CN115382019A - 一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115382019A CN115382019A CN202211135079.XA CN202211135079A CN115382019A CN 115382019 A CN115382019 A CN 115382019A CN 202211135079 A CN202211135079 A CN 202211135079A CN 115382019 A CN115382019 A CN 115382019A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silk fibroin
- acellular matrix
- composite material
- acellular
- silk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 title claims abstract description 120
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 claims description 27
- 210000004876 tela submucosa Anatomy 0.000 claims description 25
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 13
- 210000002469 basement membrane Anatomy 0.000 claims description 11
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 10
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 claims description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 6
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 claims description 5
- 210000003516 pericardium Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 210000000569 greater omentum Anatomy 0.000 claims description 3
- 235000008708 Morus alba Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000000249 Morus alba Species 0.000 claims description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 claims description 2
- 101000718529 Saccharolobus solfataricus (strain ATCC 35092 / DSM 1617 / JCM 11322 / P2) Alpha-galactosidase Proteins 0.000 claims description 2
- NNISLDGFPWIBDF-MPRBLYSKSA-N alpha-D-Gal-(1->3)-beta-D-Gal-(1->4)-D-GlcNAc Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](NC(=O)C)C(O)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 NNISLDGFPWIBDF-MPRBLYSKSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 2
- 230000008105 immune reaction Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 2
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 6
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 6
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 5
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 208000021970 Abdominal wall defect Diseases 0.000 description 3
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 3
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 3
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 3
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 3
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 3
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 3
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 2
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 2
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 2
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 2
