[發明專利]一種微-納纖維組織工程支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201310720956.4
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103691005A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 熊光耀;萬怡灶;羅紅林;李秋萍;麻春英;李德英
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: A61L27/56
• 分類號: A61L27/56;A61L27/20;A61L27/18;A61L27/24;A61L27/22
• 代理公司: 嘉興君度知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 趙麗麗

技術領域

本發明涉及生物材料技術領域，具體地說是一種微－納纖維組織工程支架及其制備方法。?

背景技術

無論是組織工程，還是再生醫學，支架材料的性能決定了最終的成敗。從幾何特性看，體內細胞外基質（以下簡稱為ECM）是三維纖維結構，它不僅包含微米孔隙和纖維，同時存在納米尺度的孔隙和纖維，即ECM具有多尺度的纖維（直徑為50－500納米）和孔結構，這些納米尺度的結構與微米結構協同作用，進而控制細胞的行為和組織及器官的功能。因此，從仿生學角度考慮，必須同時從微米與納米層次，即從多尺度模仿天然ECM的幾何學結構，設計與制造具有合適的幾何學特性的纖維狀仿生支架。因此，研究者從數年前開始制備同時由微米和納米纖維組成的支架（以下簡稱微－納纖維支架）。?

近年來，很多研究者利用濕法紡絲和靜電紡絲技術制備仿生纖維支架。但是，濕紡技術無法制備納米尺度纖維，且支架孔隙大；靜電紡絲技術可以制備亞微米級的纖維，但是不容易達到真正的納米級別（即小于100納米），更難以制備微－納纖維結構，且制備方法復雜、成本高、支架強度低等。大量文獻報道的是類似層狀的支架結構，即微米纖維層與納米纖維層交替層疊。因此，制備一種具有成本低、強度高，且具有良好生物相容性的微－納纖維支架成為國內外生物材料界的熱點課題。?

細菌纖維素是由木醋桿菌合成的一種纖維狀天然納米材料，強度大，楊氏模量可達15－30?GPa，純度高，結晶度高，持水性高，生物相容性良好，其直徑正好介于10－100納米，是理想的納米纖維組織工程支架材料。因此，細菌纖維素納米纖維可以成為微－納纖維支架中的納米纖維組元。但是，至今沒有將細菌纖維素納米纖維與微米纖維組合成微－納纖維支架的相關公開技術。?

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種仿生程度高，支架結構穩定，具有合適的孔隙率及孔徑大小，可為細胞提供合適的外環境的微－納纖維組織工程支架；其制備方法簡單易行，成本低廉，原料來源廣泛，制備過程綠色環保，無污染。?

本發明是通過下述技術方案實現的：?

一種微－納纖維組織工程支架，包括微米纖維、細菌纖維素納米纖維、微米孔隙和細菌纖維素納米孔隙；所述微米纖維的直徑為5－500微米，所述細菌纖維素納米纖維的直徑為10－100納米；所述微米孔隙的直徑為100－500微米，所述細菌纖維素納米孔隙的直徑為10－100納米。

所述微米纖維的材料是生物相容性良好的可降解材料，為纖維素、膠原、明膠、聚乳酸、殼聚糖、海藻酸鈉中的其中一種。?

一種微－納纖維組織工程支架的制備方法，其特征在于包括如下步驟：?

⑴??制備細菌發酵培養基：以去離子水為溶劑，各溶質的質量分數分別為：葡萄糖2.5%、酵母粉0.75%、蛋白胨1.0%、Na2HPO41.0%，在燒杯中室溫攪拌至溶質完全溶解，通過滴加醋酸調節培養基pH為4－5；

⑵??高壓滅菌：將預先制備好的微米纖維支架放入步驟（1）制備的培養基中，然后對培養基115℃高壓滅菌30分鐘，取出培養基在紫外燈照射下冷卻至室溫；

⑶??接種細菌：在步驟（2）滅菌后的培養基中接種一定量三日齡的細菌菌種；

⑷??微－納纖維支架的制備：將步驟（3）接種后的培養基放入搖床中實施動態與靜態交替培養法，即先動態培養30－60分鐘，然后靜態培養60－120分鐘，如此反復，動態培養時搖床的轉速為140－500rpm，總的培養時間為24－168小時；培養基溫度為30－35℃，培養基pH為4－5；然后取出支架，首先用0.1?mol/L氫氧化鈉煮沸清洗20分鐘，然后用去離子水清洗至溶液呈中性，將支架液氮冷凍并干燥，得到微－納纖維組織工程支架。

所述微米纖維支架的微米孔隙大于300微米，所述微米纖維支架由濕法紡絲或者靜電紡絲方法制得。?

本發明所帶來的有益效果是：?