本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料；具體涉及一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠及其制備方法。

背景技術：

1、特定設計的多肽是制造具有生物活性多功能水凝膠最有前途的“候選人”，可用于各種生物醫(yī)學和組織工程應用。合成多肽rada16序列(精氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-丙氨酸)4，能在酸性水環(huán)境中，自組裝成β片肽納米纖維(pnfs)，形成具有相對穩(wěn)定的三維結構透明水凝膠。pnfs水凝膠的結構與天然細胞外基質的三維結構非常相似，可以作為細胞外基質的替代品，支持細胞行為和相互作用，對傷口愈合和組織再生至關重要。具有生物活性的多功能pnfs水凝膠，在脊髓損傷部位可重塑微環(huán)境穩(wěn)態(tài)、支持神經再生、促進功能恢復，取得重大的進步。但pnfs水凝膠的親神經性、穩(wěn)定性不足及價格昂貴不能完全滿足臨床治療的需要。

2、纖維素是自然界中存在的一種多糖，具有優(yōu)異的生物相容性，吸水后形成凝膠狀，價格低。纖維素分子中含有大量的羥基和羧基，在鏈之間和鏈內可形成豐富的氫鍵和范德華力；分子間氫鍵形成纖維狀結構和半結晶堆積，使纖維素納米纖維(cnfs)具有較高的強度、柔韌性和穩(wěn)定性，可以用來制作雙纖維網絡結構水凝膠。因此設計將cnfs(第二纖維網絡)加入pnfs水凝膠(第一纖維網絡)中，可通過離子靜電相互作用和或氫鍵非共價作用形成物理交聯水凝膠，具有更穩(wěn)定的、柔韌的、自愈性雙纖維網絡三維結構，減少價格昂貴的rada16使用量，有利于脊髓損傷修復。

3、多肽(ppflmllkgstr,pp)具有促進神經生長的作用。可負載神經生長因子和視黃酸，誘導多能干細胞向神經元分化。pp修飾的二氧化錳納米顆粒點狀水凝膠促進間充質干細胞和神經組織橋接的粘附生長，引導脊髓組織高效的再生。具有穩(wěn)定的三維空間結構的雙纖維網絡水凝膠中加入pp，可進一步促進脊髓損傷修復。因此，開發(fā)以提高水凝膠材料的穩(wěn)定性和親神經性促進脊髓損傷修復的方法是非常有必要的。

技術實現思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠及其制備方法。本發(fā)明提供和制備的水凝膠具有仿生性、注射性、自愈性、生物降解和良好的生物相容性，能夠顯著提高水凝膠的穩(wěn)定性和親神經性，可實現原位負載細胞/活性分子以及體內原位注射，在細胞三維培養(yǎng)、組織工程生物支架材料和藥物載體領域具有非常廣闊的應用前景和臨床應用價值。

2、采用的技術方案為：

3、一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠，原料包括pnfs水凝膠、cnfs溶液、親神經肽pp，其中，pp、cnfs、pnfs的質量濃度比為1～4：10～20：5～10。優(yōu)選的pp、cnfs、pnfs的質量濃度比為1～4：10～20：5。

4、作為進一步的優(yōu)選，pp、cnfs、pnfs的質量濃度比為1：15：5。

5、一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

6、(1)自組裝pnfs水凝膠：將rada16加入到去離子水中，調節(jié)ph值為7，超聲震蕩使其充分溶解，靜置后自組裝形成pnfs水凝膠；

7、(2)配制cnfs溶液：稱取纖維素，加入去離子水中，超聲震蕩，充分混合均勻，形成cnfs溶液；

8、(3)合成雙纖維網絡水凝膠：將pnfs水凝膠與cnfs溶液等體積混勻，并進行水浴加熱，通過氫鍵非共價作用使兩種纖維網絡形成物理交聯，形成穩(wěn)定的雙纖維網絡三維結構水凝膠；

9、(4)添加親神經肽：將親神經肽的pp加入合成的雙纖維網絡水凝膠中，混合處理，形成具有生物活性的親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠。

