1.本发明涉及生物工程技术领域,尤其是一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料及其制备方法。
背景技术:
2.生物支架材料是组织工程研究的关键和核心。为了使细胞能更好更快地生长、增殖并互相结合形成具备特殊结构、形态和功能的组织或器官,我们就需要构建特殊结构的生物支架以模拟体内细胞生活的三维立体微环境。该支架为细胞进行生长代谢、增殖分化等提供场所,同时也为细胞获取营养物质、气体交换和排泄废物等提供保障。生物支架最终会应用于人体,因此制备支架的生物材料必须满足以下要求:(1)优良的生物相容性是首要的。其主要体现在:支架材料在体内降解后的产物是无毒的且不会引发炎症反应,同时具有低或无免疫排斥反应;(2)良好的生物活性,包括传导性和诱导性。这可以促进新生组织与原生组织很好地结合;(3)提供一定的机械强度。为细胞的生长、增殖等生命活动提供足够的空间;(4)良好的可塑性。可以塑造出特定形态、结构的生物支架以更贴合地满足临床患者的不同需求;(5)多层次的孔径和较高的孔隙率,并具备一定的连通性。这对于细胞的整合、迁移以及营养物质、细胞代谢废物的运输起着重要调控作用。
3.而目前现有的一些生物支架材料仅仅修复骨缺损,没有对神经一同进行修复,导致修复后修复部位没有感觉。此外,目前现有的一些生物支架材料不具备光敏感特性,修复速度较慢。
技术实现要素:
4.本发明提供一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料及其制备方法,用于克服现有技术中没有对神经一同进行修复,且不具备光敏感特性等缺陷。
5.为实现上述目的,本发明提出一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的制备方法,包括以下步骤:
6.s1:将掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末和胰岛素样生长因子溶液混合,溶解在磷酸缓冲盐溶液中,孵育,得到负载igf的c3n4(p),记为igf@c3n4(p);
7.s2:将丝素蛋白溶液和神经生长因子溶液混合,孵育,得到负载ngf的sf,记为ngf@sf;
8.s3:将所述igf@c3n4(p)与聚ε己内酯溶液进行混合,磁力搅拌,得到第一纺丝液;
9.将所述ngf@sf与聚ε己内酯溶液进行混合,磁力搅拌,得到第二纺丝液;
10.s4:以所述第一纺丝液为核,所述第二纺丝液为壳,进行同轴静电纺丝,得到光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料
11.为实现上述目的,本发明还提出一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料,由上述所述的制备方法制备得到;所述骨修复支架材料为核壳结构,以吸附胰岛素样生长因子的掺杂磷元素的氮化碳作为内壳,以吸附神经生长因子的丝素蛋白作为外壳。
12.与现有技术相比,本发明的有益效果有:
13.1、本发明提供的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的制备方法,以吸附胰岛素样生长因子的掺杂磷元素的氮化碳作为内壳,以吸附神经生长因子的丝素蛋白作为外壳,再通过同轴静电纺丝制备出具有核壳结构的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料。本发明提供的制备方法以同轴静电纺丝法制备了光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料,将igf吸附于c3n4(p)中,作为“核”进行纺丝,能够为骨修复过程提供生长因子、支架材料及响应光照转变为电刺激的作用,作为内核的长效供给。ntf负载于sf中,作为“壳”进行纺丝,能够为骨修复过程中的神经化提供支架及细胞延伸方向。因此,具有“核”、“壳”结构的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料为骨缺损部位成骨化及神经化的支架结构及所需微环境的生长因子,也为光转化为电刺激从而促进成骨的修复提供了材料基础,最终促进了骨修复及感觉恢复过程。
14.2、掺杂磷元素的石墨相氮化碳(c3n4(p))具有低密度、高弹性、抗磨损等优异的机械性能,且生物相容性良好,如分解产物无毒、周围组织的炎症反应不明显的优点,掺杂磷元素的石墨相氮化碳虽是化学惰性,但可以通过与其他材料形成复合支架或吸附细胞生长调节因子而具备骨诱导性和骨传导性,从而在体内具有更好的成骨表现。c3n4(p)具有良好的光电转化性质,因此本发明考虑通过光照刺激c3n4(p)产生光电流刺激bmscs以提高成骨效果。c3n4(p)的禁带宽度为2.7ev,需要波长小于460nm的光才能激发c3n4(p),因此预期c3n4(p)应该是被蓝紫光激发,但蓝紫光的长期照射会对细胞产生毒害甚至突变。本发明希望找到对细胞更为“柔和”,但同样能够刺激c3n4(p)产生光电流的合适波长的光。c3n4(p)表现出强烈的非线性光学效应,在350nm激发时,荧光峰出现在440nm处,即使在635nm处,荧光峰也出现在440nm处,这表明为双光子吸收。在红光照射下,c3n4(p)也被激发产生了荧光,产生了光电流,而且红光驱动的光电流几乎和蓝光驱动的光电流一样强。经研究发现,这是因为c3n4(p)中的大π-共轭和氨基强的供体效应提供了快速的电子转移,从而允许c3n4(p)中产生双光子诱导荧光。因此本发明可以通过红光照射,不对细胞产生危害作用,还能刺激c3n4(p)产生与蓝光激发相当的光电流刺激bmscs。
