間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用的制作方法
1.本發明屬于支架材料技術領域，涉及間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用。
背景技術：
2.間充質干細胞是一種多能干細胞，它具有干細胞的所有共性，即自我更新和多向分化能力，在臨床應用也最多，與造血干細胞聯合應用，可以提高移植的成功率，加速造血重建；當患者接受大劑量化療后，將間充質干細胞與造血干細胞一同輸入，可明顯加速患者血細胞恢復時間，且安全無不良反應。
3.骨髓間充質干細胞因其取材容易、易于體外培養增殖，同時具有良好的成骨、成軟骨、成脂肪甚至肌原細胞分化潛能，成為骨組織工程研究領域最重要的種子細胞，具有廣泛的應用前景。定向誘導人骨髓間充質干細胞向成骨細胞方向分化，對骨組織工程的研究提供重要的理論指導，進而為臨床上骨質疏松、骨損傷等骨科疾病的攻克提供了新思路。
4.目前可促進成骨分化的高機械強度支架材料多為人工合成材料，材料的機械強度和降解速度之間的矛盾還無法解決且材料在體內仍有一定的抗原性；且供細胞誘導分化的營養活性物質不足，導致間充質干細胞體外培養進展較慢，為此，我們提供間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用。
技術實現要素：
5.本發明的目的在于提供間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
6.本發明的目的可通過下列技術方案來實現：間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用，所述支架材料由石墨烯納米顆粒、多孔隙絲素蛋白支架和陶瓷植入段組成，所述石墨烯納米顆粒均勻負載于多孔隙絲素蛋白支架，所述陶瓷植入段與多孔隙絲素蛋白支架通過纖連蛋白連接。
7.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述石墨烯納米顆粒為均勻球形形貌結構；所述石墨烯納米顆粒由氧化石墨烯通過優化的hummers法合成。
8.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述支架材料的制備采用溶膠-凝膠法結合熱處理的方法完成。
9.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述多孔隙絲素蛋白支架的平均孔隙率為50％～85％，平均孔徑為100～1000微米，且多孔隙絲素蛋白支架含有鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氮無機離子。
10.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述多孔隙絲素蛋白支架的制備方法如下：
11.s1：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透
析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3:7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白；
12.s2：將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可。
13.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述陶瓷植入段為錐度圓臺結構，陶瓷植入段的外表面開設有微細紋路，微細紋路的內部填充有活性功能料，活性功能料為骨形成蛋白和骨生長因子的混合物。
14.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述支架材料的制備工藝：
15.第一步：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3：7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白，將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可；
16.第二步：通過優化的hummers法合成石墨顆粒，通過研磨的方式獲取石墨烯米顆粒，并將獲取的石墨烯米顆粒與多孔隙絲素蛋白支架結合，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，得到支架材料；
17.第三步：將人骨髓間充質干細胞以105～106細胞數接種到第二步得到的支架材料，并置于成骨誘導分化微環境中進行培養。
18.在上述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用中，所述支架材料在間充質干細胞培養方面應用，并在體外成骨誘導分化應用。
19.與現有技術相比，本發明間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用的優點為：本發明通過優化的hummers法合成石墨烯納米顆粒，再通過天然粘土為粘合劑，以絲素蛋白為原料形成多孔隙絲素蛋白支架，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，組間充質干細胞體外成骨誘導分化的成支架材料，其特有的生物相容性、機械強度特征及生物降解特性，同時添加細胞所需的微量元素和營養活性物質，促進人骨髓間充質干細胞成骨分化，有助于干細胞成骨分化的成型。
附圖說明
20.圖1是本發明間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用結構示意圖。
具體實施方式
21.以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
22.如圖1所示，本發明間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用，支架材料由石墨烯納米顆粒、多孔隙絲素蛋白支架和陶瓷植入段組成，石墨烯納米顆粒均勻負載于多孔隙絲素蛋白支架陶瓷植入段與多孔隙絲素蛋白支架通過纖連蛋白連接。
23.石墨烯納米顆粒為均勻球形形貌結構；石墨烯納米顆粒由氧化石墨烯通過優化的hummers法合成；支架材料的制備采用溶膠-凝膠法結合熱處理的方法完成。
24.實施例一
