本發明專利技術提供了一種用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜的制備方法。以生長因子、多肽、蛋白質等生物活性分子為模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸鈉為基體，以水溶性高分子或無機鹽為致孔劑，采用綠色環保的水相印跡方法，制備厚度可控制在20-1000μm的分子印跡多孔凝膠膜。本發明專利技術方法操作簡單，不使用任何有毒有害溶劑，使用的材料本身生物相容性好，可以根據細胞培養的需要，獲得對不同模板分子具有識別和緩釋性能的細胞培養多孔凝膠膜支架，用于調控細胞的生長，在組織工程領域有很好的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于功能材料和生物材料領域。
技術介紹
組織工程學應用細胞生物學和工程學原理和方法，從認識正常和病理組織結構和功能的關系出發，研究開發生物替代品，以恢復、維持或改善受損組織和器官的形態和功能，達到修復重建的目的。組織工程學的關鍵技術之一是制備具有生物相容性且可降解吸收的細胞支架。水凝膠為在水中溶脹并保持大量水分而又不溶解的聚合物，與充盈有大量水性液體的機體組織極其相似。柔軟、潤濕的表面以及與組織的親和大大減少了材料對周圍組織的刺激性，使得水凝膠聚合物具有良好的生物相容性。因此，水凝膠作為組織工程細胞支架材料被大量使用功能高分子學報，2004，04 :689-697。 海藻酸鈉是一種從褐藻中提取出的陰離子線性多糖，它極易和二價陽離子如Ca2+鍵合形成水凝膠，并且離子交聯的海藻酸鹽水凝膠具有反應條件溫和，簡單易行，且可注射、原位凝膠化等優點，因其生物相容性、低毒性和相對低廉的價格而被廣泛地研究應用于藥物釋放體系和組織工程領域。Yan等用Ca2+交聯海藻酸鈉_明膠形成水凝膠，并用細胞組裝機將肝細胞種植于凝膠中形成細胞-凝膠三維結構，細胞能夠在凝膠中保持活性長達12天并正常表達其生物功能化工進展，2008，11 :1743-1749。Paige等研究緩慢聚合的海藻酸鈣水凝膠作為可注射軟骨細胞的載體。他們把剛從牛前肢取得的關節軟骨細胞與海藻酸鹽水溶液混合，然后注射到無胸腺小鼠體內。6周后，在注射部位附近取下新形成的組織，進行組織學分析，結果表明有透明軟骨的形成暨南大學，2008，博士論文。由于其很強的親水性，海藻酸鹽對蛋白質吸附較差，缺乏細胞特異性作用位點。Chone課題組研究了經冷凍干燥法制備的由Ca2+交聯形成的海藻酸鹽多孔支架，由于對細胞的粘附力差，在植入肝細胞體外培養24小后發現90%的細胞發生團聚，細胞成球形，但繼續培養4天后，細胞分泌纖維粘連蛋白，表明盡管肝細胞不粘附于海藻酸鹽水凝膠，但細胞能正常表達其功能。許多研究者對海藻酸進行改性，如Mooney課題組將RGD共價鍵合到海藻酸鹽凝膠以改進其對細胞的粘附性，促進其增殖Biomaterials，1999，20 :45_53。Glickli S等人制備出具有相互貫穿多孔海綿結構的海藻酸鈉水凝膠，將它作為肝細胞組織工程的三維支架材料，提高了肝細胞的聚集性，從而為提高細胞活性以及合成纖連蛋白能力提供了良好的環境。分子印跡聚合物因制備簡單、穩定性好、且具有分子識別功能使其在色譜分離、固相萃取、化學傳感、模擬酶催化、藥物緩釋等方面有了廣泛的應用。目前，其對小分子的特異識別作用的研究已經取得了很大的進步，例如氨基酸類、糖及其衍生物和藥物等。但是關于生物大分子的印跡，如多肽、蛋白質的研究，遠不如小分子印跡研究的系統和深入。蛋白質分子印跡聚合物由于在醫學診斷、生物分離及藥物傳遞等領域的潛在應用前景而成為當前研究的熱點化學進展.2008，20 (8) :957-968。由于蛋白質分子體積龐大、容易變性、空間結構十分復雜，對蛋白質大分子印跡的研究思路和實驗手段都還處于摸索階段。近年來，人們越來越多地用聚合物水凝膠來進行蛋白質分子印跡的研究。水凝膠的精巧結構使其能在外界PH值、離子強度、溫度等因素的刺激下表現出反復的溶脹變化。相對于硬質的材料，水凝膠更適于蛋白質的印跡。海藻酸鹽溫和的凝膠條件有利于保持生長因子和蛋白質的生物活性，海藻酸鹽凝膠的軟濕特性有利于生長因子和蛋白質保持其構象、有利于模板分子的洗脫和識別過程中對模板分子的再吸附，海藻酸鹽凝膠對于環境參數諸如離子強度、PH值等的可響應性也給分子印跡海藻酸鹽凝膠的設計參數提供了較寬的選擇余地。直接采用帶有功能基團的天然聚合物海藻酸鈉代替傳統分子印跡體系中的功能單體，簡化了印跡聚合物的合成過程。張鳳菊等首次以海藻酸鹽為大分子單體制備了 BSA印跡水凝膠，但是只用海藻酸鹽做印跡材料，其印跡效率較低Reactive and Functional Polymers, 2006,66, (7)712-719。趙孔銀等制備了蛋白質印跡聚丙烯酸/海藻酸鈣、磷酸/海藻酸鈣雜化凝膠微球200710057640. 6,200710057639. 3，然而在制備過程中需要用到有機物和分散劑，可能引起蛋白質的變性，而殘留的有機物和分散劑不利于生物領域的應用。Peppas等采用針管將BSA與海藻酸鈉的混合溶液滴加入氯化鈣溶液中，不使用任何有機溶劑，制備了包埋BSA的膠囊Ind. Eng. Chem. Res. 2010，49，9811-9814，在隨后的研究中，他們以BSA與海藻酸鈉的混合溶液在平面皿中自然延流程成膜，得到厚度在3mm左右的海藻酸鈣分子印跡膜，發現其對模板BSA具有較好的緩釋效果Journal of Biomaterials Science, 2011, 22 1523-1534。