15.3、igf-1是一种多肽类生长因子,也被称作促生长因子,igf-1能够加快骨形成过程,igf-1的合成和分泌受到生长激素的调控。生长激素可以促进肝脏中igf-1的产生和释放,释放的igf-1通过与骨细胞表面igf-1受体结合从而加快骨形成过程,使骨更新速率的提高。根据动物模型获得的数据,系统性igf-1似乎主要影响皮质骨,而旁分泌的igf-1似乎对小梁骨有显著影响。因此,igf-1在促进骨形成过程中发挥重要的作用。
16.ngf能促进神经元的生长、发育、分化和成熟,加快神经系统损伤后的修复,同时还能对非神经细胞产生一定的生物效应。
17.研究发现,成骨细胞表面存在ngf的低亲和受体lngfr。通过与受体结合,ngf能促使成骨细胞发生磷酸化反应,增强成骨能力。骨损伤必定伴随着周围神经组织的破坏,因此在骨修复的同时也要确保相关周围神经的正常修复。因此,ngf是在生长因子中促进骨修复同时神经修复的良好选择。
18.4、静电纺丝制备的骨修复支架材料的纳米纤维的网格结构可以拟合骨基质的微观结构,为成骨细胞生长、分化及矿化过程提供适合的微环境,而纳米纤维也为神经细胞的生长提供支撑。同轴静电纺丝采用双来源的纺丝体系,将两种需求的材料融合在同一个支
架材料中,使神经化的骨修复材料从概念转变为现实。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1a~图1d分别为实施例1得到的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)以及光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料通过扫描电子显微镜得到的微观表面结构的图;
21.图2a~图2e分别为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料在模拟人体体液的液体(sbf)(142.0mm na
+
,5.0mm k
+
,1.5mm mg
2+
,2.5mm ca
2+
,103.0mm cl-,27.0mm hco
3-,1.0mm hpo
42-,0.5mm so
42-)中测试体外矿化的程度,采用扫描电子显微镜的图;
22.图3为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的增殖能力通过cell counting kit-8(cck-8)进行测定,在酶标仪450nm的波长下读取吸光度值的图;
23.图4为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的分化能力通过检测细胞分化的前期指标碱性磷酸酶的活性进行测定的图;
24.图5为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的矿化能力通过茜素红染矿化结节进行测定的图;
25.图6为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞向神经方向分化的能力通过免疫荧光进行测定的图;
26.图7为实施例1中的c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对小鼠头盖骨骨缺损修复后的小动物ct测定的图。
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.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的一部分实施例,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作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。
29.另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
30.无特殊说明,所使用的药品/试剂均为市售。
31.本发明提出一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的制备方法,包括以下步骤:
32.s1:将掺杂磷元素的石墨相氮化碳(c3n4(p))粉末和胰岛素样生长因子溶液(igf-1)混合,溶解在磷酸缓冲盐溶液中,孵育,得到负载igf的c3n4(p),记为igf@c3n4(p)。
33.优选地,所述胰岛素样生长因子溶液中胰岛素样生长因子的浓度为20ng/ml;所述掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末和胰岛素样生长因子的质量比为10~30mg:1~3μg,以达到胰岛素样生长因子能够与掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末通过分子间相互作用充分结合的目的。
34.优选地,所述孵育的温度为37℃,时间为4~24h,以达到胰岛素样生长因子能够与掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末充分结合的目的。
35.s2:将丝素蛋白(sf)溶液和神经生长因子(ngf)溶液混合,孵育,得到负载ngf的sf,记为ngf@sf。
