[發明專利]一種用于氣管移植的新型納米纖維膜/紗支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201410483042.5
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104287869B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 鄭卉;任怡久;陳昶;費苛
• 申請（專利權）人: 上海市肺科醫院
• 主分類號: A61F2/04
• 分類號: A61F2/04;A61L27/18;B32B1/08
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及醫藥領域的一種支架及其制備方法，尤其涉及一種用于氣管移植的新型納米纖維膜/紗支架及其制備方法。

背景技術

人體在受到炎癥、外傷、腫瘤或其他病變影響而造成氣管較大范圍受損時，需要切除一段較長的氣管并且進行受損氣管的修補。以往的一期端端吻合技術僅適用于局部缺損的修補，當缺損切除的長度超過6.0cm時由于直接吻合牽拉周圍臟器組織造成吻合口張力高，易引起吻合口瘺等嚴重并發癥。隨著組織工程技術的快速發展，人們嘗試同種異體移植、自體組織移植及人工材料移植等方法，由于技術及認知所限，效果均不理想，目前仍處于實驗和探索階段。同種異體移植由于機體免疫排斥反應造成移植失敗，自體組織移植不會引起免疫排斥反應，但是移植物通常來源于皮膚、肌肉或血管，不能替代氣管軟骨的支持作用，易發生移植后氣管塌陷、閉鎖。近年來人們開始嘗試通過在人工材料上種植氣管粘膜上皮細胞及氣管軟骨細胞來制備具有正常氣管的生物及物理特性的人工組織工程氣管，取得了一定成效，人們試驗了多種材料，發現用于種植細胞的支架材料的生物降解特性和生物相容性決定了植入體內的穩定性及免疫反應強度，而材料的物理特性和結構決定了細胞種植后存活和生長的效果。

靜電紡絲的概念早在1930年代就被提出，但直到近年才有較為成熟的應用。靜電紡絲技術與傳統紡絲技術相比，可以得到更加纖細的紡織纖維，并且可以有效控制纖維直徑，得到所需的紡織物，除此之外，靜電紡絲技術對原材料選擇面寬，可以應用于多種紡織材料。由于用于細胞種植和生長的生物相容材料對紡織纖維直徑有較高的選擇性，靜電紡絲技術便在這一領域受到青睞，目前已經在人工骨骼、人工血管、氣管等方面開展大量研究和早期應用。

聚己酸內酯乳酸酯(poly(ε-caprolactone-co-lactide)，以下稱PLCL)由兩種單體——ε-羥基己酸和乳酸共聚合而成，是一種可降解的功能高分子有機化合物，PLCL的直接水解產物是乳酸和羥基己酸，是人體正常代謝途徑的副產物，所以當它應用在醫藥和生物材料中時不會有毒副作用。由于其具有良好的生物相容性、無毒、良好的成囊和成膜的性能，PLCL被廣泛應用于制藥、醫用工程材料等方面。由于PLCL對于上皮細胞和軟骨細胞的生長都具有良好的兼容性，因此在氣管移植領域成為近年的熱點研究對象。通過使用PLCL構建人工氣管支架，在合適的條件下種植細胞取得了良好的效果，得到了具有良好生物學特性的可用于移植的組織工程氣管，然而通過種植軟骨細胞來模擬生物氣管的物理特性還有很大不足。

申請人發現：以往研究中使用普通靜電紡絲技術制作的PLCL紡織物其纖維排列無序，不具有方向性，隨纖維方向生長的軟骨細胞的排列亦不具有方向性，使得到的組織工程氣管雖然具有了一定的支持和保護作用，但不像生物氣管的水平方向的環形軟骨，組織工程氣管不能夠抵抗橫向的作用力，因此與生物氣管相比，組織工程氣管總是會出現狹窄或塌陷的情況。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種含有聚己酸內酯乳酸酯(PLCL)的新型納米纖維膜/紗支架及其制備方法。本申請所述動態液體靜電紡織技術是在普通靜電紡絲的基礎上用動態液體流動來引導紡織纖維按特定方向排列成紡紗，以得到纖維排列具有方向性的紡織材料。這一技術可以克服軟骨細胞在材料表面生長無序的不足，得到可以使軟骨細胞定向生長的PLCL納米紡紗。

另一方面，在組織工程氣管中用于種植氣管上皮細胞的PLCL纖維支架已經具有較為滿意的性能，本申請制作了兩種紡織技術得到的PLCL納米纖維膜/紗的復合材料，同時滿足了內外兩種細胞生長的條件。

本發明的第一方面在于提供一種用于氣管移植的新型納米纖維膜/紗支架，所述支架為內外雙層結構，其中內層為PLCL納米纖維膜，所述PLCL納米纖維膜的纖維無序排列，外層為PLCL納米纖維紗束膜，所述PLCL納米纖維紗束膜由多個PLCL納米纖維紗束抱合組成，并且在PLCL納米纖維紗束膜內的納米纖維在至少一個方向上定向排布。

所述新型納米纖維膜/紗支架的截面可以為圓形、橢圓形、三角形、四邊形和多邊形中的一種，優選為圓形和多邊形中的一種，更優選為圓形。

所述PLCL中單體ε-羥基己酸和乳酸摩爾比優選為0.5∶1-3∶1，更優選為0.5∶1-2.5∶1，更優選為1∶1-2∶1，更優選為1∶1-1.5∶1，更優選為1∶1。

所述納米纖維表面光滑沒有斷裂，孔隙率均一，且其孔隙直徑為20-50μm，優選為30-40μm。