以离子液体为介质的细胞外基质分散体系及其制备方法

技术领域

本发明涉及利用离子液体为细胞外基质分散介质的加工与应用技术领域，具体涉及一种以离子液体为介质的细胞外基质分散体系及其制备方法。

背景技术

细胞外基质(extracellular matrix，ECM)是细胞周围多种大分子组成的复杂网络，其主要由纤维蛋白(主要包括胶原、弹性蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白)和蛋白多糖组成。细胞外基质通常与生长因子等物质结合，对细胞粘附、分化、增殖、迁移和功能表达等方面发挥重要作用。由于细胞外基质具有生物相容性好等优势，其作为生物材料在组织工程和疾病治疗等领域中极具应用潜力。

然而，由于细胞外基质由多种生物分子组成，成分复杂多样，且分子间存在复杂的网络结构，使其在传统溶剂中难以溶解及分散，处理中易于变性，导致其难以加工，从而在很大程度上限制了其应用。目前，对于这一天然难溶性混合物的加工和应用通常需要预先对其进行化学处理或酶消化处理等，过程相对复杂，且易于破坏其结构，同时易于引入杂质。因此，开发可以有效分散细胞外基质的新型溶剂介质，对于细胞外基质的加工和应用十分重要。

离子液体通常由有机阳离子和无机/有机阴离子构成，其熔点一般低于100℃，甚至低于室温；且其具有几乎不挥发、稳定性好、液程宽、导电等优势。因此，离子液体可以作为一种新型的绿色溶剂，其可以溶解一些难溶性的天然高分子和小分子。同时，离子液体对于很多有机物、无机物、高分子、小分子、极性物质、非极性物质都具有很好的相容性，从而使其可以作为分散介质有效分散很多有机物和无机物。但目前对于离子液体作为细胞外基质的分散介质尚未有相关报道，目前的研究均集中于细胞外基质的应用。

鉴于此，本申请开发一种以离子液体为介质的细胞外基质分散体系及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种以离子液体为介质的细胞外基质分散体系及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：以离子液体为介质的细胞外基质分散体系，包括细胞外基质，用于分散所述细胞外基质的离子液体，所述离子液体至少包括1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐，1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐，1-乙基-3-甲基咪唑氯盐，1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，1-乙基-3-甲基咪唑溴盐，1-丁基-3-甲基咪唑溴盐，1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐，1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐，1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐中的一种。

进一步地，细胞外基质至少包括动物的皮肤、小肠粘膜、心包、膀胱、羊膜、角膜、口腔粘膜、跟腱、鱼鳔脱细胞材料中的一种。

以离子液体为介质的细胞外基质分散体系的制备方法，其特征在于：制备上述的离子液体为介质的细胞外基质分散体系，其制备步骤如下：

S1：将细胞外基质置于离子液体介质中混合；

S2：在预设条件下，将细胞外基质在离子液体介质中分散；

S3：通过静置或离心得到离子液体为介质的细胞外基质分散体系。

进一步地，细胞外基质和离子液体介质的质量-体积(mg/mL)比为：(1-500)：1。

进一步地，预设条件包括分散温度、分散方式、分散时间中的一种或多种。

进一步地，分散方式包括搅拌、超声、漩涡、研磨、盘磨、球磨、超声破碎、机械分散、机械破碎中的一种或多种。

进一步地，搅拌的速度为50-1500rpm，时间为1-168h。

进一步地，分散温度为0-80℃。

进一步地，步骤S3中的离心速度为3000-15000rpm，离心时间为10-360min。

以离子液体为介质的细胞外基质分散体系的应用，将上述的以离子液体为介质的细胞外基质分散体系应用于材料加工、组织工程、药物控释、医美保健、化妆品、食品工程、光电传感、穿戴材料、人工智能、生命科学、生物医学、化学反应、催化转化和纳米医学领域。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明以离子液体为介质的细胞外基质分散体系，通过以离子液体为介质，可以有效地实现细胞外基质的分散，简单易行，同时可以根据需要制备不同性能的细胞外基质分散体系。

