促血管化组织再生的支架材料及其制备方法与流程

本发明涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种促血管化组织再生的支架材料及其制备方法。

背景技术：

机体组织的损伤修复和再生急需新生血管提供营养物质，支持相关细胞的生存并维持细胞正常功能，组织的再生与重建往往基于丰富的毛细血管网络系统。血管网的生成对预防缺氧、防止细胞凋亡和组织坏死至关重要。受损组织的再生修复速度、成败和质量通常取决于早期血管化程度。特别是对一些愈合时间长、愈合过程难的疾病如慢性创面，微血管网的快速构建可以逆转创面缺血、缺氧和降低感染，引导创面往愈合的方向发展。

然而，目前市场上的组织修复产品(如真皮支架)内部血管化时间较长，增加了病人的治疗周期和临床周转压力，从而增加了治疗成本。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种能够促进血管化以及组织再生的支架材料。

另，还有必要提供一种所述支架材料的制备方法。

本发明提供一种促血管化组织再生的支架材料，包括光敏化高分子材料以及与所述光敏化高分子材料复合的多肽纳米纤维材料，所述光敏化高分子材料包括蛋白质和多糖中的至少一种，所述多肽纳米纤维材料用于促进血管化再生。

本发明还提供一种所述促血管化组织再生的支架材料的制备方法，包括以下步骤：

将天然高分子材料以及甲基丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物溶于溶剂中反应，处理后得到光敏化高分子材料粉体；

提供多肽材料粉体，将所述多肽材料粉体溶于去离子水中，调节ph后形成多肽纳米纤维水凝胶；

将所述光敏化高分子材料粉体与所述多肽纳米纤维水凝胶混合，得到复合浆料；以及

打印并光照所述复合浆料，从而得到所述促血管化组织再生的支架材料。

本发明中的所述多肽纳米纤维材料具有促血管化再生的功能，从而使得所述述促血管化组织再生的支架材料能够有效促进血管再生和组织再生，有效促进软、硬组织缺损的再生修复，实现快速愈合的目标。

附图说明

图1是本发明较佳实施例提供的促血管化组织再生的支架材料的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例1制备的促血管化组织再生的支架材料对真皮组织缺损修复后的免疫组化染色图。

图3是本发明对比例制备的促血管化组织再生的支架材料对真皮组织缺损修复后的免疫组化染色图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明较佳实施例提供一种促血管化组织再生的支架材料，包括光敏化高分子材料以及与所述光敏化高分子材料复合的多肽纳米纤维材料。所述支架材料具有多个通孔，所述通孔之间相互连通。其中，所述通孔的孔径为100-1000微米。

所述光敏化高分子材料包括蛋白质和多糖中的至少一种。具体地，所述光敏化高分子材料包括甲基丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物修饰改性的天然高分子材料。其中，所述天然高分子材料选自胶原、明胶、壳聚糖、琼脂糖、透明质酸以及海藻酸钠中的至少一种。

所述多肽纳米纤维材料用于促进血管化再生。所述多肽纳米纤维材料的氨基酸序列包括slslslslslslkgeetevtveglepg。即丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-赖氨酸-甘氨酸-谷氨酸-谷氨酸-苏氨酸-谷氨酸-缬氨酸-苏氨酸-缬氨酸-谷氨酸-甘氨酸-亮氨酸-谷氨酸-脯氨酸-甘氨酸。其中，所述氨基酸序列具有促进内皮细胞迁移及加速毛细血管网络再生的作用。

请参阅图1，本发明较佳实施例还提供一种所述促血管化组织再生的支架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤s11，将天然高分子材料以及甲基丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物溶于溶剂中反应，处理后得到光敏化高分子材料粉体。

具体地，将所述天然高分子材料溶于所述溶剂中至完全溶解，加热后缓慢滴加甲基丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物，反应一定时间后加磷酸缓冲液终止反应，透析后冷冻干燥。

其中，所述天然高分子材料包括胶原、明胶、壳聚糖、琼脂糖、透明质酸以及海藻酸钠中的至少一种。所述溶剂可为去离子水以及醋酸等。

本发明通过化学接枝的方式修饰所述天然高分子材料以得到所述光敏化高分子材料粉体，使得所述光敏化高分子材料粉体具有双键，从而使得所述光敏化高分子材料粉体能够在紫外光照射下迅速交联固化。

步骤s12，提供多肽材料粉体，将所述多肽材料粉体溶于去离子水中，调节ph后形成多肽纳米纤维水凝胶。

具体地，调节ph至5.5，静置过夜后自组装形成所述多肽纳米纤维水凝胶。

在本实施例中，可采用固相合成技术合成所述多肽材料粉体。具体地，按氨基酸顺序依次添加合成：丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-赖氨酸-甘氨酸-谷氨酸-谷氨酸-苏氨酸-谷氨酸-缬氨酸-苏氨酸-缬氨酸-谷氨酸-甘氨酸-亮氨酸-谷氨酸-脯氨酸-甘氨酸，清洗、透析以及冻干，得到所述多肽材料粉体。

其中，所述多肽材料粉体的氨基酸序列包括slslslslslslkgeetevtveglepg。其中，所述氨基酸序列具有促进内皮细胞迁移及加速毛细血管网络再生的作用。

