一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111823569A(43)申请公布日2020.10.27(21)申请号201910233798.7B33Y10/00(2015.01)(22)申请日2019.03.26B33Y40/00(2020.01)(71)申请人复旦大学附属华山医院地址200031上海市静安区乌鲁木齐中路12号(72)发明人赵霞钟农萍董涛邵正中陈仲春(74)专利代理机构上海元一成知识产权代理事务所(普通合伙)31268代理人吴桂琴朱云峰(51)Int.Cl.B29C64/112(2017.01)B29C64/314(2017.01)B29C64/379(2017.01)A61F2/04(2013.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架及其制备方法和应用(57)摘要本发明属组织工程和医用材料领域，涉及基于丝素蛋白3D打印的适应支气管黏膜上皮生长的生物支架及其制备方法。本发明采用丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素作为支架材料，采用3D打印结合冷冻干燥技术，将支气管上皮细胞系(BEAS‑2B细胞)作为种子细胞，将BEAS‑2B细胞在多孔的3D打印的丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素支架上生长，制成3D打印的丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素支架。本发明的基于丝素蛋白3D打印的支架可用作气管缺损修补，能为组织工程化人工气管的研制提供有意义的参考。CN111823569ACN111823569A权利要求书1/2页1.一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，以丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素(SF/HPMC)触变性凝胶为支架材料，采用3D打印技术结合冷冻干燥法制成丝素蛋白/羟丙基羧甲基纤维素支架。2.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的丝素蛋白浓度为15-30wt％。3.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的羟丙基羧甲基纤维素浓度为10wt％。4.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，所述的丝素蛋白与所述羟丙基羧甲基纤维的质量比为9：1。5.按权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架，其特征在于，采用Na2CO3脱胶制备丝素蛋白溶液，所述Na2CO3脱胶的丝素蛋白溶液与羟丙基羧甲基纤维素形成触变性凝胶。6.权利要求1所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架的制备方法，其特征在于，其包括步骤，(1)制备丝素蛋白溶液a.将桑蚕茧置入0.5wt％Na2CO3溶液中煮沸,然后用去离子水反复清洗，将蚕丝放入40℃烘箱过夜烘干；b.溶丝：将脱胶的蚕丝放入60℃的LiBr溶液中，加热后，纱布过滤溶解的丝素蛋白溶液；c.透析：将丝素蛋白溶液倒入截留分子量14,000Da的透析袋中，去离子水透析，每天换水去除溶液中的LiBr，然后将透析的丝素蛋白溶液离心,再用纱布过滤上清液；称重法标定所述丝素蛋白的浓度为4wt％；d.浓缩：采用PEG(PEG20000)浓缩丝素蛋白溶液，将丝素蛋白溶液浓缩至浓度为33-34wt％；浓缩后，收集透析袋中浓缩的丝蛋白溶液；称重法标定后放入4℃冰箱储存备用；(2)制备HPMC溶液配制10wt％HPMC水溶液，称取HPMC粉末加入去离子水，搅拌溶解混匀，放入4℃冰箱储存备用；(3)制备SF/HPMC凝胶采用Na2CO3脱胶的法制备丝素蛋白溶液；将浓缩的丝素蛋白溶液用去离子水稀释至30wt％，将10wt％HPMC加入所述丝素蛋白溶液，其中HPMC与丝素蛋白的质量比为1：9，使混合液混匀，倒入3D打印机配备的料筒中，活塞密封料筒，置入70℃烘箱；(4)制备3D打印SF/HPMC支架将设计的输出格式为STL的模型文件导入3D打印机控制软件中；将装有30wt％SF/HPMC触变性凝胶的料筒置入打印机的喷头中，设置打印参数：针直径0.11-0.51mm、打印气压0.1-0.5MPa、打印速度15-60mms-1；当凝胶从喷头中喷出时，形成棒状丝样物，打印机喷头在打印平台上沿XY轴方向移动，完成第一层X轴后，打印机喷头沿Y轴上移打印第二层，反复逐层叠加，最终打印出设计的模型。7.按权利要求6所述基于丝素蛋白3D打印的生物支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，打印模型形状为圆形，直径15mm、厚度1.8mm、填充间距1.4mm；将打印的30wt％SF/HPMC凝胶支架放入-20℃冰箱冷冻24h,再放入冻干机冻干2天，最后将冻干的30wt％SF/2CN111823569A权利要求书2/2页HPMC支架放入75％乙醇浸泡1h，诱导SF/HPMC支架形成稳定的β折叠结构。3CN111823569A说明书1/5页一种基于丝素蛋白3D打印的生物支架及其制备方法和应用技术领域[0001