2、本发明可以通过设计调节离子液体的种类、细胞外基质的种类、含量等，进而调节离子液体为介质的细胞外基质分散体系的性能，从而实现更有针对性地应用。

3、本发明离子液体不但可以分散细胞外基质，还是很多药物小分子、生物大分子、导电无机物、生物活性无机物的溶剂和分散剂，从而可以根据需求设计制备更具功能化的细胞外基质分散体系，从而实现更易于加工和在生物医药等领域中应用。

附图说明

图1为本发明实施例制备获得的以离子液体为介质的猪小肠粘膜ECM分散体系、以离子液体为介质的牛心包ECM分散体系、以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系和鱼鳔ECM于水中(实验对照)照片；

图2为本发明实施例制备获得的以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系和鱼鳔ECM粉显微镜照片；

图3为本发明实施例制备获得的以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系的流动性及可注射性照片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

(1)将40.3mg猪小肠粘膜脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入1.06mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，29.7℃下搅拌21.1小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在10000rpm下离心30分钟，下层得到以离子液体为介质的猪小肠粘膜ECM分散体系，如图1所示。

实施例2

(1)将39.8mg牛心包脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入0.97mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在990rpm，27.2℃下搅拌20.5小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在8000rpm下离心25分钟，下层得到以离子液体为介质的牛心包ECM分散体系，如图1所示。

实施例3

(1)将40.0mg鱼鳔脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入1.00mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在850rpm，33.2℃下搅拌21.0小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在6000rpm下离心18分钟，下层得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系。相对于普通常用溶剂如水，离子液体对鱼鳔ECM起到了明显的分散作用，如图1所示。

实施例4

(1)将100mg鱼鳔脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入5mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，37-80℃下搅拌22.5小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在室温下静置，下层得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系。通过显微镜照片可以看出鱼鳔ECM粉末均匀的分散于离子液体EMIMAc中，相对于纯鱼鳔ECM粉末，具有明显良好的分散性，如图2所示。

实施例5

(1)将20mg猪小肠粘膜脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入2mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，29℃下搅拌18小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在室温下静置，下层得到以离子液体为介质的猪小肠粘膜ECM分散体系。

实施例6

(1)将20.3mg鱼鳔脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入1.98mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，28℃下搅拌17.8小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在室温下静置，下层得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系。

实施例7

(1)将20mg鱼鳔脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入2mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，24.7-33.2℃下搅拌26小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在3500-10000rpm下离心30分钟，下层得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系。去掉上层清液后，发现得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系没有明显的流动性，可用注射器注射，鱼鳔ECM含量为72.2mg/mL，如图3所示。

实施例8

(1)将20mg鱼鳔脱细胞材料粉末细胞外基质(ECM)放入1mL1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)离子液体介质中，得到混合体系。

(2)将混合体系在1000rpm，26.8-37.5℃下搅拌17小时，对细胞外基质在离子液体介质中进行分散。

(3)将混合体系在10000rpm下离心10分钟，下层得到以离子液体为介质的鱼鳔ECM分散体系。

综上，本发明的以离子液体为介质的细胞外基质分散体系，通过以离子液体为介质，可以有效地实现细胞外基质的分散，简单易行，同时可以根据需要制备不同性能的细胞外基质分散体系。可以通过设计调节离子液体的种类、细胞外基质的种类、含量等，进而调节离子液体为介质的细胞外基质分散体系的性能从而实现更有针对性地应用。离子液体不但可以分散细胞外基质，还是很多药物小分子、生物大分子、导电无机物、生物活性无机物的溶剂和分散剂，可以根据需求设计制备更具功能化的细胞外基质分散体系，从而实现更易于加工和在生物医药等领域中应用。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。