[發(fā)明專利]一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210050282.7
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102600503A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王英;楊明來;張亞臣;張亞非
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/18;A61L27/04;A61L27/50
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織工程與生物材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料的制備方法。

背景技術(shù)

納米材料由于具有特殊物理和化學(xué)性質(zhì)，而引起了人們的廣泛重視，科學(xué)家已經(jīng)把納米材料應(yīng)用到光學(xué)、電學(xué)、催化、醫(yī)藥、疾病防御、診斷和治療等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域。金材料具有良好的導(dǎo)電性、延展性及化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因此成為近年來納米材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，而由于其具有良好的生物兼容性、較低的生物毒性也使金納米材料成為生物醫(yī)學(xué)的研究重點(diǎn)，使之在生物及病毒檢測、載藥、超聲造影成像的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。此外，近期的研究結(jié)果表明，細(xì)胞水平上金納米粒子可以促進(jìn)骨髓基質(zhì)細(xì)胞成骨分化的同時(shí)也抑制成脂分化，同時(shí)金納米粒子對人體的表皮細(xì)胞也具有明顯的增殖作用。

組織工程的目標(biāo)是通過移植有功能的細(xì)胞、支架材料、生長因子、信號分子或在必要時(shí)由DNA編碼的信號分子到受損部位，修復(fù)或者代替受損組織或器官。組織工程應(yīng)用了工程學(xué)和生命科學(xué)的原理，開發(fā)能夠生長修復(fù)或改善提高組織和器官功能的生物材料。這一領(lǐng)域在皮膚、軟骨、骨和膀胱組織的研究方面已經(jīng)邁出了第一步。細(xì)胞、支架材料和細(xì)胞因子可以聯(lián)合使用也可以獨(dú)立使用來構(gòu)建工程的可替換組織。采用納米技術(shù)對傳統(tǒng)的組織工程材料進(jìn)行改造產(chǎn)生的納米組織工程材料不僅具備原材料的特性，而且還具有獨(dú)特的生物學(xué)性能。

通過金納米材料復(fù)合具有良好生物兼容性的組織工程材料，制備組織支架，不僅可以改善細(xì)胞在支架表面的粘附性，也可通過表面的納米結(jié)構(gòu)特征促進(jìn)細(xì)胞的增值，同時(shí)，由于金的良好導(dǎo)電性，從而提高組織工程材料的導(dǎo)電性，為提高支架材料在組織內(nèi)的相容性及生物協(xié)調(diào)性具有重要的理論和實(shí)踐意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料的制備方法。

本發(fā)明為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為制備一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料，該材料所采用的原料為金納米顆粒、納米棒、納米線、納米網(wǎng)復(fù)合的組織工程材料，其中金納米材料與組織工程材料前驅(qū)體的質(zhì)量比為1/1000-1/10。

本發(fā)明為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為一種金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將高分子材料在一定溫度下加入溶劑中配制成溶液或溶膠；

(2)將步驟(1)制得的高分子溶液或溶膠與金納米材料按一定比例混合，攪拌均勻并超聲獲得均勻的分散液；

(3)將步驟(2)制得的分散液采用靜電紡絲、澆鑄或冷凍交聯(lián)法制成金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料。

步驟(1)中所述的高分子材料為聚亞安酯、聚羥乙酸、聚乳酸、聚乳酸共聚物或藻酸鹽中的一種或多種。

步驟(1)中所述的溶劑為水、乙醇、四氫呋喃、丙酮或氯仿。

步驟(1)中所述的溫度為20～95℃，所配制溶液的質(zhì)量百分比濃度為1～50％。

步驟(2)中所述的金納米材料為金納米粒子、金納米棒、金納米線或金納米網(wǎng)中的一種或多種。

步驟(2)中所述的分散液中金納米材料與高分子材料的質(zhì)量比為1/1000-1/10。

所述的靜電紡絲法采用以下步驟：將步驟(2)制得的分散液裝入金屬噴嘴中，利用重力作用或注射泵控制分散液流出速度，用金屬極板正對金屬噴嘴并且加電壓，收集噴嘴中噴出材料，獲得金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料；

所述的澆鑄法采用以下步驟：將步驟(2)制得的分散液澆鑄在模具中，采用真空干燥或冷凍干燥制備得到金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料。

所述的冷凍交聯(lián)法采用以下步驟：將步驟(2)制得的分散液加入二價(jià)交聯(lián)劑，在一定溫度下進(jìn)行冰凍交聯(lián)，采用冷凍干燥法進(jìn)行干燥制備得到金納米材料復(fù)合的組織工程支架材料。

所述的靜電紡絲法中分散液的流出速度為0.05～50ml/h，電壓為1～150kv。

所述的冷凍交聯(lián)法中二價(jià)交聯(lián)劑為葡萄糖酸鈣或氯化鈣。

所述的冷凍交聯(lián)法中冰凍交聯(lián)的溫度為-5～-40℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用金納米材料的表面特性及物理化學(xué)特性，可以提高組織工程支架的剛性和導(dǎo)電性，改善組織工程支架表面的結(jié)構(gòu)特性，提高細(xì)胞在支架材料表面的粘附性以及支架材料與組織間的粘附性和相容性，從而有利于促進(jìn)細(xì)胞的生長和生物組織的修復(fù)。

具體實(shí)施方式