10、優(yōu)選的，所述步驟(1)中，超聲震蕩的時間為2～10min；在室溫下靜置的時間為2～3h。

11、優(yōu)選的，所述步驟(1)中，rada16的質量與去離子水的體積比為10～20(mg/ml)。

12、優(yōu)選的，所述步驟(2)中，纖維素的質量與去離子水的體積比為20～40(mg/ml)；超聲震蕩的時間為2～10min。

13、優(yōu)選的，所述步驟(3)中，pnfs水凝膠與cnfs溶液混合后水浴加熱的溫度為30～37℃。

14、優(yōu)選的，加熱時間為30～40min。

15、優(yōu)選的，所述步驟(4)中，pp加入合成的雙纖維網絡水凝膠中進行混合處理的方式為攪拌混合，攪拌方式為機械攪拌或超聲震蕩。

16、優(yōu)選的，攪拌的溫度為室溫下進行，攪拌的時間為5～60分鐘，至充分混合均勻即可。

17、本發(fā)明負載了具有親神經作用的pp，進一步增強促進組織、傷口愈合，尤其是促進脊髓神經愈合作用。本發(fā)明具有可注射性，操作簡單，還具有自愈性，是理想的促進組織愈合的生物材料。

18、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

19、本發(fā)明所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構的rcp水凝膠的制備方法，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和親神經性，減少昂貴rada16使用量，適用于生物醫(yī)學應用，特別是在脊髓損傷修復中的應用。

20、本發(fā)明的制備方法簡單，條件容易實現，降低了生產成本。

21、本發(fā)明所述的rcp水凝膠，具有合適負載干細胞或藥物分子的三維空間，作為細胞培養(yǎng)和干細胞移植的載體，支持細胞的附著和生長；可以負載和釋放藥物或生長因子，促進組織修復和再生。本發(fā)明所述的rcp水凝膠可植入大鼠脊髓損傷部位，通過其三維結構支持神經細胞的再生和生長；親神經肽的添加有助于促進神經再生和功能恢復。因此，本發(fā)明制備的具有生物活性rcp水凝膠可應用于組織工程和再生醫(yī)學領域中用作生物材料，可支持組織的再生和功能恢復，例如可有效促進脊髓損傷的修復。

技術特征：

1.一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠，其特征在于，原料包括pnfs水凝膠、cnfs溶液、pp，其中，pp、cnfs、pnfs的質量濃度比為1～4：10～20：5。

2.根據權利要求1所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠，其特征在于，pp、cnfs、pnfs的質量濃度比為1：15：5。

3.如權利要求1或2任一所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據權利要求3所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，超聲震蕩的時間為2～10min；在室溫下靜置的時間為2～3h。

5.根據權利要求3所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，rada16的質量與去離子水的體積比為10～20(mg/ml)。

6.根據權利要求3所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，纖維素的質量與去離子水的體積比為20～40(mg/ml)；超聲震蕩的時間為2～10min。

7.根據權利要求3所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，pnfs水凝膠與cnfs溶液混合后水浴加熱的溫度為30～37℃。

8.根據權利要求7所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，加熱時間為30～40min。

9.根據權利要求3所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，pp加入合成的雙纖維網絡水凝膠中進行混合處理的方式為攪拌混合，攪拌方式為機械攪拌或超聲震蕩。

10.根據權利要求9所述的一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠的制備方法，其特征在于，攪拌的溫度為室溫下進行，攪拌的時間為5～60分鐘。

技術總結
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術領域；具體涉及一種親神經肽增強雙纖維網絡結構水凝膠及其制備方法。所述水凝膠原料包括肽納米纖維水凝膠、纖維素納米纖維溶液、親神經肽，其中，肽納米纖維水凝膠、纖維素納米纖維溶液、親神經肽的質量濃度比為1～4：10～20：5。本發(fā)明制備方法簡單，條件容易實現，減少昂貴RADA16使用量，適用于生物醫(yī)學應用，特別是在脊髓損傷修復中的應用。制備的RCP水凝膠，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和親神經性，具有合適負載干細胞或藥物分子的三維空間，作為細胞培養(yǎng)和干細胞移植的載體，支持細胞的附著和生長；可以負載和釋放藥物或生長因子，促進組織修復和再生。

技術研發(fā)人員：孫振剛,張興超
受保護的技術使用者：青島市黃島區(qū)中心醫(yī)院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30