專利名稱：一種用于細胞培養的玉米醇溶蛋白納米纖維膜的制備方法
技術領域：
本發明是關于一種可用于細胞培養的納米纖維膜的制備方法，這種生物可降解納米纖維可以用做細胞培養的支持材料，屬于細胞培養載體材料的技術領域。
背景技術：
在組織工程中細胞載體材料起到細胞外基質的作用，是對細胞外基質的結構和功能的仿生。靜電紡絲制備的納米纖維支架與細胞外基質在形態結構上的相似性，為其在組織工程中的應用研究提供了源動力。納米纖維載體材料具有高的表面積和孔隙率，有利于細胞粘附和進入膜材料。玉米醇溶蛋白是玉米蛋白粉中的主要蛋白質，具有很好的生物相容性、生物降解性、成膜性等特性。玉米醇溶蛋白作為一類生物可降解高分子材料，應用領域非常廣泛，尤其在醫療衛生領域。細胞載體材料是細胞、組織培養的關鍵材料，蛋白質或含蛋白質共混物是常用的細胞載體材料。細胞能很好地在玉米醇溶蛋白細胞載體材料上黏附和增殖，故這種材料有很大的發展前景。靜電紡絲是制備超細纖維和納米纖維的重要方法，用靜電紡絲法制得的纖維直徑一般在幾十納米至幾微米之間。由于靜電紡纖維膜內部相互連接，具有三維的多孔結構和巨大的表面面積，用此方法制備的纖維膜能夠很好地應用在細胞載體材料等生物醫學領域。由靜電紡制備的玉米醇溶蛋白纖維膜，由于其優良的生物性能，是細胞載體材料、組織工程支架、藥物控制釋放等的優良材料。但是其存在著力學性能較差等缺點，需要改進。由于通過化學改性后殘留的化學試劑很難全部去除，殘留的毒性影響了玉米醇溶蛋白纖維的生物相容性。因此，尋求既能改善纖維的力學性能，又能制得無毒、可降解的靜電紡玉米醇溶蛋白纖維膜是研究的目標。為了擴大玉米醇溶蛋白纖維膜的使用范圍和效果，有必要改進其力學強度，用一種簡單、易行的加工工藝，制成玉米醇溶納米纖維膜材料。
發明內容
技術問題本發明旨在提供一種用于細胞培養的玉米醇溶蛋白納米纖維膜的制備方法，該制備方法簡單有效、制備裝置簡單、穩定性好、耐高溫高壓滅菌處理、可重復使用、
無毒無害。技術方案在本發明中，我們提出采用添加聚乙烯醇對玉米醇溶蛋白膜進行力學改性，并提供了該材料的制備方法。本發明的用于細胞培養的玉米醇溶蛋白納米纖維膜的制備，玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維是帶狀纖維，納米纖維的橫向尺寸為625納米-3. 92微米，納米纖維無規堆積成納米纖維膜，其具體制備步驟如下(I)配置乙醇和水的混合紡絲溶劑。(2)將玉米醇溶蛋白溶于溶劑中，得到電紡溶液，然后添加聚乙烯醇到溶液中， 80°C下磁力攪拌12h，得到紡絲混合溶液。
(3)安裝收集裝置，由于單純用鋁箔接收的纖維膜在取下的過程中不易保持完整， 會有部分殘留于鋁箔之上。故改進收集裝置，使其更易得到完整的納米纖維膜。(4)玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇混合紡絲溶液倒入針管中。管外和收集裝置分別接直流高壓電源的正、負極，設置一定的擠出速度，紡絲的電壓及紡絲噴頭至接收器的距離， 進行紡絲。(5)樣品自接收板取下后，置于真空干燥箱中。有益效果本發明所制的玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜的力學強度有了顯著提高，能滿足作為胚胎干細胞培養載體材料的應用需求。(I)本發明提供的玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜是可生物降解天然高分子醇溶性玉米蛋白納米纖維膜材料，無毒無害。(2)本發明提供的玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜是經靜電紡絲加工制得， 制備方法簡單有效、制備裝置簡單、穩定性好，可通過靜電紡絲工藝條件的變化，調節納米纖維的直徑、膜材料的孔隙率等指標。(3)本發明提供的玉米醇溶蛋白納米纖維膜材料實驗證實了有助于小鼠胚胎干細胞的增殖，培養五天干細胞克隆直徑達100 u m。且纖維膜經120°C蒸壓30分鐘后可回收再使用。與普通PC板上培養相比，胚胎干細胞更易在納米纖維膜上附著。
