用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜及其制备方法，纳米多孔生物材料薄膜由以下方法所得：在表面有二氧化硅胶体微球有序阵列的模板上涂覆生物材料溶液，固化成型后，分离模板和薄膜，对薄膜进行拉伸或不拉伸，得纳米多孔生物材料薄膜，其中，纳米多孔生物材料薄膜的材质为PS、PLGA、PLLA或PMMA。本发明专利技术的方法具有操作方便、简单易行、成本低廉以及可重复性好等优势，制备的纳米多孔生物材料薄膜可诱导干细胞定向分化，表现出其操纵细胞行为的潜力和在组织工程领域的应用潜力，非常适用于体外大规模细胞培养，具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益和社会效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物材料与组织工程
，具体涉及一种适合于细胞生长并能诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜及其制备方法。
技术介绍
生物材料的拓扑形貌是影响细胞行为的重要因素之一，细胞在体内生存的微环境大多是由蛋白质和多糖类大分子构成的纳米网架结构，而这种纳米尺度的立体微观结构， 能调节与其相接触的细胞的黏附、增殖、分化和迁移等行为和功能。近年来，随着纳米技术的迅速发展，其应用领域也越来越广，包括在组织工程领域中用作支架材料。纳米拓扑结构的构建对于从分子和细胞水平上控制生物材料与细胞间的相互作用，从而引发特异性细胞反应，包括对细胞黏附、增殖、分化、凋亡以及细胞外基质的重建等一系列行为起到重要作用，以及对于组织再生与修复都具有潜在应用前景和意义。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜，使适合于细胞生长并能诱导干细胞定向分化。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜的方法，以使其具有操作方便、简单易行、成本低廉和可重复性好等优点。技术方案为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下一种用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜，由以下方法所得在表面有二氧化硅胶体微球有序阵列的模板上涂覆生物材料溶液，固化成型后，分离模板和薄膜， 对薄膜进行拉伸或不拉伸，得纳米多孔生物材料薄膜，其中，纳米多孔生物材料薄膜的材质为聚苯乙烯(PS)、聚乳酸(PLLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)或聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)0一种制备用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜的方法，包括以下步骤(1)清洗模板载体，将载体放入盛有SiA纳米粒子单分散乙醇溶液的容器中，室温下静置5 7d，取出，得表面形成二氧化硅胶体微球的有序阵列硬模板；(2)在模板表面涂覆生物材料溶液，使其渗入S^2微球孔隙中，溶剂挥发，薄膜成型，用 2% ν/ν氢氟酸分离模板和薄膜，用1% ν/ν氢氟酸浸泡薄膜清除残余SiO2微球，用纯水冲洗薄膜，晾干，得纳米多孔生物材料薄膜；其中，生物材料溶液为PS的甲苯溶液、PLGA的氯仿溶液、PLLA的二氯甲烷溶液或PMMA的N，N- 二甲基甲酰胺溶液；(3)去除纳米多孔生物材料薄膜边缘不平整处，在8(T85°C的水浴中进行勻速拉伸纳米多孔生物材料薄膜，得到不同拉伸度的纳米多孔生物材料薄膜。步骤(1)中，载体为载玻片，采用体积比3 1的浓硫酸和过氧化氢混合液，在80°C下中放置，清洗至气泡消失。步骤(1)中，SiA纳米粒子的直径为200nm，SiO2纳米粒子单分散乙醇溶液的质量体积浓度为5%。步骤(1)中，SiO2微球的有序阵列的长度为2 3cm。步骤(2)中，PS的甲苯溶液、PLGA的氯仿溶液、PLLA的二氯甲烷溶液以及PMMA的 N, N- 二甲基甲酰胺溶液的w/v浓度分别为20%、10%、洲以及25%。步骤(2)中，室温下，待溶剂基本挥发，材料成固体状，在真空干燥箱中60°C保温 12h以上，使溶剂完全挥发，再放入80°C烘箱中固化2h，使薄膜成型。步骤(2)中，1% v/vHF浸泡薄膜4 以上，每1 换液一次，使薄膜上没有残余SW2 微球。