專利名稱：多孔絲素支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物材料，尤其涉及一種多孔絲素支架的制備方法，應(yīng)用于組織工程和組織修復(fù)。
背景技術(shù)：
隨著組織工程發(fā)展，組織器官缺損的治療從器官移植進入器官制造的新時代。我國是蠶絲大國，蠶絲的來源豐富，蠶絲經(jīng)過脫膠制得的絲素蛋白具有無毒、無刺激、良好的生物相容性、獨特的力學(xué)性等優(yōu)點，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，基于細胞大小和遷移的需要，孔徑大于100 μ m大小可控，且孔與孔之間相互聯(lián)通是組織工程對支架材料的基本要求，科研工作者相繼研發(fā)報道出了一系列多孔絲素支架的制備技術(shù)，目前用絲素纖維制備再生絲素溶液報道較多的是利用冷凍干燥法、反復(fù)凍融、顆粒浙濾致孔法將絲素溶液制備成絲素多孔支架材料。David L. Kaplan等研究團隊對用絲素溶液制備三維多孔支架研究較多，曾報道過利用不同粒徑的NaCl顆粒作為致孔劑結(jié)合冷凍干燥技術(shù)、及有機溶劑(六氟異丙醇)的作用，制備了具有不同孔徑大小的多孔絲素蛋白支料。所制備的支架材料的孔徑隨加入的鹽顆粒致孔顆粒大小而變化，孔隙率在90%以上。Lorenz Meinel等，也是采用粒子浙濾配合冷凍干燥法制備多孔絲素支架，以 200-300 μ m石蠟顆粒為致孔劑熔融建模后再填充絲素溶液凍干，接著經(jīng)過甲醇或水蒸氣處理絲素向β-折疊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，最后用正己烷浸泡處理將致孔劑濾出得到空隙率到90%以上多孔絲素支架。上述技術(shù)的缺點在于很難控制顆?？紫堕g的連通性，而且因致孔劑的多分散性使得絲素不均勻滲透最終導(dǎo)致力學(xué)性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種多孔絲素支架的制備方法，利用該制備方法獲得的多孔絲素支架的孔的尺寸及孔隙易調(diào)控，而且孔的有序度高、空隙間連通性好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種多孔絲素支架的制備方法，尤其是，包括如下步驟(1)制備絲素溶液；(2)制備絲素支架模板將致孔劑微球分散在溶劑中并使得致孔劑微球有序排列，然后通過干燥處理獲得絲素支架模板，所述致孔劑微球為尺寸均勻的PS微球或PMMA微球；(3)將絲素溶液注入到絲素支架模板中，然后通過干燥固化獲得支架；(4)去除支架中的致孔劑微球，干燥后得到多孔絲素支架。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(3)中，絲素溶液在注入到絲素支架模板中之前需要經(jīng)醇處理。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述醇為正丁醇。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(3)中還包括通過抽真空或加電場方法使絲素溶液進入致孔劑微球空隙中的過程。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟O)中致孔劑微球的有序排列是通過離心、超聲或致孔劑微球的自組裝來實現(xiàn)。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟中通過將支架浸泡在四氫呋喃中去除致孔劑微球。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(2)中，致孔劑微球在有序排列后還包括加熱熔融的過程。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述加熱熔融的過程中，加熱的溫度為35 80°C，加熱時間為0. 5 8小時。本發(fā)明提供了一種多孔絲素支架的制備方法，采用尺寸均勻的PS微球或PMMA微球作為致孔劑以制備絲素支架模板，由于PS微球或PMMA微球尺寸的可控性，所以可以對多孔絲素支架中的孔及孔隙進行調(diào)控，而且所獲得孔的有序度高，孔隙間的連通性較好。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例中多孔絲素支架制備方法的方框圖；圖2為本發(fā)明實施例中多孔絲素支架制備流程的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例1制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例1制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的放大示意圖；圖5為本發(fā)明實施例1制備的多孔絲素支架在電子顯微鏡下的截面示意圖；圖6為本發(fā)明實施例2制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。參圖1所示，本發(fā)明實施例公開了一種多孔絲素支架的制備方法，包括如下步驟(1)制備絲素溶液；(2)制備絲素支架模板將致孔劑微球分散在溶劑中并使得致孔劑微球有序排列，然后通過干燥處理獲得絲素支架模板，所述致孔劑微球為尺寸均勻的PS微球或PMMA微球；(3)將絲素溶液注入到絲素支架模板中，然后通過干燥固化獲得支架；