圖I.玉米蛋白納米纖維膜掃描電鏡照片。圖2.玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜掃描電鏡照片。圖3.小鼠胚胎干細胞在納米纖維膜上培養的特征分析。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步詳細地說明實施例I將I. 5-4. 0克玉米醇溶蛋白溶于IOml乙醇和水的混合溶劑中，乙醇和水的體積比為80 20,70 30,60 40配成15%-40% (w/v)的高分子溶液，然后加入塑料注射器中，注射器接高壓正電場，噴射頭與接收物間距離控制在15cm 25cm，溶液流速0. 5mL/h 2mL/h,電壓為IOkV 18kV，進行電紡，得到帶狀結構納米纖維，納米纖維無規堆砌為玉米醇溶蛋白納米纖維膜。實施例2將玉米醇溶蛋白溶于IOml乙醇和水的混合溶劑中，乙醇和水的體積比為70 30， 再加入聚乙烯醇，玉米醇溶蛋白和聚乙烯醇的質量比為5 1,4 1,3 1,2 1,1 I, 80°C下磁力攪拌12h，配成質量濃度為15%的高分子溶液，然后加入塑料注射器中，注射器接高壓正電場，噴射頭與接收物間距離控制15cm 25cm，溶液流速0. 5mL/h 2mL/h，電壓為OkV 18kV，進行電紡，得到力學性能大幅提升的納米纖維膜。
權利要求
1.一種功能纖維材料由玉米醇溶蛋白和聚乙烯醇經由靜電紡絲過程制得，納米纖維的橫向尺寸為625 3920納米，納米纖維無規堆積成納米纖維膜。其制備方法特征在于以下步驟1)配置乙醇和水的混合紡絲溶劑。2)將玉米醇溶蛋白溶于溶劑中，得到電紡絲溶液，然后添加聚乙烯醇到溶液中，80°C下磁力攪拌12h，得到紡絲混合溶液。3)安裝收集裝置，由于單純用鋁箔接收的纖維膜在取下的過程中不易保持完整，會有部分殘留于鋁箔之上。故改進收集裝置，使其更易得到完整的納米纖維膜。4)玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇混合紡絲溶液倒入塑料針管中。塑料管外和收集裝置分別接直流高壓電源的正、負極，設置一定的擠出速度，紡絲的電壓及紡絲噴頭至接收器的距離，進行紡絲。5)樣品自接收板取下后，置于真空干燥箱中。
2.根據權利要求I的制備方法，其特征在于步驟I)所配置的紡絲溶劑乙醇和水的體積比為 80 20，70 30，60 40。
3.根據權利要求I的制備方法，其特征在于步驟2)所用的聚乙烯醇的分子量為Mw= 150000g/mol 350000g/mol，玉米醇溶蛋白與聚乙烯醇的質量比為5 1,4 1,3 1， 2 1,1 I。
4.根據權利要求I的制備方法，其特征在于步驟3)所用接收裝置為在鋁箔之上添加聚四氟乙烯板。
5.根據權利要求I的制備方法，其特征在于步驟4)中的電紡絲條件為擠出速度為O.5mL/h 2mL/h,電壓為IOkV 18kV,紡絲頭至接收器的距離為15cm 25cm。
6.根據權利要求I的制備方法，其特征在于步驟5)中的干燥條件為室溫真空干燥24h。
7.根據權利要求I所制得玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜，其應用在于作為細胞培養載體材料，可用于培養各種細胞，包括胚胎干細胞、骨髓間充質干細胞等。
全文摘要
本發明公開了一種可用細胞培養的納米纖維膜的制備方法。玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜是一種細胞培養載體材料，該材料包括生物可降解天然高分子玉米醇溶蛋白，生物相容高分子聚合物聚乙烯醇。玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米帶狀纖維，納米纖維的橫向尺寸為625-3920納米，納米纖維無規堆積成納米纖維膜。玉米醇溶蛋白/聚乙烯醇納米纖維膜是經靜電紡絲加工制得，制備方法簡單有效、制備裝置簡單、穩定性好，可通過靜電紡絲工藝條件的變化，調節納米纖維的直徑、膜材料的孔隙率等指標。實驗證實了玉米醇溶蛋白納米纖維膜材料與普通PC板相比有助于小鼠胚胎干細胞的增殖，培養五天干細胞克隆直徑達100μm。且纖維膜經120℃蒸壓30分鐘后可回收再使用。
文檔編號C12M3/00GK102587036SQ20121008461
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者劉永佳, 孫大輝, 張梅, 張雁, 蔡紅莉 申請人:吉林大學