[发明专利]一种明胶微球及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种明胶微球及其制备方法和应用。明胶微球的制备方法包括：将明胶类物质溶解于溶剂中，得到明胶溶液；对明胶溶液进行喷雾干燥或喷雾冻干处理，得到明胶微球前体；将明胶微球前体以及催化剂或交联剂加入到不良溶剂或不良溶剂的水溶液中，对明胶微球前体进行交联处理，然后经洗涤、过滤处理，所得截留物即为明胶微球。本发明结合喷雾干燥或喷雾冷冻工艺与化学交联工艺，制得了结构稳定性好、在水中长时间不溶解、对细胞的黏附性好的明胶微球，细胞培养完成后仅用胶原酶即可使细胞完全降解。催化剂或交联剂最后可被去除，负载细胞的明胶微球生物相容性良好，在膝关节病症、肌腱损伤等领域有极大的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种明胶微球的制备方法，通过该制备方法制得的微球，以及利用该微球作为细胞培养微载体的应用。

背景技术

近年来，随着生物材料在疾病的诊断、治疗以及生物体组织器官的修复等领域表现出广泛的应用前景，其研究也越来越来受到人们的重视。以生物材料合成的微载体作为细胞培养载体、药物递送载体、包埋剂、吸附剂等方面的应用被不断报道。其中，固体微球是一类获得了广泛应用的微载体。在微载体细胞培养技术中，贴壁细胞在悬浮于生物反应器培养液内的固体微球表面上贴壁生长，为细胞提供极高的表面积与体积比，因此成为一种极具吸引力的新型替代技术。

明胶作为哺乳动物体内含量最多的一种蛋白质-胶原的水解产物，良好的保留了胶原的蛋白特性，同时免疫原性大大降低。明胶被FDA认证为一种安全的材料，其在药物、食品等工业中的应用具有长久的历史。作为生物医用材料，明胶具有结构和生物学上的优势：①明胶具有温度可逆性，可通过喷雾干燥或冷冻干燥的方法得到多孔的材料；②明胶分子中含有大量的、不同种类的官能团，可通过化学修饰的方法对其性能进行调控；③明胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，因其含有精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸(RGD)生物活性短肽，可以提供大量的细胞识别位点，有利于细胞的黏附和生长。明胶来源广泛、价格便宜，因此以明胶为材料制成的产品应用非常广泛。

以明胶制备作为微载体的微球可以提高微球的生物相容性，改善微载体对细胞的黏附效果。然而，受明胶溶解/溶胀现象的影响，仅以明胶为材料制备的微球结构稳定性差，容易破碎，无法为细胞的黏附、增殖提供稳定的生长环境。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于现有技术存在的问题，例如，仅以明胶为材料制备的微球存在结构稳定性差、易破碎的问题。为此，本发明提供了一种明胶微球的制备方法，仅以明胶类物质为原料即制得了结构稳定性好的固体微球，解决了明胶微球易破碎、稳定性差的问题。明胶微球的成分单一，在水中可长时间不溶解，适于细胞的黏附和生长，可有效提高细胞培养效率。明胶微球在胶原酶等作用下可快速降解，有利于实现培养细胞的快速回收。

用于解决问题的方案

本发明首先提供了一种明胶微球的制备方法，包括如下步骤：

将明胶类物质溶解于溶剂中，得到明胶溶液；

对所述明胶溶液进行喷雾干燥或喷雾冻干处理，得到明胶微球前体；

将所述明胶微球前体以及催化剂或交联剂加入到不良溶剂或不良溶剂的水溶液中，对所述明胶微球前体进行交联处理，然后经洗涤、过滤处理，所得截留物即为明胶微球。

根据本发明的制备方法，其中，

所述喷雾干燥处理的温度为30-200℃，

所述喷雾冻干处理的温度为-20℃～-196℃。

根据本发明的制备方法，其中，所述制备方法还包括如下步骤：

在保护剂存在下对所述截留物进行二次冻干处理，得到明胶微球；