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 1
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006862 enzymatic digestion Effects 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 238000007490 hematoxylin and eosin (H&E) staining Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009772 tissue formation Effects 0.000 description 1
- 230000037314 wound repair Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
- A61L27/227—Other specific proteins or polypeptides not covered by A61L27/222, A61L27/225 or A61L27/24
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
- A61L27/362—Skin, e.g. dermal papillae
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
- A61L27/3629—Intestinal tissue, e.g. small intestinal submucosa
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/34—Materials or treatment for tissue regeneration for soft tissue reconstruction
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明提供一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料及其制备方法。其主要制备步骤是：（1）将脱细胞基质材料浸泡于丝素蛋白溶液中一定时间；（2）将浸泡后充分吸收丝素蛋白溶液的脱细胞基质材料置于模具中单层平铺或叠加多层；（3）将单层平铺或叠加多层后的材料密封置于一定温度保持一定时间使其中的丝素蛋白凝胶化，材料初步成型；（4）将初步定型的材料浸泡于含有交联剂的水溶液中一定时间交联定型；（5）将交联定型的材料用纯化水清洗后冷冻干燥。这一方法将丝素蛋白和脱细胞基质进行复合，得到的复合材料保留了原脱细胞基质的三维结构和组分，相对于常规的脱细胞基质材料，力学性能和抗降解性能得到明显提高，同时能做到降解时间和厚度的调控。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料及其制备方法。
背景技术
脱细胞基质材料是在细胞外基质成分与结构的基础上，通过脱细胞工艺去除细胞而保留其生物活性成分的材料，是由多种生物活性成分构成高度协调的有机统一体，能够诱导并促进细胞的黏附、增殖、分化及组织形成，是机体组织修复的基础。脱细胞基质修复缺损促进组织再生机制是“内源性诱导再生”，所具备的三维多孔连通网络结构，为细胞迁移、长入、合成新生胶原提供物理微环境，促进组织修复。基于良好的修复能力，脱细胞组织材料作为一种新型的生物材料，在创伤修复、组织工程、整形美容等领域应用广泛，且有明显的治疗效果。
作为一种天然生物材料，脱细胞基质材料也存在着一些缺点，主要表现在力学性能较差，降解时间较快等问题。解决这一问题的常见方法是将材料用交联剂交联，但也存在一些问题，如常用的交联剂戊二醛具备一定的细胞毒性。另外，交联后的脱细胞基质材料虽然强度增加，但韧性或弹性会明显下降。脱细胞基质材料也存在着尺寸受限的缺点。常见的脱细胞基质材料如脱细胞小肠黏膜下层还存在厚度偏小，难以作为三维细胞支架等问题。为了解决材料厚度偏小的问题，美国库克医疗（Cook Medical Incorporated）采用真空压制法将多层脱细胞小肠黏膜基质材料叠加成型，这一方法会压缩材料，造成三维结构的破坏。专利CN103272278将多层脱细胞小肠黏膜基质材料物理重叠后后冻干，虽然不破坏空间结构，但仅靠物理重叠难以保证强度。专利CN105920669将多层脱细胞小肠黏膜基质或脱细胞膀胱粘膜层基底膜用过医用粘合剂和真空层压联合应用，同样存在孔隙压缩、三维结构破坏的问题。
丝素蛋白是近年来较为热门的一种天然生物材料，广泛应用于再生修复医学领域。丝素蛋白具有生物相容性好、力学强度高、降解时间可控等优点，这些性质正是常规的脱细胞基质材料所欠缺的，利用丝素蛋白与脱细胞基质材料复合能够得到改良型的脱细胞基质材料。
发明内容
针对现有脱细胞基质材料的不足，本发明提供一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，该复合材料包含脱细胞基质材料和丝素蛋白，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为5%~50%；所述复合材料包含1~8层脱细胞基质材料，厚度为100~3000μm。
所述脱细胞基质材料为动物组织经过脱细胞工艺处理除去了会引起免疫反应的细胞、DNA、α-gal抗原等物质得到的；其中的动物组织为真皮、心包膜、小肠粘膜下层、膀胱基底膜或腹腔大网膜的一种；
所述丝素蛋白为蚕丝经脱丝胶和再生处理后得到的可溶性丝素蛋白；丝素蛋白的分子量为10~150kDa。
本发明进一步公开了丝素蛋白与脱细胞基质复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将脱细胞基质材料浸泡于丝素蛋白溶液中一定时间；
（2）将步骤（1）所得充分吸收丝素蛋白溶液的脱细胞基质材料置于模具中单层平铺或叠加多层；
（3）将步骤（2）所得单层平铺或叠加多层的材料密封后置于一定温度保持一定时间使其中的丝素蛋白凝胶化，材料初步成型；
（4）将步骤（3）所得的初步成型的材料浸泡于含有交联剂的水溶液中一定时间交联定型；
