一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型及制备方法与应用，属于生物材料的组织工程技术领域。所述工程化脂肪组织模型由间充质干细胞接种到包被了基质胶的纳米孔丝素蛋白支架材料上，进行间充质干细胞的成脂诱导分化而得。本发明专利技术以脐带间充质干细胞作为种子细胞接种在基质胶包被的纳米孔丝素蛋白支架上，经成脂诱导后构建的脂肪组织模型不但可推进软组织修复治疗，且有望为脂肪组织病理生理研究提供新的体外研究模型。肪组织病理生理研究提供新的体外研究模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型及制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物材料的组织工程
，具体涉及一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]损伤、肿瘤切除、先天性异常或创伤等引起的软组织缺损需要通过手术进行修复重建。这些缺损常因脂肪组织的缺失而导致正常组织的形态改变和功能障碍。目前软组织修复的方法包括游离脂肪移植，皮瓣移植，假体植入等。然而这些方法有很多缺点，尚无一种理想的支架材料可以满足所有的临床需求。游离脂肪移植后，由于缺乏血管支持系统，移植物易被吸收。皮瓣移植来源受限，且存在皮瓣坏死，血肿形成等问题。而假体植入往往容易导致异物反应，感染等的发生。脂肪组织工程技术的发展有望为患者提供新的治疗手段。脂肪组织工程是通过将细胞与支架生物材料结合起来，作为组织再生的模板，引导新组织的生长，从而再生受损的组织，因此选择合适的种子细胞和支架材料对脂肪组织的再生十分重要。
[0003]骨髓间充质干细胞和脂肪干细胞，它们的取材均有创且扩增能力受年龄影响，脐带间充质干细胞取材方便，原始，体外扩增效果好，具有良好的成骨、成软骨、成脂肪等多种分化潜能和广泛的应用前景。将脐带间充质干细胞向成脂细胞方向定向诱导，为脂肪组织工程的研究提供重要的理论指导，进而为创伤及肿瘤切除后的软组织修复提供新思路。
[0004]选择合适的支架材料也很重要，前人研究已成功应用多种支架材料进行成脂诱导分化，但目前可促进成脂分化的支架材料多为人工合成材料，难以形成理想的材料
‑
细胞界面，影响种子细胞在材料上的黏附、增殖、分化，同时其降解产物可能有毒进而造成局部炎症或pH值改变，导致植入后愈合延迟及各种并发症的产生；天然支架更利于细胞生长，但材料可塑性差且机械性能低。因此仍需开发合适的天然材料支架用于高效形成稳定的脂肪细胞，这将有利于获得更好的工程化脂肪组织，为软组织修复提供新的思路，为体外脂肪组织研究建立新模型。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织制备方法，依靠一种能够理想维持人脐带间充质干细胞生长活性，并显著提高人脐带间充质干细胞体外成脂诱导分化表型与功能的基质胶包被纳米孔丝素蛋白支架材料构建体外脂肪组织模型，这种脂肪组织模型体外维持时间长，且脂肪形成情况好，可用于体外脂肪组织病理生理研究，同时可以用于体内移植治疗。
[0006]本专利技术提供了一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型，由间充质干细胞接种到包被了基质胶的纳米孔丝素蛋白支架材料上，进行间充质干细胞的成脂诱导分化而得。
[0007]进一步地，上述技术方案中，所述纳米孔丝素蛋白支架富集纳米孔，所述纳米孔的孔径为50
‑
300nm；
[0008]所述纳米孔丝素蛋白支架具有良好的渗透性和较高的机械性能。
[0009]进一步地，上述技术方案中，所述良好的渗透性为钙黄绿素透过率96.56％
±
3.59，葡聚糖透过率88.57％
±
5.36；所述较高的机械性能为压缩模量：34
±
1.1kPa。
[0010]进一步地，上述技术方案中，所述间充质干细胞为脐带间充质干细胞。
[0011]本专利技术还提供了一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型的制备方法，包括下述步骤：
[0012](1)制备纳米孔丝素蛋白支架；
[0013](2)纳米孔丝素蛋白支架包被基质胶；
[0014](3)将间充质干细胞接种在包被了基质胶的纳米孔丝素蛋白支架上；
[0015](4)成脂诱导培养，即得到工程化脂肪组织模型。