36.优选地,所述丝素蛋白溶液和神经生长因子溶液的质量比为2.5~3mg:5~10μg,符合该比例的丝素蛋白和神经生长因子可以更好的促进神经细胞的生长。
37.优选地,所述丝素蛋白溶液中丝素蛋白的浓度为10~15%;所述神经生长因子溶液中神经生长因子的浓度为50~100ng/ml。控制浓度以控制其混合比例,而合适比例下的丝素蛋白和神经生长因子可以更好的促进神经细胞的生长。
38.优选地,所述孵育的温度为37℃,时间为4~24h。
39.s3:将所述igf@c3n4(p)与聚ε己内酯(pcl)溶液进行混合,磁力搅拌,得到第一纺丝液;
40.将所述ngf@sf与聚ε己内酯溶液进行混合,磁力搅拌,得到第二纺丝液。
41.优选地,所述聚ε己内酯溶液中聚ε己内酯的浓度为8~12%,溶剂为六氟异丙醇。聚ε己内酯溶解性不好,但是在六氟异丙醇中可溶,而六氟异丙醇具有极强的挥发性,静电纺丝时六氟异丙醇因为在丝状的纤维中的含量很小,所以在喷出针头还未接触到锡纸的时候就已经完全挥发,不会对后续实验产生影响。
42.优选地,所述磁力搅拌的时间为1h,在所述磁力搅拌期间每隔15min涡旋震荡30s。由于聚ε己内酯溶液粘度大,因此通过磁力搅拌及涡旋振荡使两者混合均匀,静电纺丝的时候保持畅通,不会堵了针眼。
43.s4:以所述第一纺丝液为核,所述第二纺丝液为壳,进行同轴静电纺丝,得到光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料。
44.优选地,所述同轴静电纺丝具体为:
45.在18~22kv的高压直流电场下,通过数字注射泵,控制速度在0.50~0.90ml/h,温度为25℃,相对湿度为44%,进行同轴静电纺丝。
46.通过光的照射,可使该骨修复支架材料产生一定强度的电刺激,这种电刺激可以对骨髓间充质干细胞进行刺激,促进其向成骨方向增殖、分化以及矿化。该骨修复支架材料也可以促进神经细胞的存活。因此,该骨修复支架材料为骨组织工程提供一种更为合适的支架选择,在骨损伤部位的修复及知觉恢复的临床应用、颌面部的微整形的应用中具有广阔的前景。
47.本发明还提出一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料,由上述所述的制备方法制备得到;所述骨修复支架材料为核壳结构,以吸附胰岛素样生长因子的掺杂磷元素的氮化碳作为内壳,以吸附神经生长因子的丝素蛋白作为外壳。
48.本发明通过光刺激修复材料产生电,从而刺激骨缺损组织,加快组织快速修复,提高了骨缺损修复的速度;其次,本发明将骨修复与神经修复并行进行,解决了骨修复的同时也解决了修复部位感觉恢复的问题,大大提升了病患的生存质量。本发明提供的骨修复支架材料能够对骨缺损中的成骨化、神经化过程提供适合的纳米纤维支架的微环境,促进了骨缺损的修复及感觉的恢复,也能对外界光进行响应,形成的电刺激加速了骨缺损的修复。因此,本发明提供的骨修复支架材料提高了骨修复的效率也加速了神经的修复,大大增加了骨缺损患者的快速恢复,及骨愈合后的创伤部位恢复感觉的生活质量。
49.本发明提供的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的使用方法如下:
50.(1)将骨髓间充质干细胞培养在光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料上,采用红光光源对骨髓间充质干细胞进行照射,红光采用3~5w的led可见光光源,离细胞10~20cm的距离进行照射,检测该骨修复支架材料对细胞向成骨方向增殖、分化及矿化的影响。
51.(2)将光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料填充在骨缺损的位置处,并将伤口缝合好,采用红光光源对骨缺损区域进行6-10小时/天进行照射,红光采用3~5w的led可见光光源,离组织15~25cm的距离进行照射,4周后检测该骨修复支架材料对骨缺损处的修复效果。
52.实施例1
53.本实施例提供一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的制备方法,包括以下步骤:
54.s1:将掺杂磷元素的石墨相氮化碳(c3n4(p))(20mg)粉末、胰岛素样生长因子(igf-1)(2.88ug)溶液加入到离心管中,溶解在200μl磷酸缓冲盐溶液中,封住盖口后,放入37℃恒温培养箱中孵育4小时,得到负载igf的c3n4(p),即igf@c3n4(p)。
55.s2:另一离心管中加入丝素蛋白(sf)(2.88mg)溶液、神经生长因子(ngf)(7.2ug)溶液。封住盖口后,放入37℃恒温培养箱中孵育4小时,得到负载ngf的sf,即ngf@sf。
56.s3:将已制备好的igf@c3n4(p)和ngf@sf分别与10%的聚ε己内酯(pcl)的六氟异丙醇溶液进行混合,磁力搅拌1小时,期间每隔15分钟涡旋震荡30秒,制成可以静电纺丝的第一纺丝液和第二纺丝液。
57.s4:将igf@c3n4(p)的纺丝液作为核,ngf@sf的纺丝液作为壳,在19kv的高压直流电场下,通过数字注射泵,控制速度在0.60ml/h,温度为25℃,相对湿度为44%,进行同轴静电纺丝,得到光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料。
58.将骨髓间充质干细胞培养在光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料上,采用红光光源对骨髓间充质干细胞进行照射,红光采用3w的led可见光光源,离细胞15cm的距离进行照射,检测该骨修复支架材料对细胞向成骨方向增殖、分化及矿化的影响。