（5）将步骤（4）所得交联定型的材料用纯化水清洗后冷冻干燥。
所述脱细胞基质材料是由动物组织经过脱细胞处理得到的。
所述动物组织为真皮、心包膜、小肠粘膜下层、膀胱基底膜或腹腔大网膜的一种。
所述动物组织来源于猪、牛或羊。
所述丝素蛋白为蚕丝经脱丝胶和再生处理后得到的可溶性丝素蛋白。
所述蚕丝来源于桑蚕丝或柞蚕丝。
所述丝素蛋白的分子量为10~150kDa，优选地，为30~100kDa。
所述步骤（1）中丝素蛋白溶液的浓度为10~150mg/ml，优选地，为30~100mg/ml。
所述步骤（1）中丝素蛋白溶液的pH为3.0~6.0，优选地，为4.0~5.0。
所述步骤（1）中浸泡时间为10~60min。
所述步骤（2）中充分吸收丝素蛋白溶液的脱细胞基质材料的叠加层数为2~8层。
所述步骤（3）中温度为30~37℃，时间为2~48h。
所述步骤（4）中的交联剂为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）。
所述步骤（4）中交联剂的浓度为1~10mg/ml。
所述步骤（4）中的交联时间为10~120min。
本发明进一步公开了丝素蛋白与脱细胞基质复合材料在用于非治疗目的的组织修复再生方面的应用，实验结果显示：丝素蛋白与脱细胞基质复合材料对于大鼠腹壁缺损有良好的修复效果，且无明显的不良反应。
本发明的主要机理在于：
将脱细胞基质浸泡于弱酸性的丝素蛋白溶液中，脱细胞基质会发生一定程度的溶胀，其三维网络的整体结构基本不变但孔隙增大，丝素蛋白的分子链容易进入和穿过脱细胞基质的网络孔隙中形成半互穿网络结构。另一方面，弱酸性的环境有助于丝素蛋白的凝胶化。
吸收了丝素蛋白溶液充分溶胀的脱细胞基质材料由于水的内聚力能够通过叠加暂时粘合成多层的结构。将该多层脱细胞基质密封以阻止水分蒸发，置于较高于室温的温度下一定时间诱导丝素蛋白结构由α-螺旋向β-折叠结构转变，微观上与脱细胞基质形成互穿网络结构，宏观上表现为凝胶化，将多层脱细胞基质融合为整体，初步成型。最后通过碳二亚胺使材料部分化学交联，增强材料最终的稳定性，固定成型。
本发明公开的丝素蛋白与脱细胞基质复合材料及其制备方法对比现有技术相比所具有的积极效果在于：
1、本发明所用与脱细胞基质复合的材料丝素蛋白为天然生物蛋白材料，具有良好的生物相容性、可降解性和生物活性，材料价廉易得，来源广泛。
2、本发明提供的丝素蛋白与脱细胞基质复合材料未经过机械或真空压制成型，极大程度地保留了细胞外基质原有的微观三维结构和组分，更接近于组织内细胞生长的的微环境，有利于受损组织的修复和再生。
3、本发明提供的丝素蛋白与脱细胞基质复合材料中丝素蛋白和脱细胞基质构成了互穿聚合物网络结构，存在物理交联和化学交联双重交联形式，增加材料抗张强度的同时不降低材料的断裂伸长率，达到强而韧的效果，实现材料综合力学性能的提升。
4、本发明提供的丝素蛋白与脱细胞基质复合材料相对单纯的脱细胞基质材料具有更强的抗降解能力，同时可通过调节化学交联的程度调控降解时间，适应不同组织修复的需要。
附图说明
图1为本发明实施例1所得样品的扫描电镜图片；
图2为本发明实施例1所得样品和未经处理的脱细胞小肠粘膜下层材料的体外降解曲线；
图3为L929细胞接种于本发明实施例4所得样品后培养21天内的生长曲线。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
实施例1
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞猪小肠黏膜下层材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为20%，复合材料包含单层脱细胞猪小肠黏膜下层，厚度为100μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的猪小肠粘膜下层材料浸泡于所含分子量为约100kDa的丝素蛋白浓度为50mg/ml、pH为4.5的丝素蛋白溶液中10min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪小肠黏膜下层材料平铺于模具中；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至37℃恒温箱中保温16h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为2mg/ml的溶液中60min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
使用扫描电镜观察本实施例所得最终材料的微观结构，如图1所示，可以看出明显的互穿网络结构，丝素蛋白纤维穿过脱细胞基质的纤维孔隙形成复杂的三维结构。
实施例2
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞猪真皮基质材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为50%，复合材料包含5层脱细胞猪真皮基质，厚度为3000μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的猪真皮基质材料浸泡于所含分子量为约10kDa的丝素蛋白浓度为150mg/ml、pH为6.0的丝素蛋白溶液中60min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪真皮基质材料平铺于模具中，在其上叠加其他充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪真皮基质材料至5层；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至30℃恒温箱中保温48h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为1mg/ml的溶液中120min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
实施例3
