[發明專利]一種納微米纖維組織工程三維復合支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201610106721.X
• 申請日: 2016-02-27
• 公開（公告）號: CN105749340B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 汪學軍;樓濤
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/50;D01D5/00;D04H1/728;D04H1/4382
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本發明涉及一種納微米纖維組織工程三維復合支架及其制備方法，它采用在一定條件下分別靜電紡絲納米和微米殼聚糖海藻酸鈉復合纖維膜，復合纖維膜經堿洗風干后按一定配比將納米和微米殼聚糖海藻酸鈉復合纖維膜在水中高速剪切成短纖維，分樣后冷凍干燥得到納微米纖維殼聚糖海藻酸鈉三維復合支架。殼聚糖和海藻酸鈉復合克服兩者的缺點，該制備方法工藝簡單，復合支架良好的生物學性能和力學性能。

技術領域

本發明涉及一種納微米纖維組織工程三維復合支架及其制備方法，屬于生物醫用材料技術領域。

背景技術

殼聚糖作為一種陽離子堿性多糖，結構類似于人體內的硫酸軟骨素和透明質酸等多糖類物質，在體內可被降解吸收，并具有止痛、止血、抑菌、促進傷口愈合、減小疤痕等優異特性，目前在生物醫用材料領域有重要的應用。Sundararajan V等人采用相分離技術首次制備了殼聚糖支架，其結構為數十到數百微米厚度的片狀蜂窩結構，具有較好的生物學性能（Biomaterials,1999;20:1133-1142），但殼聚糖制成的支架易于溶脹，結構穩定性較差。海藻酸鈉可從天然褐藻中提取，是一種由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸連結而成的陰離子多糖，具有良好的生物相容性。海藻酸鈉具有良好的親水性，可增強蛋白質的吸附，但過強的親水性使其與細胞的結合力較差，且其二價鹽在環境中易被一價鹽離子取代而溶解。Zhang Miqin課題組利用相分離法制備了殼聚糖-海藻酸鈉聚電解質三維支架，該復合支架具有良好的結構穩定性和生物學性能，可用于骨組織的修復（Kievit FM 等，Biomaterials, 2010, 31:5903）。馬小軍等公開了一種殼聚糖/海藻酸鈉組織工程支架的制備方法，該支架具有較好的力學強度和吸水性。

近年來的研究表明納米纖維支架有較大的比表面積，可提供細胞粘附和分化的更好條件，但單純的納米纖維力學強度較低，無法承受支架植入過程的力學載荷。相比而言，微米纖維支架具有較好的力學性能。因此，具有微納米纖維的三維支架具有良好的生物相容性和力學性能。目前研究者多采用相分離的方法制備三維支架，但控制其纖維直徑則比較困難，或采用靜電紡絲的方法獲得二維的納米和微米纖維薄膜，但如何制備具有微納米纖維的三維殼聚糖海藻酸鈉復合支架制備方法尚未見報導。

發明內容

本發明的主要設想是采用靜電紡絲的方法分別制備納米和微米殼聚糖海藻酸鈉復合纖維薄膜，按一定配比將納米和微米復合纖維膜混合，并將復合薄膜高速剪切成短纖維，分樣后，經冷凍干燥得到納微米纖維殼聚糖海藻酸鈉復合支架三維支架。

本發明中納微米纖維殼聚糖三維支架的制備方法具體如下所述。

(1) 靜電紡絲納米殼聚糖纖維膜：配制殼聚糖5.0%的溶液，溶劑為三氟乙酸和二噁烷的混合物，體積比為70:30；配制海藻酸鈉3.0%的溶液，溶劑為水。將殼聚糖和海藻酸鈉溶液分別加入兩個注射器中，用二合一針頭將兩個注射器連接，通以20～25kV的電壓進行紡絲。

(2) 靜電紡絲微米殼聚糖纖維膜：配制殼聚糖7.5%的溶液，溶劑為三氟乙酸和二噁烷的混合物，體積比為90:10；配制海藻酸鈉6.0%的溶液，溶劑為水。將殼聚糖和海藻酸鈉溶液分別加入兩個注射器中，用二合一針頭將兩個注射器連接，通以12～15kV的電壓進行紡絲。

(3) 將靜電紡絲得到的納米和微米殼聚糖海藻酸鈉復合纖維膜浸泡在0.05mol/L的氫氧化鈣溶液中去除未揮發的溶劑以及交聯海藻酸鈉，水洗風干后待用。

(4) 分別稱取定量的納米和微米殼聚糖海藻酸鈉復合纖維膜，加入到定量的水中，在水中高速剪切成短纖維。

(5) 分樣至稱量瓶中，在-18℃下冷凍成型。凍干后可獲得納微米纖維殼聚糖海藻酸鈉復合支架。