59.将光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料填充在骨缺损的位置处,并将伤口缝合好,采用红光光源对骨缺损区域进行8小时/天进行照射,红光采用3w的led可见光光源,离组织20cm的距离进行照射,4周后检测该骨修复支架材料对骨缺损处的修复效果。
60.光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的微观表面结构通过扫描电子显微镜
得到。将c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)及光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料支架喷金30s,开启系统后,将待测样品放入样品室后关闭样品室抽真空进行观察。如图1a~图1d显示,c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)及光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料均具有均匀的支架结构。
61.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料在模拟人体体液的液体(sbf)(142.0mm na
+
,5.0mm k
+
,1.5mm mg
2+
,2.5mm ca
2+
,103.0mm cl-,27.0mm hco
3-,1.0mm hpo
42-,0.5mm so
42-)中测试体外矿化的程度,该实验的反应温度为37℃。在矿化后,采用扫描电子显微镜进行观察显示,如图2a~图2e所示,光敏感的可介导神经化的骨修复支架在体外矿化的形成的结节比较多,这种矿化沉积的形态和钙沉积的形态相似。因此,在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架能在体外进行良好的矿化过程。
62.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的增殖能力通过cell counting kit-8(cck-8)进行测定。在测试前4小时根据培养液体积的10%加入cck-8。在细胞生长1、3、5及7天时在酶标仪的450nm的波长下读取吸光度值对其增殖进行测定。结果如图3所示,光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料可显著促进骨髓间充质干细胞的增殖。
63.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的分化能力通过检测细胞分化的前期指标碱性磷酸酶的活性进行测定。在检测时,细胞分为两组分别进行检测,一组采用对硝基酚磷酸(pnpp)工作溶液(8mm pnpp,0.1%triton x-100,2mm mgcl2,0.1m na2co
3-nahco3缓冲液(ph 10.3)),按照每孔100μl工作液加入细胞内,在37℃孵育30分钟后,通过酶标仪测定405nm的吸光度,另外一组采用基于二喹啉甲酸(bca)法测定细胞内蛋白浓度作为内参,每孔加入200μl工作液并在37℃孵育30分钟后,通过酶标仪测定550nm的吸光度。根据公式计算碱性磷酸酶活性=a
405
/a
550
。结果如图4所示,骨髓间充质干细胞培养在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料中的碱性磷酸酶活性最高,可介导神经化的骨修复支架材料中次之。因此,光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的成骨分化能力最强,可介导神经化的骨修复支架材料次之。
64.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的矿化能力通过茜素红染矿化结节进行测定。骨髓间充质干细胞以5*105个/毫升的密度种在支架材料中,并在支架材料中连续培养3天后换为矿化培养基(含10mmβ-甘油磷酸钠,50μg/ml维生素c,10%fbs的dmem高糖培养液)继续培养。在细胞培养的第14天进行矿化结节的测定,具体为通过75%的乙醇将细胞在室温固定10min后,茜素红工作液(ph4.2,40mm)37℃染矿化结节10min,再采用去离子水将多余的工作液洗净,干燥后拍照。结节数量越多,说明矿化效果越好。结果如图5所示,光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞的矿化能力最大,光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料次之。
65.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及在光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨髓间充质干细胞向神经方向分化的能力