25.多孔隙絲素蛋白支架的制備方法如下：
26.s1：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3:7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白；
27.s2：將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可。
28.在制備階段，需要保證多孔隙絲素蛋白支架的平均孔隙率為50％～85％，平均孔徑為100～1000微米，且多孔隙絲素蛋白支架含有鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氮無機離子，且無機離子的濃度要高于營養液培養標準濃度。
29.實施例二
30.支架材料的制備工藝：
31.第一步：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3：7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白，將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可；
32.第二步：通過優化的hummers法合成石墨顆粒，通過研磨的方式獲取石墨烯米顆粒，并將獲取的石墨烯米顆粒與多孔隙絲素蛋白支架結合，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，得到支架材料；
33.第三步：將人骨髓間充質干細胞以105～106細胞數接種到第二步得到的支架材料，并置于成骨誘導分化微環境中進行培養。
34.在陶瓷植入段的制備階段，需要保證的是：
35.陶瓷植入段為錐度圓臺結構，陶瓷植入段的外表面開設有微細紋路，微細紋路的內部填充有活性功能料，活性功能料為骨形成蛋白和骨生長因子的混合物。
36.支架材料在間充質干細胞培養方面應用，并在體外成骨誘導分化應用。
37.本發明通過優化的hummers法合成石墨烯納米顆粒，再通過天然粘土為粘合劑，以絲素蛋白為原料形成多孔隙絲素蛋白支架，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，組間充質干細胞體外成骨誘導分化的成支架材料，其特有的生物相容性、機械強度特征及生物降解特性，同時添加細胞所需的微量元素和營養活性物質，促進人骨髓間充質干細胞成骨分化，有助于干細胞成骨分化的成型。
38.本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
技術特征：
1.間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料由石墨烯納米顆粒、多孔隙絲素蛋白支架和陶瓷植入段組成，所述石墨烯納米顆粒均勻負載于多孔隙絲素蛋白支架，所述陶瓷植入段與多孔隙絲素蛋白支架通過纖連蛋白連接。2.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述石墨烯納米顆粒為均勻球形形貌結構；所述石墨烯納米顆粒由氧化石墨烯通過優化的hummers法合成。3.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料的制備采用溶膠-凝膠法結合熱處理的方法完成。4.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述多孔隙絲素蛋白支架的平均孔隙率為50％～85％，平均孔徑為100～1000微米，且多孔隙絲素蛋白支架含有鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氮無機離子。5.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述多孔隙絲素蛋白支架的制備方法如下：s1：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3:7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白；s2：將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可。6.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述陶瓷植入段為錐度圓臺結構，陶瓷植入段的外表面開設有微細紋路，微細紋路的內部填充有活性功能料，活性功能料為骨形成蛋白和骨生長因子的混合物。7.根據權利要求1所述的間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料，其特征在于，所述支架材料的制備工藝：第一步：將蠶繭于0.02m碳酸鈉溶液中進行萃取并溶解于9.3m溴化鋰溶液中，蒸餾水透析并離心，得到2.5g/ml絲素蛋白溶液；將甘油溶液與上述制備的絲素蛋白溶液以3：7的重量比預混合；將所得混合物冷凍干燥后切片獲得絲素蛋白，將獲取的絲素蛋白采用天然粘土為粘合劑將絲素蛋白壓制成立式中空圓柱形狀定型即可；第二步：通過優化的hummers法合成石墨顆粒，通過研磨的方式獲取石墨烯米顆粒，并將獲取的石墨烯米顆粒與多孔隙絲素蛋白支架結合，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，得到支架材料；第三步：將人骨髓間充質干細胞以105～106細胞數接種到第二步得到的支架材料，并置于成骨誘導分化微環境中進行培養。8.間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料的應用，其特征在于，所述支架材料在間充質干細胞培養方面應用，并在體外成骨誘導分化應用。
技術總結
本發明提供了間充質干細胞體外成骨誘導分化的支架材料及其應用，所述支架材料由石墨烯納米顆粒、多孔隙絲素蛋白支架和陶瓷植入段組成，所述石墨烯納米顆粒均勻負載于多孔隙絲素蛋白支架，所述陶瓷植入段與多孔隙絲素蛋白支架通過纖連蛋白連接。本發明通過優化的Hummers法合成石墨烯納米顆粒，再通過天然粘土為粘合劑，以絲素蛋白為原料形成多孔隙絲素蛋白支架，通過纖連蛋白連接陶瓷植入段，組間充質干細胞體外成骨誘導分化的成支架材料，其特有的生物相容性、機械強度特征及生物降解特性，同時添加細胞所需的微量元素和營養活性物質，促進人骨髓間充質干細胞成骨分化，有助于干細胞成骨分化的成型。干細胞成骨分化的成型。干細胞成骨分化的成型。
