间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用的制作方法
1.本发明属于支架材料技术领域，涉及间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用。
背景技术：
2.间充质干细胞是一种多能干细胞，它具有干细胞的所有共性，即自我更新和多向分化能力，在临床应用也最多，与造血干细胞联合应用，可以提高移植的成功率，加速造血重建；当患者接受大剂量化疗后，将间充质干细胞与造血干细胞一同输入，可明显加速患者血细胞恢复时间，且安全无不良反应。
3.骨髓间充质干细胞因其取材容易、易于体外培养增殖，同时具有良好的成骨、成软骨、成脂肪甚至肌原细胞分化潜能，成为骨组织工程研究领域最重要的种子细胞，具有广泛的应用前景。定向诱导人骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化，对骨组织工程的研究提供重要的理论指导，进而为临床上骨质疏松、骨损伤等骨科疾病的攻克提供了新思路。
4.目前可促进成骨分化的高机械强度支架材料多为人工合成材料，材料的机械强度和降解速度之间的矛盾还无法解决且材料在体内仍有一定的抗原性；且供细胞诱导分化的营养活性物质不足，导致间充质干细胞体外培养进展较慢，为此，我们提供间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用，所述支架材料由石墨烯纳米颗粒、多孔隙丝素蛋白支架和陶瓷植入段组成，所述石墨烯纳米颗粒均匀负载于多孔隙丝素蛋白支架，所述陶瓷植入段与多孔隙丝素蛋白支架通过纤连蛋白连接。
7.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述石墨烯纳米颗粒为均匀球形形貌结构；所述石墨烯纳米颗粒由氧化石墨烯通过优化的hummers法合成。
8.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述支架材料的制备采用溶胶-凝胶法结合热处理的方法完成。
9.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述多孔隙丝素蛋白支架的平均孔隙率为50％～85％，平均孔径为100～1000微米，且多孔隙丝素蛋白支架含有钠、钾、镁、钙、磷、氮无机离子。
10.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述多孔隙丝素蛋白支架的制备方法如下：
11.s1：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3:7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白；
12.s2：将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可。
13.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述陶瓷植入段为锥度圆台结构，陶瓷植入段的外表面开设有微细纹路，微细纹路的内部填充有活性功能料，活性功能料为骨形成蛋白和骨生长因子的混合物。
14.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述支架材料的制备工艺：
15.第一步：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3：7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白，将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可；
16.第二步：通过优化的hummers法合成石墨颗粒，通过研磨的方式获取石墨烯米颗粒，并将获取的石墨烯米颗粒与多孔隙丝素蛋白支架结合，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，得到支架材料；
17.第三步：将人骨髓间充质干细胞以105～106细胞数接种到第二步得到的支架材料，并置于成骨诱导分化微环境中进行培养。
18.在上述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用中，所述支架材料在间充质干细胞培养方面应用，并在体外成骨诱导分化应用。
19.与现有技术相比，本发明间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用的优点为：本发明通过优化的hummers法合成石墨烯纳米颗粒，再通过天然粘土为粘合剂，以丝素蛋白为原料形成多孔隙丝素蛋白支架，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，组间充质干细胞体外成骨诱导分化的成支架材料，其特有的生物相容性、机械强度特征及生物降解特性，同时添加细胞所需的微量元素和营养活性物质，促进人骨髓间充质干细胞成骨分化，有助于干细胞成骨分化的成型。
附图说明
20.图1是本发明间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用结构示意图。
具体实施方式
21.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
22.如图1所示，本发明间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用，支架材料由石墨烯纳米颗粒、多孔隙丝素蛋白支架和陶瓷植入段组成，石墨烯纳米颗粒均匀负载于多孔隙丝素蛋白支架陶瓷植入段与多孔隙丝素蛋白支架通过纤连蛋白连接。
23.石墨烯纳米颗粒为均匀球形形貌结构；石墨烯纳米颗粒由氧化石墨烯通过优化的hummers法合成；支架材料的制备采用溶胶-凝胶法结合热处理的方法完成。
24.实施例一
25.多孔隙丝素蛋白支架的制备方法如下：
