[发明专利]一种可多重方法交联的新型生物墨水及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可多重方法交联的新型生物墨水及其制备方法。该墨水包括：甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质，胃蛋白酶，引发剂或者可与甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质化学交联的其他材料，以及细胞悬液。该方法包括：将脱细胞基质粉末加入胃蛋白酶的溶液中，滴加甲基丙烯酸酐，酰胺化反应，透析，冷冻，冷冻干燥，得到甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质，加入引发剂或者可与甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质化学交联的其他材料和细胞悬液。该墨水具有热交联、光交联和化学交联的性能，且生物相容性基本不变。

技术领域

本发明属于生物墨水及其制备领域，特别涉及一种可多重方法交联的新型生物墨水及其制备方法。

背景技术

随着人口老龄化的发展、各种外伤及疾病的发病率的逐步提高，组织或器官缺损逐渐成为一种常见的现象，例如骨和软骨缺损、心脏瓣膜不全、乳房切除以及皮肤大面积坏死等。

现有的处理组织或器官缺失的方法包括，在缺损处填入可降解的天然或合成材料、添加细胞材料复合物或填充永久假体。填充的材料往往与缺损部位的力学差异大，形状无法完全匹配，化学组成上差别极大，缺乏细胞识别位点，容易引起过敏和排异反应等。因此，能在形状、力学、化学组成以及生物信号上匹配组织缺损的技术是未来的主要发展趋势。

三维打印技术，又称为增材制造技术，是一种快速成型技术。它以数字模型文件为基础，运用粉末、金属、塑料或水凝胶等可粘合的材料，通过逐层打印来构造所需形状的物质。目前三维打印技术在组织工程领域已有广泛研究。可将天然或合成的生物材料制成生物墨水，也可与细胞或者活性药物混合，通过模仿活体组织的细胞外基质，这种技术在组织工程领域具有极大应用。目前，三维打印技术可以制备药物试验的组织和器官、组织工程支架。

脱细胞基质，一般指异体组织经过细胞灭活处理后制备的无细胞存在的细胞外基质成分和结构，其成分主要包括胶原、结构蛋白、氨基葡萄糖以及弹性蛋白等。脱细胞基质具有天然细胞外基质的相同的成分，低免疫原性、良好的组织相容性，利于细胞粘附、增殖和分化，是一种理想的组织工程支架材料。

目前脱细胞基质的三维打印主要是与其他材料混合或者作为合成高分子的涂层来使用，由于力学性能较差且缺乏原位交联的方法，单纯的脱细胞基质生物墨水，以及脱细胞基质为主要原料的研究相对较少。

因此，通过在脱细胞外基质上接枝上甲基丙烯酸官能团，在原有的热交联基础上，赋予其光交联和化学交联的性能，且生物相容性基本不变，对于扩展脱细胞外基质在三维打印组织工程支架中的应用及产业化具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可多重方法交联的新型生物墨水及其制备方法，以克服现有技术中脱细胞外基质的成胶方法缺乏等缺陷。

本发明提供一种可多重方法交联的生物墨水，所述生物墨水包括：甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质，胃蛋白酶，引发剂或者可与甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质化学交联的其他材料，以及细胞悬液。

所述甲基丙烯酸修饰的脱细胞基质是将甲基丙烯酸酐加入到脱细胞基质的胃蛋白酶溶液中酰胺化反应得到。

所述引发剂为光交联引发剂或者热引发剂。

所述光交联引发剂包括：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦或2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮。

所述热引发剂包括偶氮类引发剂、有机过氧化物引发剂或无机过氧化物引发剂。

所述可与甲基丙烯酸修饰的脱细胞基质化学交联的其他材料为可以与甲基丙烯酸酐修饰的脱细胞基质发生迈克尔加成反应或者加成反应的化合物。