[發明專利]蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架及其制備方法

無效

• 申請號: 200810037102.5
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN101264343A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 孫康;喬秀穎;李偉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61L27/26
• 分類號: A61L27/26;A61L27/56;A61L31/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種生物醫學材料技術領域的支架及其制備方法，具體是一種蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著細胞生物學、材料科學和分子生物學等學科的發展，組織工程概念的提出為器官缺損的修復提供了新的思路。組織工程支架材料是組織工程的關鍵，目前生物可降解高分子材料特別是脂肪族聚酯越來越受到人們的關注，如聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)，聚己內酯(PCL)以及它們的共混物和共聚物等等。它們都有良好的生物相容性，是植入材料的理想選擇。同時，它們還具有良好的熱塑性和成型加工性，因而在生物醫學領域有著廣泛應用。但是作為組織工程支架材料，它們都有著各自的缺點：聚乳酸和聚羥基乙酸的降解速率過快；聚己內酯雖然降解速率較慢，但是力學性能較差。而且上述材料植入后的降解產物會產生局部酸性，可能會引發炎癥反應。如何改進這些不足是目前研究工作的重點。

目前已經有將聚己內酯和殼聚糖/羥基磷灰石復合來制備組織工程多孔材料的專利，利用殼聚糖和羥基磷灰石來緩解聚己內酯在降解過程中引起的pH值下降并同時改善力學性能。比如中國專利公開號：CN?101015712A，單該專利制備方法使用了冰醋酸作為聚己內酯的溶劑，有機溶劑的殘留可能會使材料的生物相容性受到影響。

蠶絲是一種天然的多肽纖維，由絲膠和絲素兩部分組成。其中絲素部分與人體的角質和膠原同為蛋白質，有十分相似的結構，具有良好的生物相容性和生物降解性。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利名稱：組織工程支架用多孔材料及其制備方法，授權公告號：CN?1181892C。但該方法所制備的多孔支架力學性能較差。蠶絲絲素纖維強度高，可以用增強可降解高分子來改善力學性能，且在提高力學性能的同時又能保證材料的生物相容性和生物降解性。目前，使用蠶絲纖維來增強高聚物制成多孔材料并作為組織工程支架的應用尚未見報道。

組織工程材料要有高孔隙率，且內部連通的三維結構，從而為細胞生長、養分交換和代謝產物的流通提供足夠的空間。為了獲得上述結構，已經開發了相分離法、纖維聯接法、氣體發泡法、粒子濾出法、快速成型法等常用的支架制備方法。然而，這些方法都存在著各自的不足，比如相分離法不可避免的加入了有機溶劑，纖維聯接法用于骨組織工程支架時的強度較低，氣體發泡法得到的孔洞連通性較差，快速成型方法得到的孔隙率較低，粒子濾出法會有致孔劑殘留問題等等。如何更好的利用上述方法的優點，制備出符合要求的組織工程支架，也是人們集中研究的熱點之一。

發明內容

本發明的目的是針對現技術的不足，提供一種蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架及其制備方法，得到的支架有較高的孔隙率并且內部孔洞連通，孔隙率和力學性能可調。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明所涉及的蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架，由聚己內酯和蠶絲絲素纖維構成，其中聚己內酯為基體相，蠶絲絲素纖維為增強相，具有三維多孔并且孔洞連通的結構，孔隙率為52.9％-83.2％。本發明支架中，聚己內酯與蠶絲絲素纖維質量比為85∶15-55∶45，孔洞大小為100um-300um。

本發明通過蠶絲絲素纖維來增強聚己內酯的力學性能，并且在一定程度上緩解聚己內酯在降解過程中出現局部酸性過大的問題。

本發明所述的蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架的制備方法，是將熔融共混法和粒子濾出法結合，采用綠色環保的致孔劑濾出技術獲得孔洞，將水溶性高分子和無機鹽作為復合致孔劑，通過水溶性高分子溶解后產生的孔洞使致孔劑完全濾出，解決了粒子濾出法中致孔劑殘留的問題。

本發明所涉及的蠶絲纖維增強聚己內酯多孔支架的制備方法包括以下步驟：

第一步，蠶絲脫膠：將蠶絲放入Na₂CO₃溶液中，在90℃-100℃下加熱，使蠶絲脫膠，然后把得到的絲素纖維用去離子水沖洗后烘干。

所述Na₂CO₃溶液，其質量分數為0.5％。

所述加熱，其時間為40min。

所述烘干，是指在70℃-80℃下真空烘干。

第二步，共混：將聚己內酯、蠶絲絲素纖維、水溶性高分子(聚氧化乙烯)和無機鹽(氯化鈉)熔融共混，將共混得到的物質放入模具中模壓，然后保持壓力不變的情況下室溫冷壓后脫模。

所述熔融共混中，各物質的質量分數為：聚己內酯7.1％-27.6％，水溶性高分子(聚氧化乙烯)7.1％-27.6％，無機鹽(氯化鈉)40％-80％，蠶絲絲素纖維1.6％-17.4％。