26.s1：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3:7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白；
27.s2：将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可。
28.在制备阶段，需要保证多孔隙丝素蛋白支架的平均孔隙率为50％～85％，平均孔径为100～1000微米，且多孔隙丝素蛋白支架含有钠、钾、镁、钙、磷、氮无机离子，且无机离子的浓度要高于营养液培养标准浓度。
29.实施例二
30.支架材料的制备工艺：
31.第一步：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3：7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白，将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可；
32.第二步：通过优化的hummers法合成石墨颗粒，通过研磨的方式获取石墨烯米颗粒，并将获取的石墨烯米颗粒与多孔隙丝素蛋白支架结合，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，得到支架材料；
33.第三步：将人骨髓间充质干细胞以105～106细胞数接种到第二步得到的支架材料，并置于成骨诱导分化微环境中进行培养。
34.在陶瓷植入段的制备阶段，需要保证的是：
35.陶瓷植入段为锥度圆台结构，陶瓷植入段的外表面开设有微细纹路，微细纹路的内部填充有活性功能料，活性功能料为骨形成蛋白和骨生长因子的混合物。
36.支架材料在间充质干细胞培养方面应用，并在体外成骨诱导分化应用。
37.本发明通过优化的hummers法合成石墨烯纳米颗粒，再通过天然粘土为粘合剂，以丝素蛋白为原料形成多孔隙丝素蛋白支架，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，组间充质干细胞体外成骨诱导分化的成支架材料，其特有的生物相容性、机械强度特征及生物降解特性，同时添加细胞所需的微量元素和营养活性物质，促进人骨髓间充质干细胞成骨分化，有助于干细胞成骨分化的成型。
38.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
技术特征：
1.间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料由石墨烯纳米颗粒、多孔隙丝素蛋白支架和陶瓷植入段组成，所述石墨烯纳米颗粒均匀负载于多孔隙丝素蛋白支架，所述陶瓷植入段与多孔隙丝素蛋白支架通过纤连蛋白连接。2.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述石墨烯纳米颗粒为均匀球形形貌结构；所述石墨烯纳米颗粒由氧化石墨烯通过优化的hummers法合成。3.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料的制备采用溶胶-凝胶法结合热处理的方法完成。4.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述多孔隙丝素蛋白支架的平均孔隙率为50％～85％，平均孔径为100～1000微米，且多孔隙丝素蛋白支架含有钠、钾、镁、钙、磷、氮无机离子。5.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述多孔隙丝素蛋白支架的制备方法如下：s1：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3:7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白；s2：将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可。6.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述陶瓷植入段为锥度圆台结构，陶瓷植入段的外表面开设有微细纹路，微细纹路的内部填充有活性功能料，活性功能料为骨形成蛋白和骨生长因子的混合物。7.根据权利要求1所述的间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料的制备工艺：第一步：将蚕茧于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，得到2.5g/ml丝素蛋白溶液；将甘油溶液与上述制备的丝素蛋白溶液以3：7的重量比预混合；将所得混合物冷冻干燥后切片获得丝素蛋白，将获取的丝素蛋白采用天然粘土为粘合剂将丝素蛋白压制成立式中空圆柱形状定型即可；第二步：通过优化的hummers法合成石墨颗粒，通过研磨的方式获取石墨烯米颗粒，并将获取的石墨烯米颗粒与多孔隙丝素蛋白支架结合，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，得到支架材料；第三步：将人骨髓间充质干细胞以105～106细胞数接种到第二步得到的支架材料，并置于成骨诱导分化微环境中进行培养。8.间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料的应用，其特征在于，所述支架材料在间充质干细胞培养方面应用，并在体外成骨诱导分化应用。
技术总结
本发明提供了间充质干细胞体外成骨诱导分化的支架材料及其应用，所述支架材料由石墨烯纳米颗粒、多孔隙丝素蛋白支架和陶瓷植入段组成，所述石墨烯纳米颗粒均匀负载于多孔隙丝素蛋白支架，所述陶瓷植入段与多孔隙丝素蛋白支架通过纤连蛋白连接。本发明通过优化的Hummers法合成石墨烯纳米颗粒，再通过天然粘土为粘合剂，以丝素蛋白为原料形成多孔隙丝素蛋白支架，通过纤连蛋白连接陶瓷植入段，组间充质干细胞体外成骨诱导分化的成支架材料，其特有的生物相容性、机械强度特征及生物降解特性，同时添加细胞所需的微量元素和营养活性物质，促进人骨髓间充质干细胞成骨分化，有助于干细胞成骨分化的成型。干细胞成骨分化的成型。干细胞成骨分化的成型。
