一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载micro RNA‑214抑制剂可降解材料，由以下原料组成：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺、micro RNA‑214抑制剂、丝素蛋白、纳米羟基磷灰石。本发明专利技术的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载micro RNA‑214抑制剂可降解材料在体内可降解，具有较好的成骨分化功能和更高的生物活性，在促进细胞增殖分化，促进细胞粘附等方面有明显优势，且降解产物对周围环境无明显影响。因此，本发明专利技术的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA‑214抑制剂可降解材料适用于临床中的微创骨修复应用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料的制备方法及应用
本专利技术涉及生物医用材料
，具体涉及一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料的制备方法及应用。
技术介绍
目前，骨缺损已成为了临床上的最常见疾病。对于骨缺损面积较大的病人来说，受到破坏或修复环境等因素限制，依靠骨自身的再生和修复能力，往往难以达到自愈效果。替代材料是大面积骨缺损修复常用的方法，且具有广阔的应用前景。骨组织工程是一种很有前途的方法，它为设计用于因交通事故、创伤性损伤、骨骼疾病、肿瘤切除、骨组织坏死或风湿病引起的骨折修复的骨替代物/再生新骨组织提供了合适的技术。但是，骨替代物/移植物(同种/自体)由于缺乏理想的骨替代物、移植物的成骨潜能、免疫排斥和继发性创伤而受到限制。microRNA-214能够靶向成骨细胞中的转录因子ATF4抑制骨形成，microRNA-214抑制剂具有促进成骨的活性，抑制骨活性的双向调节作用，激活成骨细胞的AKT和ERK1/2信号通路，从而促进细胞的分化。针对这些问题，我们研究出一种负载microRNA-214抑制剂的具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解三维支架。本专利技术从成骨分化和骨再生两方面将具有骨修复功能的可降解材料进行了分析。结果表明该负载microRNA-214抑制剂的具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解三维支架不仅可以促进细胞的粘附还能有效的促进成骨的分化以及骨再生。临床上针对骨缺损常用的治疗手段主要为骨移植和骨替代材料。其中骨移植包括自体骨、异体骨和异种骨移植。自体骨移植虽然不会产生免疫排斥反应而且还具有良好的骨诱导和骨传导性能，但其来源极其有限；异体骨和异种骨的来源虽然丰富，但会产生免疫排斥反应，还会伴有感染等并发症而且骨诱导作用较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而制备一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料，该种材料能促进细胞粘附以及成骨分化与骨形成，要优于传统的骨移植及传统的支架，并且其降解速度与骨修复速率相匹配。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料，其特征在于，由以下原料组成：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺、microRNA-214抑制剂、丝素蛋白、纳米羟基磷灰石。本专利技术还提供了一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料生的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯和聚乙烯亚胺配置成一定浓度的溶液后混合，然后超声处理，搅拌，得到氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物溶液；(2)将步骤(1)的复合物溶液与microRNA-214抑制剂在磷酸盐缓冲液中复合，室温条件下涡旋，孵育后，得到载有microRNA-214抑制剂的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物溶液；(3)将磷酸氢铵溶液与氯化钙溶液混合搅拌后，在室温条件陈化离心后，将所得的沉淀物冷冻干燥，得到纳米羟基磷灰石颗粒；再将从蚕茧中提取的丝素干燥后，置于溴化锂溶液中，加热溶解后，得到丝素蛋白溶液，经透析后，离心收集，备用；(4)将浓度为步骤(3)的丝素蛋白溶液与纳米羟基磷灰石以及步骤(2)的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺负载micro-RNA-214抑制剂复合物混合搅拌后，加入到孔板中，冻干后得到具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料。优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯的浓度为0.1～10mg/mL；所述聚乙烯亚胺的浓度为0.1～10mg/mL。优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯的浓度为1mg/mL；聚乙烯亚胺的浓度为1mg/mL。优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯和聚乙烯亚胺在反应体系中的质量比为1:1～5。优选地，所述步骤(1)中氧化石墨烯和聚乙烯亚胺在反应体系中的质量比为1:2。优选地，所述步骤(1)中超声时间为10～60min；搅拌时间为3～24h。优选地，所述步骤(1)中超声时间为15min；搅拌时间为12h。优选地，所述步骤(2)中所述的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物与microRNA-214抑制剂的质量比为100～30:1。