[發(fā)明專利]聚乳酸/殼聚糖復合納米纖維支架及其制備方法與應用

無效

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• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN101703807A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 趙劍豪;屠美;曾戎;查振剛;周長忍
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學
• 主分類號: A61L27/48
• 分類號: A61L27/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;陳燕嫻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料及組織工程技術(shù)，具體涉及一種聚乳酸/殼聚糖 復合納米纖維支架及其制備方法與應用。

背景技術(shù)

骨組織損傷已成為世界性多發(fā)病和常見病，雖然自體骨移植是治療骨缺損 的最佳方法，但其來源極其有限，遠不能滿足實際需求，骨組織工程為骨缺損 的修復或重建提供了有效的途徑。其中，細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能對細胞生長 與組織形成起關(guān)鍵調(diào)控作用。天然細胞外基質(zhì)主要由蛋白多糖和膠原纖維組 成，直徑為50-500nm的膠原纖維構(gòu)成納米纖維網(wǎng)絡，細胞正是通過這種納米 結(jié)構(gòu)的外基質(zhì)與周圍環(huán)境發(fā)生作用。因此構(gòu)建具有類細胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的 納米纖維支架，為細胞的生長、增殖和分化提供仿生的微環(huán)境，將有利于新組 織的形成。

組織工程納米纖維支架的構(gòu)建方法主要有三種：自組裝、電紡絲與相分離。 自組裝技術(shù)構(gòu)建的支架力學強度較低，不能滿足骨組織工程的強度要求。電紡 絲技術(shù)可以控制納米纖維的尺寸，并且制得的支架強度也較高，但是支架的孔 結(jié)構(gòu)不能控制，得不到有利于細胞生長以及輸送營養(yǎng)物質(zhì)和細胞代謝產(chǎn)物的大 孔結(jié)構(gòu)。相比之下，相分離技術(shù)既能獲得較高的支架強度，又能利用致孔劑對 孔結(jié)構(gòu)進行控制，通過控制相分離的條件還可以對納米纖維的尺寸進行調(diào)控， 是制備骨組織工程納米纖維支架的有效方法。目前，常用單一材料的相分離來 制備納米纖維支架，如聚乳酸、聚ε-己內(nèi)酯納米纖維支架等。但單一材料往往 很難同時滿足各方面的性能要求，例如聚乳酸雖然具有良好的力學性能、易于 成型加工、可生物降解等優(yōu)點，但存在親水性差、細胞親和力弱、降解產(chǎn)物偏 酸性等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種模擬細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，為骨細胞提供良好的微 環(huán)境，能夠有效促進細胞遷移、生長、分化的一種仿生聚乳酸/殼聚糖復合納 米纖維支架及其制備方法與應用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種聚乳酸/殼聚糖復合納米纖維支架，該支架的基體是聚乳酸納米纖維 支架，在聚乳酸納米纖維支架的外壁與內(nèi)孔均勻分布有殼聚糖納米纖維。

作為優(yōu)選，所述聚乳酸納米纖維支架的孔徑大小為100～900μm，聚乳酸 納米纖維的直徑大小為50～500nm。

作為優(yōu)選，所述殼聚糖納米纖維的直徑大小為50～500nm。

一種聚乳酸/殼聚糖復合納米纖維支架的制備方法，包括如下步驟：

a)制備質(zhì)量濃度為0.01-0.08g/ml的聚乳酸溶液；

b)將步驟a)中得到的聚乳酸溶液滴加到裝有明膠微球致孔劑的模具中， 在-18℃～10℃下進行第一次相分離，該溫度下保持1～24小時后移至-70℃下 保存1～24小時，然后冷凍干燥得到聚乳酸/致孔劑復合物；

c)將步驟b)中得到的聚乳酸/致孔劑復合物置于萃取溶劑中，萃取致孔 劑2～4天，得到內(nèi)孔連通的聚乳酸納米纖維支架；

d)將步驟c)中得到的聚乳酸納米纖維支架先浸泡于殼聚糖醋酸溶液， 所述殼聚糖醋酸溶液中殼聚糖濃度為1×10^-4～1×10^-2g/ml，醋酸濃度為5×10^-5～ 1×10^-2g/ml；使殼聚糖溶液完全充滿聚乳酸納米纖維支架的內(nèi)孔，取出支架置 于-20℃～-196℃下進行第二次相分離10分鐘～24小時，然后冷凍干燥得到聚 乳酸/殼聚糖復合納米纖維支架。

作為優(yōu)選，步驟a)中，所述聚乳酸溶液的溶劑為良溶劑與非溶劑的混合 溶劑，良溶劑與非溶劑的體積比為80∶20～95∶5。所述的良溶劑是常溫下對 聚乳酸的溶解度較大的溶劑，例如可以是三氯甲烷、二氯乙烷、1.4-二氧六環(huán) 或四氫呋喃；而非溶劑是在常溫下對聚乳酸的溶解度很小甚至完全不溶解的溶 劑，非溶劑更優(yōu)選為吡啶、水、甲醇或乙醇。

作為優(yōu)選，步驟b)中，所述的致孔劑是可以在聚乳酸支架內(nèi)部形成孔形 貌與孔徑大小分布均勻且相互連通的孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，例如可以是石蠟、明膠或 氯化鈉。

作為優(yōu)選，步驟b)中，所述致孔劑的粒徑范圍為100～900μm。

作為優(yōu)選，步驟c)中，所述的萃取溶劑對致孔劑具有良好的溶解性，但 不能使聚乳酸支架發(fā)生溶解，例如可以是正己烷、環(huán)己烷或蒸餾水。

本發(fā)明制備的仿生聚乳酸/殼聚糖復合納米纖維支架主要應用于制備用于 修復受損骨組織的骨替代材料。