但是P印pas等制備的膜厚度不均勻，膜上也沒有孔，不利于細胞的培養。目前，絕大部分的分子印跡聚合物都是以微球的形式存在，而近年來結合了新興分子印跡技術的預定性、選擇性和專一性與傳統膜技術的穩定性、連續性和節能性的優點的分子印跡膜成為分離、催化和傳感等領域的研究熱點之一，具有良好的科學和應用前景華東理工大學，2010，博士論文。專利CN200910273432. 9報道了一種蛋白質分子印跡膜的方法，可用于檢測蛋白質的 顯色芯片。由于分子印跡膜具有不需要有機物分散劑，易于操作和在膜表面形成細胞片層等優勢，可能成為將來組織工程培養的支架材料。但是目前還沒有見到用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜的報道。本專利技術以生長因子、多肽、蛋白質等生物活性分子為模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸鈉為基體，以水溶性高分子或無機鹽為致孔劑，采用綠色環保的水相印跡方法，制備厚度可控制在20-1000 μ m的分子印跡多孔凝膠膜。本專利技術方法操作簡單，不使用任何有毒有害溶劑，使用的材料本身生物相容性好，可以根據細胞培養的需要，獲得對不同模板分子具有識別和緩釋性能的細胞培養多孔凝膠膜支架，用于調控細胞的生長，在組織工程領域有很好的應用前景。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術擬解決的技術問題是水凝膠膜厚度不可控、組織工程材料缺乏識別性和選擇緩釋能力等問題。本專利技術解決所述水凝膠膜厚度不可控、組織工程材料缺乏識別性和選擇緩釋能力等問題的技術方案是設計一種用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜。本專利技術提供了，其特征是包括以下步驟a)配制質量百分比為1% -5%的海藻酸鈉、質量百分比為0-5%的改性劑、質量百分比為0-5%的模板分子和質量百分比為0-3%的致孔劑的混合水溶液，靜置消泡后待用；同時配制質量百分比濃度為O. 5% -15%的氯化鈣水溶液；b)取步驟a)得到的含改性劑、模板分子和致孔劑的海藻酸鈉混合水溶液l_5g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入步驟a)配制的氯化鈣水溶液中，繼續浸泡O. 5-12小時，用去離子水沖洗3-5遍，得到包埋模板分子的海藻酸鈣基凝膠膜；c)將步驟b)得到的包埋模板分子的海藻酸鈣基凝膠膜用去離子水振蕩洗脫8-48小時，除去水溶性本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜的制備方法，其特征是以生長因子、多肽、蛋白質等生物活性分子為模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸鈉為基體，以水溶性高分子或無機鹽為致孔劑，采用綠色環保的水相印跡方法，制備厚度可控的分子印跡多孔凝膠膜，可以根據細胞培養的需要，獲得對不同模板分子具有識別和緩釋性能的細胞培養多孔凝膠膜支架，用于調控細胞的生長。
【技術特征摘要】
1.一種用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜的制備方法，其特征是以生長因子、多肽、 蛋白質等生物活性分子為模板分子，以具有良好生物相容性并可降解吸收的天然高分子海藻酸鈉為基體，以水溶性高分子或無機鹽為致孔劑，采用綠色環保的水相印跡方法，制備厚度可控的分子印跡多孔凝膠膜，可以根據細胞培養的需要，獲得對不同模板分子具有識別和緩釋性能的細胞培養多孔凝膠膜支架，用于調控細胞的生長。2.如權利要求1所述的一種用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜的制備方法，其特征是包括以下步驟a)配制質量百分比為1%-5%的海藻酸鈉、質量百分比為0-5%的改性劑、質量百分比為0-5%的模板分子和質量百分比為0-3%的致孔劑的混合水溶液，靜置消泡后待用；同時配制質量百分比濃度為O. 5% -15%的氯化鈣水溶液；b)取步驟a)得到的含改性劑、模板分子和致孔劑的海藻酸鈉混合水溶液l_5g，倒入表面干潔的平放的玻璃片上，用厚度為20-1000 μ m的刮膜棒刮平，形成均勻厚度的膜，然后立即連同玻璃片一起浸泡入步驟a)配制的氯化鈣水溶液中，繼續浸泡O. 5-12小時，用去離子水沖洗3-5遍，得到包埋模板分子的海藻酸鈣基凝膠膜；c)將步驟b)得到的包埋模板分子的海藻酸鈣基凝膠膜用去離子水振蕩洗脫8-48小時，除去水溶性高分子致孔劑，用pH = 2-4的稀鹽酸浸泡8-24小時除去無機鹽致孔劑，然后用洗脫液振蕩洗脫8-48小時除去模板分子，得到分子印跡海藻酸鈣基多孔凝膠膜；d)將步驟c)得到的分子印跡海藻酸鈣基多孔凝膠膜經過交聯劑增強處理和滅菌消毒處理，得到用于組織工程的分子印跡多孔凝膠膜。3.如權利要求1所述的一種用于組織工程的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙孔銀，林貝貝，闞伯紅，范文佳，王霞，
申請(專利權)人：天津工業大學，
類型：發明
國別省市：
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