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞牛心包基质材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为5%，复合材料包含单层脱细胞牛心包基质，厚度为2000μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的牛心包基质材料浸泡于所含分子量为约150kDa的丝素蛋白浓度为10mg/ml、pH为3.0的丝素蛋白溶液中30min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞牛心包基质材料平铺于模具中；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至37℃恒温箱中保温2h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为10mg/ml的溶液中10min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
实施例4
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞猪小肠黏膜下层材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为30%，复合材料包含8层脱细胞猪小肠黏膜下层，厚度为1200μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的猪小肠粘膜下层材料浸泡于所含分子量为约50kDa的丝素蛋白浓度为50mg/ml、pH为4.5的丝素蛋白溶液中30min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪小肠黏膜下层材料平铺于模具中，在其上叠加其他充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪小肠黏膜下层材料至8层；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至37℃恒温箱中保温16h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为1mg/ml的溶液中60min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
实施例5
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞猪腹腔大网膜材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为40%，复合材料包含2层脱细胞猪腹腔大网膜，厚度为400μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的猪腹腔大网膜材料浸泡于所含分子量为约30kDa的丝素蛋白浓度为100mg/ml、pH为4.0的丝素蛋白溶液中20min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪腹腔大网膜材料平铺于模具中，在其上叠加其他充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪腹腔大网膜材料至2层；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至33℃恒温箱中保温8h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为5mg/ml的溶液中100min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
实施例6
一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料：由脱细胞猪膀胱基底膜材料和丝素蛋白构成，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为25%，复合材料包含6层脱细胞猪膀胱基底膜，厚度为800μm。
制备步骤如下：
（1）取脱细胞处理后的猪膀胱基底膜材料浸泡于所含分子量为约50kDa的丝素蛋白浓度为30mg/ml、pH为4.5的丝素蛋白溶液中50min；
（2）将步骤（1）所得充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞膀胱基底膜材料平铺于模具中，在其上叠加其他充分溶胀吸收丝素蛋白溶液的脱细胞猪膀胱基底膜材料至6层；
（3）使用保鲜膜将步骤（2）所得材料密封，转移至35℃恒温箱中保温36h，使丝素蛋白凝胶化；
（4）将步骤（3）所得材料浸泡于含EDC浓度为2mg/ml的溶液中20min；
（5）将步骤（4）所得材料用纯化水清洗后冷冻干燥，得到一种丝素蛋白与脱细胞基质复合材料。
实施例7
力学性能试验：
拉伸试验：
使用万能材料试验机分别检测A组样品（实施例1）、B组样品（将脱细胞小肠粘膜下层材料按实施例1缺少步骤（4）的方法处理）、C组样品（将脱细胞小肠粘膜下层材料仅按实施例1中步骤（4）的方法处理）、D组样品（实施例4）和E组样品（未经处理的脱细胞小肠粘膜下层材料）的拉伸断裂强度和断裂伸长率。将各样品沿纵向裁剪成哑铃状，长度为6cm，最窄处宽度为8mm，浸泡于生理盐水中充分浸润后固定于万能材料试验机夹具上进行拉伸试验，设置拉伸速率为30mm/min，记录各样品断裂时的力和拉伸长度，计算拉伸断裂强度和断裂伸长率，结果如表1所示。可以看出，实施例1相对未经处理的脱细胞小肠粘膜下层材料，其拉伸断裂强度显著提高，同时断裂伸长率没有明显下降；B组样品仅用丝素蛋白复合形成物理交联的互穿网络结构，其拉伸断裂强度和断裂伸长率均有提高，但程度较小；C组样品仅用EDC对脱细胞小肠粘膜下层材料进行化学交联，其拉伸断裂强度有较大程度提高，但断裂伸长率急剧降低，材料失去韧性。
表、各样品组拉伸断裂强度和断裂伸长率结果。
| 实验组 | A组 | B组 | C组 | D组 | E组 |
| 拉伸断裂强度（N/cm） | 5.1±1.2 | 3.2±0.8 | 4.3±0.6 | 62.8±9.6 | 2.1±0.5 |
| 断裂伸长率（%） | 43.3±4.3 | 53.1±7.1 | 11.8±2.7 | 42.5±4.5 | 45.7±5.2 |