[0016]所述纳米孔丝素蛋白支架包被基质胶的方法包括：将纳米孔丝素蛋白支架置于基质胶溶液中，在2
‑
8℃条件下浸泡6
‑
18小时即完成包被。所述基质胶溶液由基质胶和DMEM
‑
F12培养基以1:80体积比例混合配置。
[0017]进一步地，上述技术方案中，所述纳米孔丝素蛋白支架的制备方法，包括如下步骤：
[0018]1)以蚕茧为原料，于碳酸钠溶液中萃取，溴化锂溶液中溶解，透析和灭菌后，制备丝素蛋白水溶液；
[0019]2)将丝蛋白水溶液真空干燥、聚乙二醇400(PEG 400)退火处理后，冷冻干燥，即得。
[0020]具体地，所述纳米孔丝素蛋白支架的制备方法包括：将蚕茧剪碎于0.02M碳酸钠溶液中进行萃取并溶解于9.3M溴化锂溶液中，蒸馏水透析并离心，超纯水稀释后高压灭菌获得丝素蛋白(ASF)溶液。ASF溶液真空干燥，PEG 400退火处理，冷冻干燥获得纳米孔丝素蛋白支架。
[0021]所述冷冻干燥为在
‑
20℃下预冷冻12小时后，冻干48小时。
[0022]进一步地，上述技术方案中，所述蚕茧为桑蚕茧、柞蚕茧或蓖麻蚕茧中的一种。
[0023]进一步地，上述技术方案中，在将间充质干细胞接种到纳米孔丝素蛋白支架前，所述支架纳米孔丝素蛋白需经灭菌处理；所述灭菌处理包括高温高压灭菌或乙醇灭菌。
[0024]进一步地，上述技术方案中，接种间充质干细胞后的纳米孔丝素蛋白支架凝胶化1～1.5小时，然后进行成脂诱导培养。
[0025]进一步地，上述技术方案中，所述成脂诱导培养的培养基包括A液和B液，所述A液由DMEM
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F12培养基、10％胎牛血清、1％双抗、100μM吲哚美辛、50μM磷酸二酯酶抑制剂、1μM地塞米松、10μg/mL胰岛素混合而成；所述B液由DMEM
‑
F12培养基、10％胎牛血清、1％双抗、10μg/mL胰岛素混合而成。所述成脂诱导培养的方法为：A液诱导3～4天换B液诱导1～2天，如此为一个循环，进行3～5个循环。
[0026]本专利技术还提供了所述的工程化脂肪组织模型或者所述的制备方法制备的工程化脂肪组织模型在体外脂肪组织病理生理研究或体内移植治疗中的应用。
[0027]本专利技术同现有技术相比，具有如下优点：
[0028]以丝素蛋白为原料制得的纳米孔丝素蛋白支架生物相容性好、具有良好的渗透性、机械强度高、比其他天然生物材料降解速度慢，独特的纳米孔结构赋予其良好的渗透性和物质交换能力，可大大提高支架内外的物质交换水平，有利于人脐带间充质干细胞在体外培养过程中维持其活性及多能性。基质胶包被可使细胞更易粘附于支架表面，所包含的细胞外基质成分也利于细胞在支架内生长，基质胶包被的纳米孔丝素蛋白支架不但能够为人脐带间充质干细胞提供三维生长空间，而且其具有生物相容性、材料可塑性和支持人脐带间充质干细胞生长的特点。脐带间充质干细胞取材方便，原始，体外扩增效果好，具有良好的成脂肪分化潜能，是用于体外成脂诱导分化的理想细胞。以脐带间充质干细胞作为种子细胞接种在基质胶包被的纳米孔丝素蛋白支架上，经成脂诱导后构建的脂肪组织模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型，其特征在于，由间充质干细胞接种到包被了基质胶的纳米孔丝素蛋白支架材料上，进行间充质干细胞的成脂诱导分化而得。2.根据权利要求1所述的工程化脂肪组织模型，其特征在于，所述纳米孔丝素蛋白支架富集纳米孔，所述纳米孔的孔径为50
‑
300nm；所述纳米孔丝素蛋白支架具有良好的渗透性和较高的机械性能。3.根据权利要求2所述的工程化脂肪组织模型，其特征在于，所述良好的渗透性为钙黄绿素透过率96.56％
±
3.59，葡聚糖透过率88.57％
±
5.36；所述较高的机械性能为压缩模量：34
±
1.1kPa。4.根据权利要求1所述的工程化脂肪组织模型，其特征在于，所述间充质干细胞为脐带间充质干细胞。5.一种基于纳米孔丝素蛋白支架的工程化脂肪组织模型的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)制备纳米孔丝素蛋白支架；(2)纳米孔丝素蛋白支架包被基质胶；(3)将间充质干细胞接种在包被了基质胶的纳米孔丝素蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丽，盖高成，高船舟，金伶伶，王明琦，丁艳芳，焦慧，郭丽娜，
申请(专利权)人：大连医科大学，
类型：发明
国别省市：