[發明專利]一種形狀記憶型高彈性活性納米纖維支架及其應用

有效

• 申請號: 201610012439.5
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105536055B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 王小鶯;林卉恒;王劍金;湯順清;武征;何留民;羅丙紅
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/20;A61L27/50;A61L27/60;A61L27/54;D01F6/92;D01F1/10;D04H1/728
• 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;陳燕嫻

本發明公開了一種形狀記憶型高彈性活性納米纖維支架及其應用。該形狀記憶型高彈性活性納米纖維支架是由一種具有形狀記憶效應的可降解線性彈性聚酯PCT通過靜電紡絲工藝引入生物活性組分(層粘連蛋白、肝素、CD34+、VEGF等)制成；所述線性彈性聚酯PCT的分子量為5～40萬，共聚酯中含側環醚取代的功能性己內酯單體的百分含量為5～50％。本發明公開的形狀記憶型高彈性活性納米纖維支架是一種具有人體生物力學彈性的高活性的納米纖維支架，能為細胞的生長提供理想的生物力學環境及生物活性微環境的三維可降解組織工程支架，有望廣泛的應用在具有彈性的人體組織的再生與修復中，如血管，心肌，神經，皮膚，肌腱，心臟等。

技術領域

本發明屬于可生物吸收形狀記憶型生物材料的制備領域，具體涉及一種形狀記憶型高彈性活性納米纖維支架及其應用。

背景技術

組織工程的廣泛研究讓人們逐漸認識到支架材料的力學性能對細胞的生長具有重要的影響，已有的研究表明一定的力學刺激能促進細胞的生長，支架材料與人體生物力學相對應的力學順應性決定著組織再生與修復的成敗，材料與人體組織相適宜的力學順應性，能促進組織的再生并且能在組織再生的過程中逐漸的將應力傳遞到重塑的天然組織中去，不相匹配的力學性能會導致移植的失敗。在組織工程小口徑血管的研究中，人們發現支架材料不僅需要有足夠的強度以抵抗動脈壁的回彈力，而且不具有類似自體動脈壁的粘彈性特點的血管構架，容易導致組織工程血管血流剪切力增高而形成吻合口血栓，導致修復的失敗；在骨組織的修復過程中，研究發現植入材料的機械性能，比如彈性模量(E或楊氏模量)及強度等要和周圍的組織相匹配，在治療過程中才能達到最佳的負載傳遞和應力支撐的作用，否則容易出現應力遮擋等不良情況；心臟的搏動和心肌的取向特性要求干細胞心肌補片用材料必須具有彈性特征。越來越多的研究表明材料的彈性能調節細胞的行為，彈性特征在細胞增殖過程中是一個重要的執行標準，如，在對管狀的聚(甘油癸二酸酯)(PGS)在血管組織工程的應用的再生研究中發現，在培養平滑肌細胞和內皮細胞時，材料的彈性特征能促進彈性蛋白的生成，而彈性蛋白的分泌在血管組織再生過程中具有重要的意義。

形狀記憶聚合物(SMP)是一類新型功能高分子材料，SMP在多個領域均有一定的應用前景，就生物醫學領域而言，其在矯形固定材料、藥物緩釋體系、智能縫合、醫療器械和組織工程等領域有廣闊的應用前景。在人工血管替代方面，將SMP應用于血管組織修復時，可以實現支架的微創植入(通過合理的預設其臨時形狀和永久形狀，使其易于植入患者體內，之后在體溫作用或者外界熱源的作用下回復至其永久形狀)，并能持續提供生物力學刺激，解決力學遮擋的難題。因此，形狀記憶高分子材料成為血管替代物研究領域的新材料之一。

在組織修復的過程中，支架材料在物理性能上僅僅有彈性，力學刺激作用及形狀記憶效應還不足以實現支架材料在組織工程和再生醫學上的應用。本研究組在發明了一種可調控彈性和形狀記憶效應的線性可降解聚酯彈性體的制備方法，該類線性共聚酯具有形狀轉變溫度在體溫范圍內，具有類似自體動脈壁的粘彈性的特點，確立其作為一種具有形狀記憶效應的高彈性線性聚酯在組織工程及再生醫學上有廣泛的應用前景的同時，通過靜電紡絲技術在該類彈性聚酯支架中引入各種活性組分，滿足各類組織再生的生物活性要求。(在此聲明此專利是在前一個專利的基礎上，進一步實施的專利)

靜電紡絲可以制備具有極高比表面積和高孔隙率的納米纖維細胞支架，這類納米纖維支架與傳統的其他形式的組織工程支架相比，具有高度仿生天然細胞外基質(ECM)的結構和可為細胞提供理想的生存微環境的優點。同時，利用靜電紡絲的同軸紡絲工藝和微球混紡工藝，能方便的將生物活性分子引入到納米纖維支架中，實現生物活性分子的控制釋放，提高纖維支架的生物活性。

靜電紡絲的產品在應用于組織工程的時候涉及很多因素，包括材料、纖維取向、孔隙率、表面修飾等等。當生物材料進入人體時，其表面最先與機體環境接觸，所以表面性能決定了機體對植入物的最初反應。支架表面可以摻入大量的生物活性分子進行修飾而提高材料的生物相容性和特意響應。