优选地，所述步骤(2)中所述的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物与microRNA-214抑制剂的质量比为30:1。优选地，所述步骤(2)中所述的涡旋时间为30～100s；所述的孵育时间为所述的孵育时间为10～120min。优选地，所述步骤(2)中所述的涡旋时间为60～100s；所述的孵育时间为所述的孵育时间为60min。优选地，所述步骤(3)中磷酸氢铵在反应体系中的浓度为0.1～1mol/L；氯化钙在反应体系中的浓度为0.1～1mol/L；溴化锂在反应体系中的浓度为1～20mol/L；丝素蛋白在反应体系中的质量分数为1～10％。优选地，所述步骤(3)中磷酸氢铵在反应体系中的浓度为0.3mol/L；氯化钙在反应体系中的浓度为0.5mol/L；溴化锂在反应体系中的浓度为9.3mol/L；丝素蛋白在反应体系中的质量分数为4％。优选地，所述步骤(3)中搅拌的时间为1～6h；陈化离心间12～36h；离心转速为1000～10000rpm，离心时间为5～60min；加热时间为1～12h，加热温度为30～100℃。优选地，所述步骤(3)中搅拌的时间为2h；陈化离心间24h；离心转速为5000rpm，离心时间为10min；加热时间为5h，加热温度为60℃。优选地，所述步骤(4)中所述的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺-microRNA-214抑制剂复合物在体系中的浓度为0.1～10mg/mL。优选地，所述步骤(4)中所述的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺-microRNA-214抑制剂复合物在体系中的浓度为1mg/mL。本专利技术的另一目的在于还提供一种如上所述的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料在骨修复中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料，该种可降解材料是由纳米羟基磷灰石和丝素蛋白组成的支架和聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯负载microRNA-214抑制剂复合物组成。本专利技术的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料在体内可降解，具有较好的成骨分化功能和更高的生物活性，在促进细胞增殖分化，促进细胞粘附等方面有明显优势，且降解产物对周围环境无明显影响。因此，本专利技术的种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料适用于临床中的微创骨修复应用。附图说明图1为氧化石墨烯、聚乙烯亚胺和聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯的红外光谱图。图2为氧化石墨烯和聚乙烯亚胺改性氧化石墨烯的透射电镜图。图3为本专利技术具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料的凝胶阻滞实验结果示意图。图4为本专利技术具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料的细胞活性示意图。图5为本专利技术具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料碱性磷酸酶(ALP)活性示意图。具体实施方式为了更加简洁明了的展示本专利技术的技术方案、目的和优点，下面结合具体实施例及其附图对本专利技术做进一步的详细描述。实施例1本专利技术负载microRNA-214抑制剂可降解材料的制备方法包括以下步骤：步骤一：氧化石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载micro RNA‑214抑制剂可降解材料，其特征在于，由以下原料组成：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺、micro RNA‑214抑制剂、丝素蛋白、纳米羟基磷灰石。

【技术特征摘要】
1.一种具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料，其特征在于，由以下原料组成：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺、microRNA-214抑制剂、丝素蛋白、纳米羟基磷灰石。2.一种如权利要求1所述的具有诱导成骨分化与骨再生功能的负载microRNA-214抑制剂可降解材料生的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯和聚乙烯亚胺配置成一定浓度的溶液后混合，然后超声处理，搅拌，得到氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物溶液；(2)将步骤(1)的复合物溶液与microRNA-214抑制剂在磷酸盐缓冲液中复合，室温条件下涡旋，孵育后，得到载有microRNA-214抑制剂的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺复合物溶液；(3)将磷酸氢铵溶液与氯化钙溶液混合搅拌后，在室温条件陈化离心后，将所得的沉淀物冷冻干燥，得到纳米羟基磷灰石颗粒；再将从蚕茧中提取的丝素干燥后，置于溴化锂溶液中，加热溶解后，得到丝素蛋白溶液，经透析后，离心收集，备用；(4)将步骤(3)的丝素蛋白溶液与纳米羟基磷灰石以及步骤(2)的氧化石墨烯-聚乙烯亚胺负载micro-RNA-214抑制剂复合物混合搅拌后，加入到孔板中，冻干后得到具有诱导成骨分化与骨再生功能的可降解材料。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧玲伶，郭瑞，孙挺，张晔，周志迎，刘敏义，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44