通过免疫荧光进行测定。骨髓间充质干细胞分别在三种支架材料上经过诱导之后,采用甲醇:丙酮(1:1)室温固定30分钟后,通过10%马血清4℃封闭过夜,anti-nse及anti-gfap的抗体以1:100的比例进行稀释后对细胞4℃孵育过夜后,fitc及alexa fluor 594标记的二抗以1:100的比例进行稀释对细胞室温孵育2小时,4,6-二脒基-2-苯基吲哚(dapi)染细胞核5分钟后在具有紫外、蓝光和绿光激发波的显微镜(leica,德国)下观察神经细胞的种类、数量和形态。结果如图6显示,光照下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对诱导神经元细胞形成最好,光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料其次。
66.c3n4、c3n4(p)、igf@c3n4(p)、光敏感的可介导神经化的骨修复支架以及光照条件下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨缺损部位的修复能力通过小鼠头盖骨骨缺损后的修复进行测定。小鼠头盖骨采用牙科钻头(直径2.35mm)在小鼠头盖骨上打洞后,将材料放入破损的头盖骨中进行修复4周后,采用小动物ct对头盖骨修复的情况进行检测。结果如图7显示,光照下光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料对骨缺损的修复效果最好,光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料次之。
67.以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征:
1.一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:s1:将掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末和胰岛素样生长因子溶液混合,溶解在磷酸缓冲盐溶液中,孵育,得到负载igf的c3n4(p),记为igf@c3n4(p);s2:将丝素蛋白溶液和神经生长因子溶液混合,孵育,得到负载ngf的sf,记为ngf@sf;s3:将所述igf@c3n4(p)与聚ε己内酯溶液进行混合,磁力搅拌,得到第一纺丝液;将所述ngf@sf与聚ε己内酯溶液进行混合,磁力搅拌,得到第二纺丝液;s4:以所述第一纺丝液为核,所述第二纺丝液为壳,进行同轴静电纺丝,得到光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述胰岛素样生长因子溶液中胰岛素样生长因子的浓度为20ng/ml;所述掺杂磷元素的石墨相氮化碳粉末和胰岛素样生长因子的质量比为10~30mg:1~3μg。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述孵育的温度为37℃,时间为4~24h。4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述丝素蛋白溶液和神经生长因子溶液的质量比为2.5~3mg:5~10μg。5.如权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,所述丝素蛋白溶液中丝素蛋白的浓度为10~15%;所述神经生长因子溶液中神经生长因子的浓度为50~100ng/ml。6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,所述孵育的温度为37℃,时间为4~24h。7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s3中,所述聚ε己内酯溶液中聚ε己内酯的浓度为8~12%,溶剂为六氟异丙醇。8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s3中,所述磁力搅拌的时间为1h,在所述磁力搅拌期间每隔15min涡旋震荡30s。9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤s4中,所述同轴静电纺丝具体为:在18~22kv的高压直流电场下,通过数字注射泵,控制速度在0.50~0.90ml/h,温度为25℃,相对湿度为44%,进行同轴静电纺丝。10.一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料,其特征在于,由权利要求1~9任一项所述的制备方法制备得到;所述骨修复支架材料为核壳结构,以吸附胰岛素样生长因子的掺杂磷元素的氮化碳作为内壳,以吸附神经生长因子的丝素蛋白作为外壳。
技术总结
本发明公开一种光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料及其制备方法,该制备方法以吸附胰岛素样生长因子的掺杂磷元素的氮化碳作为内壳,以吸附神经生长因子的丝素蛋白作为外壳,再通过同轴静电纺丝制备出具有核壳结构的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料。该制备方法制备的骨修复支架材料具有“核”、“壳”结构的光敏感的可介导神经化的骨修复支架材料为骨缺损部位成骨化及神经化的支架结构及所需微环境的生长因子,也为光转化为电刺激从而促进成骨的修复提供了材料基础,最终促进了骨修复及感觉恢复过程。修复及感觉恢复过程。修复及感觉恢复过程。
技术研发人员:王晓燕 姜凯 黄珊 郑惟嘉 白臻祖 刘浩明 柳珑
受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
技术研发日:2021.11.30
技术公布日:2022/3/8