步骤(3)中，不同拉伸度的纳米多孔生物材料薄膜的拉伸倍数为2飞倍。上述的用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜在培养细胞和诱导干细胞定向分化中的应用。本专利技术将该方法应用到四种不同的生物材料上，包括PS、PLLA、PLGA和PMMA，这四种材料由于物理化学性质的不同，其溶解溶剂，溶解浓度，由同一模板得到的纳米多孔生物材料薄膜都不尽相同。有益效果本专利技术的优点在于采用简单易行的胶体粒子模板法，以不同材料制备有规则的纳米多孔基底膜，该方法成本低廉，不需要超洁净实验环境，可重复性好，并可以大批量制备，具有操作方便、简单易行、成本低廉以及可重复性好等优势，这些优势可被广泛应用于生物材料的纳米结构制备。制备的纳米多孔生物材料薄膜可诱导干细胞定向分化，表现出其操纵细胞行为的潜力和在组织工程领域的应用潜力，非常适用于体外大规模细胞培养，具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益和社会效应。附图说明图1是实施例1的四种不同生物材料以同一模板得到的纳米多孔生物材料薄膜扫描电镜图2是拉伸纳米多孔生物材料薄膜扫描电镜图，左列为PMMA，由上至下分别拉伸2倍、 3倍和4倍；右列为PS，由上至下分别拉伸2倍、3倍和6倍；图3为大鼠骨髓间充质干细胞在PS薄膜上向成骨细胞分化实验的免疫荧光染色(14 天，21天)和茜素红染色( 天)图片，其中红色为细胞骨架，蓝色为细胞核，绿色为骨钙蛋白，红色箭头所指为钙结节。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1二氧化硅(SiO2)胶体微球有序阵列模板的制备将浓硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)按 3 1的体积比例混合，倒入放有载玻片的玻璃培养皿中，在80°C下中放置30min，至气泡消失。取出载玻片，将其竖直插入盛有直径为200nm的SiO2纳米粒子单分散乙醇溶液的称量瓶中，室温下静置5 7d，载玻片上即形成约2-3cm长度的SW2微球的有序阵列，得模板。4按一定的质量体积比(w/v)将生物材料(溶质)溶于相应溶剂中，磁力搅拌至完全溶解并混合均勻，得生物材料溶液；无气泡的情况下将生物材料溶液涂覆在模板表面，使其渗入S^2微球孔隙中，平面膜则将生物材料溶液涂覆在洁净的载玻片表面，不同生物材料使用的质量浓度及对应溶剂如表ι所示。表1不同生物材料使用的质量浓度及对应溶剂表。权利要求1.一种用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜，其特征在于由以下方法所得，在表面有二氧化硅胶体微球有序阵列的模板上涂覆生物材料溶液，固化成型后，分离模板和薄膜，对薄膜进行拉伸或不拉伸，得纳米多孔生物材料薄膜，其中，纳米多孔生物材料薄膜的材质为PS、PLGA, PLLA或PMMA。2.一种制备权利要求1所述的用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)清洗模板载体，将载体放入盛有S^2纳米粒子单分散乙醇溶液的容器中，室温下静置5 7d，取出，得表面形成二氧化硅胶体微球的有序阵列硬模板；(2)在模板表面涂覆生物材料溶液，使其渗入S^2微球孔隙中，溶剂挥发，薄膜成型，用 2% ν/ν氢氟酸分离模板和薄膜，用1% ν/ν氢氟酸浸泡薄膜清除残余SiO2微球，用纯水冲洗薄膜，晾干，得纳米多孔生物材料薄膜；其中，生物材料溶液为PS的甲苯溶液、PLGA的氯仿溶液、PLLA的二氯甲烷溶液或PMMA的N，N- 二甲基甲酰胺溶液；(3)去除纳米多孔生物材料薄膜边缘不平整处，在8(T85°C的水浴中进行勻速拉伸纳米多孔生物材料薄膜，得到不同拉伸度的纳米多孔生物材料薄膜。3.根据权利要求2所述的制备用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜的方法，其特征在于步骤(1)中，载体为载玻片，采用体积比3 :1的浓硫酸和过氧化氢混合液，在80°C下中放置，清洗至气泡消失。4.根据权利要求2所述的制备用于诱导干细胞定向分化的纳米多孔生物材料薄膜的方法，其特征在于步骤(1)中，SiO2纳米粒子的直径为200nm，SiA纳米粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁平，顾忠泽，汪溪，汪燕艳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：