(4)去除支架中的致孔劑微球，干燥后得到多孔絲素支架。步驟(1)中絲素溶液的制備，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)手段。絲素溶液可以指的是絲素蛋白溶液，也可以為絲素蛋白溶液與膠原蛋白溶液的混合體。絲素蛋白溶液的制備原理將蠶絲經(jīng)脫膠、溶解、透析而得到一定質(zhì)量濃度的絲素蛋白溶液。膠原蛋白溶液的制備原理將膠原溶解到一定質(zhì)量濃度的乙酸溶液中，從而獲得一定質(zhì)量濃度的膠原蛋白溶液。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟O)中，溶劑優(yōu)選為乙醇， 其目的是為了使得致孔劑微球均勻分散。易于想到，本發(fā)明實施例中，溶劑不限于乙醇，也可以為其他溶劑，比如水。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(2)中，致孔劑微球的有序排列是通過離心、超聲或致孔劑微球的自組裝來實現(xiàn)。其具體可以描述如下對于幾個微米、尺寸均勻的致孔劑微球，微球可以在毛細壓力和靜電斥力的作用下實現(xiàn)排列均勻的自組裝；對于直徑為幾十個微米及以上的致孔劑微球，要借助外力(如超聲、離心手段)來實現(xiàn)。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(3)中，絲素溶液在注入到絲素支架模板中之前需要經(jīng)醇處理。醇處理可以避免致孔劑微球在固化(通常手段為冷凍)的過程中絲素形成片狀結(jié)構(gòu)，而是將其保持為球形小孔。所述醇優(yōu)選為正丁醇。所述步驟中還包括去除正丁醇的過程。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(3)中還包括通過抽真空或加電場方法使絲素溶液進入致孔劑微球空隙中的過程。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟中通過將支架浸泡在四氫呋喃中去除致孔劑微球。四氫呋喃可以用以溶解PS微球或PMMA微球。PS微球或PMMA 微球的去除也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的其他物質(zhì)進行溶解。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述步驟(2)中，致孔劑微球在有序排列后還包括加熱熔融的過程。熔融可以讓致孔劑微球能有一定的粘連，這樣便于在相鄰微球之間形成連通的孔洞，即可以使制成的孔之間連通。優(yōu)選的，在上述多孔絲素支架的制備方法中，所述加熱熔融的過程中，加熱的溫度為35 80°C，加熱時間為0. 5 8小時。PS微球或PMMA微球可以自己制備，也通過在市場上采購獲得。參圖2所示，多孔絲素支架的制備流程可以描述如下(1)標(biāo)號1 將致孔劑微球分散在溶液中；(2)標(biāo)號2 經(jīng)過超聲、離心、自組裝等手段使得致孔劑微球排列比較規(guī)整，干燥后制得模板；(3)標(biāo)號3 往模板中澆注絲素溶液；(4)標(biāo)號4 絲素溶液與致孔劑微球一同干燥固化；(5)標(biāo)號5 去除致孔劑，干燥后獲得多孔絲素支架。為了進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。實施例11、制備絲素溶液將蠶絲用0. 5% (w/w)的NaHCO3沸煮45min脫膠，用蒸餾水洗滌 4-5次，然后浸入10 M LiBr溶液中在40-80°C下溶解lh，最后用透析袋(MWC0 6-8000)透析3天，除雜后獲得絲素溶液，放在4°C冰箱中保存?zhèn)溆谩?、制備絲素支架模板2. 1、分散聚合法制備PS微球。將2. 50g聚乙烯吡咯烷酮溶解于27ml無水乙醇中， 加入四口燒瓶中。通氮氣，機械攪拌30min。稱取偶氮二異丁腈0.35g，溶解于10. OOg苯乙烯中，再量取Iml去離子水，將上述溶液緩慢加入到反應(yīng)器中。升溫至70°C聚合，反應(yīng)10h。 產(chǎn)物經(jīng)離心分離、多次水洗、干燥，獲得直徑約為3 μ m的PS微球。2. 2、將PS微球分散在乙醇溶液中，通過自組裝方式使得PS微球有序排列，50°C烘干他，獲得絲素支架模板。3、將絲素溶液注入到絲素支架模板中，抽真空處理，然后通過干燥獲得支架。4、將支架在乙醇溶液中浸泡lh，再用四氫呋喃浸泡12h，然后用去離子水清洗、晾干，獲得多孔絲素支架。參圖3和圖4所示，分別為實施例1制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的示意圖以及實施例1制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的放大示意圖。