剥离试验：
取实施例4样品沿纵向裁剪成哑铃状，长度为6cm，最窄处宽度为8mm。浸泡于生理盐水中充分浸润后沿中间剥离出1cm后固定于万能材料试验机夹具上，以20mm/min的速率剥离。测得过程平均剥离力为3.9N/cm。
实施例8
体外降解实验：
使用I型胶原酶分别处理实施例1所得样品和未经处理的脱细胞小肠粘膜下层材料。将各样品裁剪成2×2cm的正方形，浸泡于含I型胶原酶10U/ml的磷酸盐缓冲液中，样品与酶溶液的比例为10：1（mg:ml），置于37℃恒温箱中，分别在2h、4h、6h、8h、10h、12h取出残留样品烘干称重，计算降解率，结果如图2所示。可以看出，实施例1样品相比未经处理的脱细胞小肠粘膜下层材料抗酶解能力明显增强。
实施例9
细胞实验：
将实施例4所得丝素蛋白与脱细胞基质复合材料裁剪为直径为8mm的圆片，辐照灭菌后置于48孔板中，加入含10%胎牛血清的DMEM培养基400μl充分浸润复合材料。取L929细胞接种于装有材料的孔中，每孔接种细胞数量约2×105个，每2~3天更换一次培养基。在接种后的第1、3、7、14、21天取样用CCK-8试剂盒检测活细胞的数量，结果如图3所示，活细胞的数量持续增长，表明复合材料能够有效地支持L929细胞的生长和增殖。
实施例10
动物实验：
以体重200g左右的SD大鼠构建腹壁缺损模型。麻醉后在腹部手术制造1cm×1cm的腹壁部分缺损，以实施例4所得丝素蛋白与脱细胞基质复合材料作为实验组，以真空压制法制备的8层脱细胞猪小肠黏膜下层材料作为对照组，分别将上述材料裁剪至缺损相同面积大小进行修复。分别于术后2、4、8、16周随机取材进行大体及组织学观察。结果显示实验组和对照组均能达到良好的修复效果。同时观察到对照组材料在8周时基本降解，实验组材料降解时间更长，在8周时仍然可见部分材料。HE染色的结果显示在2周后均存在轻微的炎症反应，但在4周后明显缓解，8周后基本无炎症反应。Masson染色结果显示实验组和对照组在4周时修复区有胶原沉积，到8周时已形成大量排列规整的胶原纤维。总体来说，实验组对大鼠腹壁缺损的修复效果与对照组相近。
Claims (8)
1.一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料，其特征在于：该复合材料包含脱细胞基质材料和丝素蛋白，其中丝素蛋白占复合材料干重的质量分数为5%~50%；所述复合材料包含1~8层脱细胞基质材料，厚度为100~3000μm；
所述脱细胞基质材料为动物组织经过脱细胞工艺处理除去了会引起免疫反应的细胞、DNA、α-gal抗原物质得到的；其中的动物组织为真皮、心包膜、小肠粘膜下层、膀胱基底膜或腹腔大网膜的一种；
所述丝素蛋白为蚕丝经脱丝胶和再生处理后得到的可溶性丝素蛋白；丝素蛋白的分子量为10~150kDa；
所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将脱细胞基质材料浸泡于丝素蛋白溶液中，浸泡时间为10~60min；丝素蛋白溶液的浓度为10~150mg/ml；丝素蛋白溶液的pH为3.0~6.0；
（2）将步骤（1）所得充分吸收丝素蛋白溶液的脱细胞基质材料置于模具中单层平铺或叠加多层；
（3）将步骤（2）所得单层平铺或叠加多层的材料密封后置于温度为30~37℃，时间为2~48h；使其中的丝素蛋白凝胶化，材料初步成型；
（4）将步骤（3）所得的初步成型的材料浸泡于含有交联剂的水溶液中；
（5）将步骤（4）所得交联定型的材料用纯化水清洗后冷冻干燥。
2.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于步骤（2）所述的充分吸收丝素蛋白溶液的脱细胞基质材料的叠加层数为2~8层；步骤（4）中所述交联剂为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）；交联剂的浓度为1~10mg/ml；交联时间为10~120min；所述动物组织为小肠粘膜下层。
3.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于所述动物组织的来源为猪、牛或羊。
4.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于所述蚕丝为桑蚕丝或柞蚕丝。
5.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于所述丝素蛋白的分子量为30~100kDa。
6.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于所述步骤（1）中丝素蛋白溶液的浓度为30~100mg/ml。
7.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料，其特征在于所述步骤（1）中丝素蛋白溶液的的pH为4.0~5.0。
8.权利要求1所述丝素蛋白与脱细胞基质复合材料在用于非治疗目的的组织修复再生方面的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211135079.XA CN115382019A (zh) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211135079.XA CN115382019A (zh) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115382019A true CN115382019A (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=84127078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211135079.XA Pending CN115382019A (zh) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115382019A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101366979A (zh) * | 2008-09-03 | 2009-02-18 | 陕西瑞盛生物科技有限公司 | 一种组织补片及其制备方法 |