步骤s13，将所述光敏化高分子材料粉体与所述多肽纳米纤维水凝胶混合，得到复合浆料。

具体地，可将所述光敏化高分子材料粉体溶于去离子水中，得到光敏化高分子溶液，并将所述光敏化高分子溶液与所述多肽纳米纤维水凝胶以一定比例混合，从而得到所述复合浆料。

其中，所述光敏化高分子溶液的浓度为1％-30％，所述多肽纳米纤维水凝胶的浓度为0.5％-5％。所述光敏化高分子溶液与所述多肽纳米纤维水凝胶体积比为99:1-50:50。

步骤s14，打印并光照所述复合浆料，从而得到所述促血管化组织再生的支架材料。

具体地，可通过3d打印机打印所述复合浆料。其中，所述光照可为紫外光照射。所述紫外光照射可使所述光敏化高分子材料粉体迅速交联固化。

其中，所述促血管化组织再生的支架材料包括光敏化高分子材料以及与所述光敏化高分子材料复合的多肽纳米纤维材料。

下面通过实施例对本发明进行具体说明。

实施例1

第一步，将质量为1g的明胶溶解在10ml的去离子水中，40℃加热，得到明胶溶液，向所述明胶溶液中缓慢滴加0.3ml的甲基丙烯酸酐，反应4小时后加40ml的pbs溶液终止反应，透析3天后冷冻干燥得到光敏化明胶粉体。

第二步，将所述光敏化明胶粉体溶于去离子中，配制成浓度为20％的光敏化明胶溶液。

第三步，按氨基酸顺序依次添加合成：丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸-赖氨酸-甘氨酸-谷氨酸-谷氨酸-苏氨酸-谷氨酸-缬氨酸-苏氨酸-缬氨酸-谷氨酸-甘氨酸-亮氨酸-谷氨酸-脯氨酸-甘氨酸，清洗、透析以及冻干后得到多肽材料粉体。

第四步，将所述多肽材料粉体溶解于去离子水中，配制成浓度为10mg/ml的溶液，调节ph至5.5后静置过夜，得到多肽纳米纤维水凝胶。

第五步，将所述光敏化明胶溶液与所述多肽纳米纤维水凝胶按体积比9:1混合，得到复合浆料。

第六步，将所述复合浆料转移至3d打印机打印针筒中，通过气压挤出的方式打印，从而得到促血管化组织再生的支架材料。

实施例2

第一步，将质量为2g的壳聚糖溶解在50ml的醋酸中，40℃加热，得到壳聚糖溶液，向所述壳聚糖溶液中缓慢滴加1ml的甲基丙烯酸酐，反应4小时后加200ml的pbs溶液终止反应，透析3天后冷冻干燥得到光敏化壳聚糖粉体。

第二步，将所述光敏化壳聚糖粉体溶于去离子中，配制成浓度为10％的光敏化壳聚糖溶液。

第三步，该步骤与实施例1中的第三步相同，具体请参考实施例1。

第四步，将所述多肽材料粉体溶解于去离子水中，配制成浓度为20mg/ml的溶液，调节ph至5.5后静置过夜，得到多肽纳米纤维水凝胶。

第五步，将所述光敏化壳聚糖溶液与所述多肽纳米纤维水凝胶按体积比8:2混合，得到复合浆料。

第六步，该步骤与实施例1中的第六步相同，具体请参考实施例1。

实施例3

第一步，将质量为1g的胶原溶解在80ml的醋酸中，40℃加热，得到胶原溶液，向所述胶原溶液中缓慢滴加0.3ml的甲基丙烯酸酐，反应4小时后加320ml的pbs溶液终止反应，透析3天后冷冻干燥得到光敏化胶原粉体。

第二步，将所述光敏化胶原粉体溶于去离子中，配制成浓度为5％的光敏化胶原溶液。

第三步，该步骤与实施例1中的第三步相同，具体请参考实施例1。

第四步，该步骤与实施例1中的第四步相同，具体请参考实施例1。

第五步，将所述光敏化胶原溶液与所述多肽纳米纤维水凝胶按体积比19:1混合，得到复合浆料。

第六步，该步骤与实施例1中的第六步相同，具体请参考实施例1。

对比例

将实施例1制备的光敏化明胶溶液转移至3d打印机打印针筒中，通过气压挤出的方式打印，从而得到明胶支架材料。

将实施例1-3获得的促血管化组织再生的支架材料进行测试，具体测试结果请参见表1。实施例1-3制备的所述支架材料均具有多个通孔，所述通孔之间相互连通。其中，实施例1-3制备的所述支架材料的所述通孔的孔径分别为500μm、300μm以及400μm。

将实施例1制备的所述促血管化组织再生的支架材料以及对比例制备的所述明胶支架材料分别进行cd31真皮组织修复，7天后进行免疫组化染色测试。请参阅图2和图3，由图可知，所述促血管化组织再生的支架材料的通孔中具有大量的毛细血管生成，所述明胶支架材料中则无毛细血管生成。由此可知，所述多肽纳米纤维材料可促进毛细血管的生成。

本发明中的所述多肽纳米纤维材料具有促血管化再生的功能，从而使得所述述促血管化组织再生的支架材料能够有效促进血管再生和组织再生，有效促进软、硬组织缺损的再生修复，实现快速愈合的目标。

以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。