[发明专利]具有细胞响应迁移效应的功能性丝素蛋白支架及制备方法

说明书

本发明公开了一种具有细胞响应迁移效应的功能性丝素蛋白支架及制备方法，包括如下步骤：⑴先将天然蚕丝进行脱胶化处理、溶解、透析获得丝素蛋白溶液；⑵将浓缩纯化后的丝素蛋白溶液注入特定的模具中，通过冷冻干燥获得成型的支架；⑶将成型支架浸泡在氧化铁纳米颗粒溶液中浸泡，获得功能性组分；⑷将载有氧化铁纳米颗粒的支架内外层包覆一层DPPC膜；⑸将步骤⑷所得的支架外层涂覆PVA膜，即可获得良好稳定性的功能性支架。该方法制备的支架具有良好的细胞相容性和温控的降解性，且具有显著的细胞响应迁移效应，可以促进多种组织的修复，在组织工程修复领域具有巨大的应用潜能。

技术领域

本发明涉及一种具有细胞响应迁移效应的功能性丝素蛋白支架及其制备方法，属于血管组织工程支架制备和细胞作用领域。

背景技术

动脉血管断裂损伤是临床极为常见的疾病之一。动脉血管断裂损伤不仅会导致严重的供血不足，引起包括失血性休克、血肿、创伤性疼痛以及血管参与的其它组织修复细胞信号分子通路的阻断，还会给患者带来严重的精神和生活负担。目前，临床上以自体血管移植作为一线治疗手段，但自体移植的血管来源有限且易产生严重的二次创伤。为了克服上述缺陷，组织工程血管支架是目前有效的替代方法，临床实践已表明可以有效的治疗动脉血管损伤。丝素蛋白是一种被FDA批准的可医用的天然生物材料，因其具有良好的生物相容性、低免疫排斥和生物降解性被广泛应用于人体组织修复，近年来，在血管修复中也展现了巨大的应用价值。目前丝素蛋白的应用也存在一定的瓶颈：一般动脉血管的修复周期是3-6个月，而丝素蛋白支架在人体模拟酶的作用下一个月就会降解70％左右，在血管的动态生长过程中无法维持支架的完整性而大大降低修复的效果。因此在丝素蛋白支架中需要进行适当的疏水化和功能化处理，对重塑血管完整性，提高修复效果，降低修复周期至关重要，这也是目前血管工程领域研究的热点。

氧化铁纳米药物(Ferumoxytol，FMT)已被批准用于治疗慢性肾病(CKD)成人患者的缺铁性贫血，同时也作为磁共振造影剂开展临床实验。而且由于其良好的磁效应，在引导细胞示踪、远程刺激、磁热疗等磁生物效应中发挥着越来越多的应用。本课题组制备的氧化铁纳米药物(CN106830096A,2017-06-13)颗粒分散均匀、晶体性能高，且具有良好的生物安全性和多种生物效应：例如，可通过调控在ZEB2中非编码RNA促进骨髓间充质干细胞成骨分化(Wang et al.Nano research,2017,10(2):626–642)；构建磁性纳米脂质体用于肿瘤的多模态成像与治疗一体化，表现出明显的抗癌效果(Liu et al.ACS nano,2017,11(2):1509-1519)；将氧化铁纳米颗粒负载于支架中磁化后，通过调控巨噬细胞表型的变化增强骨再生等。还有许多新的生物效应在不断发现与报道出来。

二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)是一种药用高分子，是带有两个长链的两亲分子,是脂类生物膜的主要成分,磷脂与水形成的分子有序组合体(如脂质体等)常被作为运载药物的载体，还可被用来模拟生物膜及在血管栓塞微球中应用。DPPC具有相变特性，相变温度41℃左右，相变温度以下材料呈现固体状态，相变温度以上则呈现流动的液体状态。因此DPPC的应用能够赋予支架一个温控开关，在相变温度以下形成固体薄膜，在升温并发挥功能后到相变温度以上则形成流动液态而除去。

医用级聚乙烯醇(PVA)，因其具有良好的生物相容性，对人体无毒，无副作用，尤其在医疗中的如其水性凝胶在眼科、伤口敷料和人工关节方面的有着广泛应用，可作为造血干细胞培养液。同时聚乙烯醇薄膜在药用膜，人工肾膜等方面也有使用。聚乙烯醇具有两亲性，可以在高温下形成透明的固体薄膜，其疏水端可以有效地降低水溶性物质例如酶溶液、水溶性有毒试剂等的浸润，从而避免薄膜内物质的破坏。