电场对注入丝素大孔框架内的丝素蛋白的排列方向和尺寸进行调控，形成具有微纳层级结构的丝素多孔支架。该制备方法绿色高效，制得的丝素多孔支架模拟了细胞生长的物理微环境，环境友好，生物相容性好，可作为生物医药载体和组织工程修复材料。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，特别是涉及一种具有层级结构的丝素多孔支架及其制备方法。

背景技术

丝素蛋白因其优良的物理性能、生物相容性及可生物降解性，在生物医用材料等领域引起国内外众多学者的广泛关注和研究。伴随组织工程的兴起以及对组织工程支架材料迫切需求，通过丝素蛋白制备的各种类型的支架材料得到广泛报道与研究。目前，一般通过冷冻干燥、盐析、静电纺等方法可制备丝素蛋白支架材料。

申请号为2014100866358的专利申请，公开了一种大孔三维有序取向性丝素蛋白纳米纤维支架及其制备方法，该申请主要运用静电纺丝的方法，通过乙醇浴滚筒收集的方法来实现。其中的乙醇浴滚筒法的特点是导电性滚筒一部分浸没在乙醇中，因为乙醇具有低表面张力，可使所制备的丝素蛋白纳米纤维浸润分散其中从而导致丝与丝之间的间隙扩大，同时滚筒可以旋转运动，使得收集的丝可以朝一个方向有序排布。但是，基于该制备方法制备的丝素蛋白纳米纤维支架机械性能较差，孔径不均一，无法为细胞生长、增殖提供适宜的生长场所，且难以量产，并且该制备方法在制备过程中涉及多种有毒和不易回收的化学试剂，故作为生物材料的使用受到了极大限制。

申请号为2015107590362的专利申请，公开了一种双层血管支架的制备方法，包括静电纺丝溶液的制备、静电纺丝、管状支架的制备、乙醇处理、冷冻干燥步骤，完成双层血管支架的制备。该制备方法制备流程复杂、有机溶剂的添加限制了其在组织工程中的应用。

因此，有必要提供一种具有层级结构的丝素多孔支架及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

为了克服现有的支架的不足，本发明提供了一种具有层级结构的丝素多孔支架及其制备方法，该丝素多孔支架具有合适的微观结构，针对细胞生长最大限度的模拟其体内生长的物理微环境，适宜于哺乳动物复杂组织的结构修复与重建，且其制备方法绿色高效。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有层级结构的丝素多孔支架的制备方法，包括以下步骤：

S1，脱胶：将家蚕蚕茧脱胶得到丝素蛋白质纤维；

S2，溶丝：将步骤S1得到的丝素蛋白质纤维溶解于20～100g/L的酸-盐二元溶液中制备质量分数为5～20％的丝素溶液Ⅰ；

S3，框架制备：将固体氯化钠颗粒加入到步骤S2得到的所述丝素溶液Ⅰ中得到混合溶液，并将其泡水去盐处理，经冷冻干燥后获得丝素大孔框架；

S4，溶丝：采用步骤S1得到的丝素蛋白质纤维配置质量百分浓度为0.1％～10％的纯净丝素溶液Ⅱ；

S5，微纳米结构的构建：将所述纯净丝素溶液Ⅱ注入到步骤S3获得的所述丝素大孔框架中，并经静电场作用，得到凝胶-多孔丝素材料复合体；

S6，支架制备：将所述凝胶-多孔丝素材料复合体先进行预冷冻处理、解冻、冷冻处理，最后冷冻干燥制得具有层级结构的丝素多孔支架。

作为本发明的进一步改进，在步骤S5中，所述静电场的电场强度为10～200V/m，电场作用的时间为15～30min。

作为本发明的进一步改进，在步骤S6中，冷冻干燥的温度为-20℃～-80℃，冷冻干燥的时间为1～48h。