由圖3和和圖4可看出，在實施例1制備的絲素的支架模板中，PS微球有序排列。參圖5所示，為實施例1制備的多孔絲素支架在電子顯微鏡下的截面示意圖。由圖5可以看出，在實施例1制備的多孔絲素支架中，孔的排列有序度高，每個孔的側(cè)壁穿透有三個微孔，微孔實現(xiàn)了鄰近之間孔的連通。實施例21、制備絲素溶液將蠶絲用0. 5% (w/w)的NaHCO3沸煮45min脫膠，用蒸餾水洗滌 4-5次，然后浸入10 M LiBr溶液中在40-80°C下溶解lh，最后用透析袋(MWC0 6-8000)透析3天，除雜后獲得絲素溶液，放在4°C冰箱中保存?zhèn)溆谩?、制備絲素支架模板將尺寸均勻的PMMA微球分散在乙醇溶液中，超聲10s，35°C 烘干他，獲得絲素支架模板。3、將絲素溶液注入到絲素支架模板中，抽真空處理，然后通過凍干獲得支架。4、將支架在乙醇溶液中浸泡lh，再用丙酮或四氫呋喃浸泡Mh，然后用去離子水清洗、凍干，獲得多孔絲素支架。參圖6所示，為實施例2制備的絲素支架模板在電子顯微鏡下的示意圖。由圖6 可以看出，PMMA微球排列有序。實施例31、制備絲素溶液將蠶絲用0. 5% (w/w)的NaHCO3沸煮45min脫膠，用蒸餾水洗滌 4-5次，然后浸入10 M LiBr溶液中在40-80°C下溶解lh，最后用透析袋(MWC0 6-8000)透析3天，除雜后獲得絲素溶液，放在4°C冰箱中保存?zhèn)溆谩?、制備絲素支架模板將直徑為136 μ m且尺寸均勻的PS微球分散在乙醇溶液中， 超聲10s，IOOrpm離心lOmin，80°C烘干0. 5h，獲得絲素支架模板。3、將絲素溶液注入到絲素支架模板中，抽真空處理，然后通過凍干獲得支架。
4、將支架在乙醇溶液中浸泡lh，再用四氫呋喃浸泡Mh，然后用去離子水清洗、凍干，獲得多孔絲素支架。實施例1所獲得的多孔絲素支架孔徑較小。實施例2、3所獲得的多孔絲素支架孔徑較大。綜上所述，本發(fā)明提供的一種多孔絲素支架的制備方法，采用尺寸均勻的PS微球或PMMA微球作為致孔劑以制備絲素支架模板，由于PS微球或PMMA微球尺寸的可控性，所以可以對多孔絲素支架中的孔及孔隙進行調(diào)控，而且所獲得孔的有序度高，孔隙間的連通性較好。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
權(quán)利要求
1.一種多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)制備絲素溶液；(2)制備絲素支架模板將致孔劑微球分散在溶劑中并使得致孔劑微球有序排列，然后通過干燥處理獲得絲素支架模板，所述致孔劑微球為尺寸均勻的PS微球或PMMA微球；(3)將絲素溶液注入到絲素支架模板中，然后通過干燥固化獲得支架；(4)去除支架中的致孔劑微球，干燥后得到多孔絲素支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，絲素溶液在注入到絲素支架模板中之前需要經(jīng)醇處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述醇為正丁醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述步驟C3)中還包括通過抽真空或加電場方法使絲素溶液進入致孔劑微球空隙中的過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述步驟( 中致孔劑微球的有序排列是通過離心、超聲或致孔劑微球的自組裝來實現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中通過將支架浸泡在四氫呋喃中去除致孔劑微球。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述步驟O)中，致孔劑微球在有序排列后還包括加熱熔融的過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多孔絲素支架的制備方法，其特征在于，所述加熱熔融的過程中，加熱的溫度為35 80°C，加熱時間為0. 5 8小時。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種多孔絲素支架的制備方法，包括如下步驟(1)制備絲素溶液；(2)制備絲素支架模板將致孔劑微球分散在溶劑中并使得致孔劑微球有序排列，然后通過干燥處理獲得絲素支架模板，所述致孔劑微球為尺寸均勻的PS微球或PMMA微球；(3)將絲素溶液注入到絲素支架模板中，然后通過干燥固化獲得支架；(4)去除支架中的致孔劑微球，干燥后得到多孔絲素支架。本發(fā)明采用尺寸均勻的PS微球或PMMA微球作為致孔劑以制備絲素支架模板，由于PS微球或PMMA微球尺寸的可控性，所以可以對多孔絲素支架中的孔及孔隙進行調(diào)控，而且所獲得孔的有序度高，孔隙間的連通性較好。
文檔編號C08L89/00GK102492164SQ20111043554
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者廖銀琳, 張克勤 申請人:蘇州大學(xué)