| CN109248341A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-22 | 北京航空航天大学 | 一种软组织修复补片及其制备方法 |
| CN110215540A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-09-10 | 盐城工业职业技术学院 | 一种具有三维有序及无序双网络结构的丝素/聚合物基管状支架及其制备和使用方法 |
| CN215915828U (zh) * | 2021-07-22 | 2022-03-01 | 西南大学 | 一种高强度再生蚕丝蛋白可降解组织修补片 |
| CN114848893A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-05 | 大连医科大学 | 一种结合丝素蛋白的猪去细胞化小肠黏膜下层细胞外基质水凝胶及制备方法与应用 |
-
2022
- 2022-09-19 CN CN202211135079.XA patent/CN115382019A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101366979A (zh) * | 2008-09-03 | 2009-02-18 | 陕西瑞盛生物科技有限公司 | 一种组织补片及其制备方法 |
| CN109248341A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-22 | 北京航空航天大学 | 一种软组织修复补片及其制备方法 |
| CN110215540A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-09-10 | 盐城工业职业技术学院 | 一种具有三维有序及无序双网络结构的丝素/聚合物基管状支架及其制备和使用方法 |
| CN215915828U (zh) * | 2021-07-22 | 2022-03-01 | 西南大学 | 一种高强度再生蚕丝蛋白可降解组织修补片 |
| CN114848893A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-05 | 大连医科大学 | 一种结合丝素蛋白的猪去细胞化小肠黏膜下层细胞外基质水凝胶及制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 鲁兴萌: "《蚕桑高新技术研究与进展》", 30 September 2012, 中国农业大学出版社, pages: 431 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1088382C (zh) | 医用材料及其制备方法 | |
| WO2017148255A1 (zh) | 一种修复区稳固的复合软组织修复材料 | |
| JPH11508151A (ja) | 膀胱再建方法及び膀胱再建用組織グラフト | |
| CN102462561A (zh) | 一种sis软组织修复补片及其制备方法 | |
| CN107050519B (zh) | 复层可吸收生物膜的制备方法 | |
| CN101366979B (zh) | 一种组织补片及其制备方法 | |
| CN1149498A (zh) | 医用材料及其制造方法 | |
| CN202283366U (zh) | 一种sis软组织修复补片 | |
| CN102188747A (zh) | 一种含有plga加强网的复合型组织工程支架及其制备方法和应用 | |
| CN110812529B (zh) | 一种可注射水凝胶及其制备方法 | |
| Ayala et al. | Evaluation of a bioengineered construct for tissue engineering applications | |
| CN110152055A (zh) | 海藻酸胺化衍生物/细菌纤维素纳米晶复合凝胶构筑的功能性药物缓释医用敷料 | |
| JP4273450B2 (ja) | 組織再生用基材、移植用材料及びそれらの製法 | |
| CN107715181B (zh) | 一种可生物降解的组织工程皮肤支架的制备方法 | |
| CN110743044B (zh) | 一种口腔科骨引导再生胶原膜及其制备方法 | |
| US20160143726A1 (en) | Process for Preparing Tissue Regeneration Matrix | |
| CN104189955A (zh) | 可降解人羊膜与牛背腱复合的硬脑膜修补支架及制备方法 | |
| CN115382019A (zh) | 一种丝素蛋白与脱细胞基质的复合材料及其制备方法 | |
| CN1887359A (zh) | 琼脂/胶原皮肤创伤修复敷料及其制备方法和应用 | |
| JPWO2003094985A1 (ja) | 人工細胞外マトリックス及びその製造方法 | |
| US10052400B2 (en) | Method for preparing neutralized matrix of non-antigenic collagenous material | |
| CN115025296A (zh) | 一种引导组织再生的口腔修复膜及其制备方法和相关试剂盒 | |
| CN113827785A (zh) | 一种新型可吸收生物膜的制备方法 | |
| CN112826983A (zh) | 一种心脏脱细胞基质修饰仿生膜及其制备和应用 | |
| EP4393522A1 (en) | Implant for the reconstruction of the urinary bladder, the method of its preparation and the scaffold for the implant for the reconstruction of the urinary bladder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |