一种立体通孔明胶支架的制备方法及其应用与流程

本申请涉及生物医学材料，特别是涉及一种立体通孔明胶支架的制备方法及其应用。

背景技术：

1、组织缺损包括皮肤、肌肉、骨骼和椎间盘等组织缺损是临床常见问题。因此，如何有效实现组织缺损的再生修复是亟待解决的医学难题。生物材料和再生医学的发展为组织缺损的再生修复提供重大帮助，研究证实生物材料可以为组织缺损的再生修复提供良好的平台。随着再生医学的发展，生物材料联合干细胞对组织缺损展示出巨大修复潜力。

2、然而影响干细胞在生物支架材料上生长的因素有很多，其中细胞生长空间对细胞生长和代谢起至关重要作用。决定细胞生长空间的是支架材料的孔径、孔隙率以及孔的互通性，大孔对营养物质的输送和细胞的分化起到促进作用，而互相连通的小孔有利于细胞内信号传递和细胞间的相互作用。对于孔隙率而言，孔隙率过大容易使材料发生结构塌陷，孔隙率或者交通孔过小不利于细胞在材料内部生长和迁移。不同的细胞需要在不同的孔径、孔隙率和交通孔的材料上才能生长良好，而适合干细胞黏附和增殖的孔径、孔隙率和交通孔尚无统一观点。

3、基于此，本申请提出一种新的制备方法以改变生物支架材料的孔径、孔隙率和交通孔，以制得最适合负载干细胞的孔径、孔隙率和交通孔的新型立体通孔明胶支架，进而为组织缺损的修复提供新策略。

技术实现思路

1、本申请提供一种立体通孔明胶支架的制备方法及其应用，解决上述问题。

2、在本申请实施例第一方面提供一种立体通孔明胶支架的制备方法，所述方法包括：

3、步骤一、采用水浴加热法将药用明胶溶解后，得到预设浓度的明胶溶液；

4、步骤二、采用超声破碎仪对所述明胶溶液进行乳化处理，得到明胶乳液；

5、步骤三、将所述明胶乳液倒入预设模具中，在所述明胶乳液稳定预设时间后，-80℃冷冻固化，得到固化产物；

6、步骤四、采用低温冷冻干燥机真空干燥所述固化产物，得到干燥产物；

7、步骤五、采用戊二醛对所述干燥产物进行交联变性，得到交联产物；

8、步骤六、对所述交联产物进行多次清洗，冷冻干燥后，得到所述立体通孔明胶支架。

9、在本申请可选地一实施例中，在所述步骤一中，所述药用明胶的胶冻强度为250bloom/g，所述明胶溶液的预设浓度范围为2wt%-10wt%。

10、在本申请可选地一实施例中，在所述步骤二中，所述采用超声破碎仪对所述明胶溶液进行乳化处理的时间为30秒，所述超声破碎仪的超声功率为200瓦。

11、在本申请可选地一实施例中，在所述步骤三中，所述明胶乳液稳定的预设时间的范围为1分钟至4分钟。

12、在本申请可选地一实施例中，在所述步骤三中，所述冷冻固化的时间范围为3小时至6小时。

13、在本申请可选地一实施例中，在所述步骤四中，所述采用低温冷冻干燥机真空干燥所述固化产物的冷冻干燥的真空强度不大于10帕，真空干燥时间的范围为24小时至72小时。

14、在本申请实施例第二方面提供一种立体通孔明胶支架在制备组织缺损修复的支架中的应用，所述立体通孔明胶支架为上述第一方面中任一项所述的制备方法制备得到的，将所述立体通孔明胶支架作为干细胞载体，用于组织缺损修复。

15、在本申请可选地一实施例中，所述干细胞包括脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞或脐带间充质干细胞。

16、在本申请可选地一实施例中，将所述立体通孔明胶支架裁剪成不同形状和尺寸，应用于不同形状组织缺损的再生修复。

17、在本申请可选地一实施例中，所述立体通孔明胶支架的孔径范围为70微米至450微米，孔隙率范围为64.2%至97.7%，交通孔的孔径范围为30微米至185微米。

