[發明專利]PHBV納米纖維支架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010249413.5
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN101927033A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 王迎軍;陳聰;杜昶
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于納米纖維制備技術領域，具體涉及高分子溶液的熱致相分離技術。

背景技術

軟骨組織其自身不含血管、淋巴，缺乏自發再生能力。目前存在的針對軟骨損傷的治療方法都存在一定的局限性，因此，1987年，組織工程作為一門嶄新的學科被正式提出。軟骨組織工程的基本技術路線是在體外培養種子細胞，并以較高濃度將其種植于具有良好的生物相容性和降解性的合適支架上，從而形成細胞-支架復合物，將此復合物植入生物體內組織缺損部位，最終完成組織的修復和再造。

可降解生物材料在組織工程研究中有著重要的地位，它作為臨時的3D支架在組織的修復和再生的過程中起了引導的作用。理想的組織工程支架必須在結構和成分上都類似天然的細胞外基質，能夠促進細胞活性和組織生長。研究表明，由于具有高的比表面積，納米纖維對細胞的粘附、增殖和分化具有積極作用。

目前為止，基本都是采用熱壓-粒濾、靜電紡絲、自組裝的方法來制備PHBV仿生材料的。熱壓粒濾的方法制備的多孔材料雖然具有3D結構，但是并沒有形成類似軟骨組織中的膠原纖維的結構。采用靜電紡絲制備仿生材料，因為它是利用高壓電場將溶液噴射出去，溶劑揮發形成細絲來達到制備納米纖維材料的，所以一般只能制備膜狀的材料，不適合制備軟骨等需要3D結構的材料。自主裝得到的一般為水凝膠，缺乏幾何復雜性以及3D結構缺乏力學性能，所以在構建3D復雜的可再生支架上很少有成功的例子。熱致相分離的原理是基于溫度降低時，誘發均一高分子溶液相分離。相分離系統一旦穩定，富溶劑相可以用真空蒸發掉，留下聚合物泡沫支架。泡沫的形態受冷卻時相轉變的控制。聚(羥基丁酸酯-羥基戊酸酯)(PHBV)是原核微生物在碳、氧營養失衡的情況下，作為碳源和能源儲存而合成的一類聚羥基鏈烷酸，具有良好的生物相容性和機械強度，且其由生物合成，不含有化工原料合成過程中可能產生的對人體有害的一些副產品。目前尚未有通過熱致相分離的方法制備PHBV納米纖維的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的缺陷，提供一種更簡便且可控性更強的PHBV納米纖維支架材料及其制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種PHBV納米纖維支架材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將分子量為3×10⁵的PHBV粉末即聚(羥基丁酸酯-羥基戊酸酯)溶于有機溶劑中，配成質量濃度為7.5％的溶液，50℃水浴磁力攪拌3～5小時；

(2)待PHBV完全溶解后，將溶液密封放置；

(3)待溶液完全形成水凝膠之后，取出，加入丙酮置換有機溶劑；然后用去離子水置換丙酮；

(4)將PHBV水凝膠冷凍干燥，得到PHBV納米纖維支架。

優選地，步驟(1)所述有機溶劑為氯仿和二氧六環的混合溶劑。

優選地，所述氯仿與二氧六環的體積比為1∶1～9。

優選地，所述氯仿與二氧六環的體積比為3∶7。

優選地，所述步驟(2)所述放置條件為室溫25±10℃或4～-80攝氏度冰箱或液氮中冷凍。

優選地，所述步驟(2)所述放置條件為冷凍溫度-24～-80℃。

優選地，所述步驟(3)所述丙酮置換有機溶劑是置于4℃冰箱中，每天換兩次丙酮，置換3天；所述用去離子水置換丙酮是每天換兩次水，置換三天。

優選地，所述步驟(3)所述冷凍干燥的條件是在-80℃下冷凍干燥24小時。

優選地，所述步驟(2)所述密封是指用封口膠將存放溶液的容器密封。

由熱致相分離法制備的PHBV納米纖維支架空隙率高，纖維直徑小，可控性高。隨著混合溶劑配比的改變，支架可形成孔-壁結構和纖維多孔結構；而纖維的直徑和長度也會隨著冷凍溫度的變化而改變。

本發明與現有技術相比具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的PHBV納米纖維支架價格低廉，制備工藝簡單，生物相容性好，孔隙率高，支架結構及纖維形態可控。納米纖維支架形態結構類似人體軟骨組織細胞外基質，能夠更好的促進軟骨細胞的粘附、增殖和分化，因此該支架材料非常適合于軟骨組織的修復和重建。

(2)相比較其他的制備方法，熱致相分離具有操作簡單、可控性強的特點，制備得到的PHBV納米纖維直徑為40-500nm，孔隙率可高達98％。

附圖說明

圖1為實施例1～5制備所得不同配比混合溶劑制備的PHBV支架的掃面電鏡圖片；

圖2為實施例6～10制備所得不同冷凍溫度下制備的PHBV納米纖維支架的掃面電鏡圖片。

具體實施方式