[发明专利]一种双层水凝胶管状组织工程支架及其制备方法

权利要求书

1.一种双层水凝胶管状组织工程支架，其特征在于，包括管状的内层水凝胶和外层水凝胶，所述的内层水凝胶由可紫外光交联水凝胶和细胞或导电水凝胶复合而成；所述的外层水凝胶由两种或多种可紫外光交联水凝胶复合而成；

组成内层水凝胶的可紫外光交联水凝胶为甲基丙烯酸酐化明胶GelMA，细胞为间充质干细胞，导电水凝胶为PEDOT:PSS；外层水凝胶由两种可紫外光交联水凝胶复合而成，分别为甲基丙烯酸酐化明胶GelMA和聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA；

所述双层水凝胶管状组织工程支架的制备方法包括以下步骤：

(1)模具制备：

模具包括底座、一根中空透明管和两根直径不同的中央芯柱；底座上同轴设置有与中空透明管匹配的定位槽以及与两根中央芯柱匹配的定位阶梯孔；内层水凝胶的厚度对应大小两根中央芯柱的半径差；

(2)水凝胶原液制备：

(2-1)外层水凝胶原液：将两种或多种可紫外光交联水凝胶按照一定配比溶解在含有光引发剂的去离子水中或者PBS中，搅拌后过滤除菌备用；具体过程为：

将5～30％(w/v)GelMA与0～30％(w/v)PEGDA的粉末材料溶解于含有0.3～0.5％(w/v)光引发剂的去离子水或PBS中，在37～45℃搅拌配置成均匀溶液后，用0.22微米微孔滤膜滤器过滤除菌备用；

(2-2)内层水凝胶原液：将可紫外光交联水凝胶溶解于含有光引发剂的PBS或者培养基中，添加功能特性材料并混合均匀后过滤除菌备用；所述的功能特性材料为细胞或者导电水凝胶；

所述的功能特性材料为细胞时，内层水凝胶原液的配置过程为：将5～10％(w/v)GelMA粉末材料溶解于含有0.3～0.5％(w/v)光引发剂的PBS中形成均匀溶液，用0.22微米微孔滤膜滤器过滤除菌备用；取适量培养于培养基中的间充质干细胞，用0.25％的胰蛋白酶分离，离心去掉上清液后，添加到除菌后的5～10％的GelMA溶液中，搅拌均匀后备用；

所述的功能特性材料为导电水凝胶时，内层水凝胶原液的配置过程为：将5～10％(w/v)GelMA粉末材料溶解于含有0.3～0.5％(w/v)光引发剂的PBS中形成均匀溶液；取适量PEDOT:PSS水溶液，超声波处理并通过0.75微米微孔滤膜滤器过滤去除聚集大颗粒后，添加到配置的5～10％的GelMA溶液中，搅拌形成0.1～0.4％(w/v)浓度分散均匀的悬浮液备用；

(3)组织工程支架制备：

(3-1)将中空透明管和大直径的中央芯柱分别插入模具底座上的定位槽和定位阶梯孔并固定；

(3-2)将外层水凝胶原液注入中空透明管与大直径中央芯柱之间的空隙中，将模具在温度12～18℃的环境下静置8～12min直到溶液物理交联为止；

(3-3)在保持温度同步骤(3-2)的环境下，取出大直径的中央芯柱，插入小直径的中央芯柱并固定，然后将内层水凝胶原液注入至外层材料与小直径中央芯柱之间的空隙；

(3-4)将整个模具放置于紫外光下照射一定时间直到内、外两层材料全部光交联固化为止；紫外光的波长365nm，紫外光照射密度为2W/cm²；

(3-5)拆卸模具，取出双层水凝胶管状组织工程支架；

步骤(3-1)至(3-5)均需要在无菌环境下进行。