18、本申请包括以下优点：本申请提供了一种立体通孔明胶支架的制备方法及其应用，通过采用水浴加热法将药用明胶溶解后，得到预设浓度的明胶溶液；采用超声破碎仪对所述明胶溶液进行乳化处理，得到明胶乳液；将所述明胶乳液倒入预设模具中，在所述明胶乳液稳定预设时间后，-80℃冷冻固化，得到固化产物；采用低温冷冻干燥机真空干燥所述固化产物，得到干燥产物；采用戊二醛对所述干燥产物进行交联变性，得到交联产物；对所述交联产物进行多次清洗，冷冻干燥后，得到所述立体通孔明胶支架。通过上述制备方法可以得到具有最佳孔径、孔隙率和交通孔的立体通孔明胶支架，由于上述制备方法简单稳定且高效，适用于工业化生产。本申请制备具有适于干细胞负载的孔径、孔隙率和交通孔的新型立体通孔明胶支架，该立体通孔明胶支架既具有良好的止血性能，又适合作为脂肪间充质干细胞负载平台用于组织缺损的再生修复。

技术特征：

1.一种立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述药用明胶的胶冻强度为250bloom/g，所述明胶溶液的预设浓度范围为2wt%-10wt%。

3.根据权利要求1所述的立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述采用超声破碎仪对所述明胶溶液进行乳化处理的时间为30秒，所述超声破碎仪的超声功率为200瓦。

4.根据权利要求1所述的立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述明胶乳液稳定的预设时间的范围为1分钟至4分钟。

5.根据权利要求1所述的立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述冷冻固化的时间范围为3小时至6小时。

6.根据权利要求1所述的立体通孔明胶支架的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述采用低温冷冻干燥机真空干燥所述固化产物的冷冻干燥的真空强度不大于10帕，真空干燥时间的范围为24小时至72小时。

7.一种立体通孔明胶支架在制备组织缺损修复的支架中的应用，其特征在于，所述立体通孔明胶支架为权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备得到的，将所述立体通孔明胶支架作为干细胞载体，用于组织缺损修复。

8.根据权利要求7所述的立体通孔明胶支架在制备组织缺损修复的支架中的应用，其特征在于，所述干细胞包括脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞或脐带间充质干细胞。

9.根据权利要求7所述的立体通孔明胶支架在制备组织缺损修复的支架中的应用，其特征在于，将所述立体通孔明胶支架裁剪成不同形状和尺寸，应用于不同形状组织缺损的再生修复。

10.根据权利要求7所述的立体通孔明胶支架在制备组织缺损修复的支架中的应用，其特征在于，所述立体通孔明胶支架的孔径范围为70微米至450微米，孔隙率范围为64.2%至97.7%，交通孔的孔径范围为30微米至185微米。

技术总结本申请提供了一种立体通孔明胶支架的制备方法及其应用，涉及生物医学材料技术领域，通过采用水浴加热法将药用明胶溶解后，得到预设浓度的明胶溶液；采用超声破碎仪对明胶溶液进行乳化处理，得到明胶乳液；将明胶乳液倒入预设模具中，在所述明胶乳液稳定预设时间后，‑80℃冷冻固化，得到固化产物；采用低温冷冻干燥机真空干燥固化产物，得到干燥产物；采用戊二醛对干燥产物进行交联变性，得到交联产物；对交联产物进行多次清洗，冷冻干燥后，得到立体通孔明胶支架。通过上述制备方法可以得到具有最佳孔径、孔隙率和交通孔孔径的立体通孔明胶支架，且适用于工业化生产。同时，该支架适合作为干细胞负载平台用于组织缺损的再生修复。技术研发人员：徐宝山,张同星,李桐,李振华,赵海帆,彭兵,王建海受保护的技术使用者：天津市天津医院技术研发日：技术公布日：2024/6/5