[發明專利]一種同軸雙層靜電紡絲制備具有芯/殼包埋結構的納米纖維膜的方法及其應用

在審

• 申請號: 201710326521.X
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107881650A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳曉峰;孫璐瑤;曹曉東;原波
• 申請（專利權）人: 佛山今蘭生物科技有限公司
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00;D01D5/34;D01F8/02;D01F8/14;D01F8/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 方螢玉,莫瑤江

技術領域

本發明屬于生物醫用復合材料領域，具體涉及一種同軸雙層靜電紡絲制備具有芯/殼包埋結構的納米纖維膜的方法，及其作為仿生皮膚創面修復敷料的應用。

背景技術

皮膚組織位于人體體表，在日常生活中很容易受到來自外界的傷害，如燒傷、創傷、潰瘍、發炎和外力刺激等造成組織缺損或破裂，從而形成創面。同時，隨著社會人口老齡化的加劇，許多國家的糖尿病等慢性疾病的發病率逐漸升高，而糖尿病等慢性疾病導致的難愈潰瘍創面已成為一個影響公眾健康的嚴重問題，并帶來了沉重的社會醫療經濟負擔。基于此，開發一種促進皮膚創面愈合的創面敷料具有十分重要的意義。

理想的皮膚創面敷料應實現從結構、組成和功能上全面仿生皮膚細胞外基質。天然皮膚細胞外基質是由三維納米纖維網絡結構的多糖和蛋白質組成的，目前常見的創面敷料以靜電紡絲技術為基礎仿生皮膚細胞外基質的三維網絡結構，以天然或合成高分子為原材料模擬細胞外基質的成分；然而，創面修復過程是一個復雜的動態過程，添加單一的材料并不能完全仿生皮膚細胞外基質，因而無法實現創傷敷料的功能仿生。

纖維蛋白原存在于血液中，是纖維蛋白的前體，纖維蛋白是一種重要的基質蛋白，為血凝塊提供骨架，從而促進組織修復和傷口愈合，纖維蛋白原轉變為纖維蛋白的過程就是創傷修復中凝血的過程。I型膠原是皮膚細胞外基質中的重要組成成分之一，膠原由成纖維細胞合成和重塑并在愈合后期作為主要的臨時基質，逐漸支配傷口愈合；利用同軸靜電紡絲技術可制備具有“芯－殼”結構的納米纖維，以可降解的合成高分子材料作為基底材料，在內層負載I型膠原，在外層負載纖維蛋白原，隨著外層材料的降解、芯層材料的暴露，可實現皮膚創傷修復過程中細胞外基質組分的動態仿生。

發明內容

本發明的首要目的是提供一種同軸靜電紡絲制備具有芯/殼雙層結構的納米纖維膜的方法，該納米纖維膜能夠很好的模擬皮膚創面修復過程中細胞外基質的組分變化，為細胞生長和組織再生提供最佳的仿生生理環境，是一種理想的創面修復材料。

為實現上述目的，本發明采用如下述技術方案：

一種同軸雙層靜電紡絲制備具有芯/殼包埋結構的納米纖維膜的方法，包括以下步驟：

(1)配置芯層靜電紡絲溶液：將高聚物A和I型膠原按質量比為1:1～9:1的比例混合，然后加入有機溶劑六氟異丙醇(HFIP)至溶液濃度為4％～12％，常溫下攪拌至混合高聚物A和I型膠原完全溶解，得到芯層靜電紡絲溶液；

(2)配置殼層靜電紡絲溶液：將高聚物B與纖維蛋白原按質量比為1:1～20:1的比例混合，然后加入混合溶劑至溶液濃度為15％～30％，常溫下攪拌至高聚物B與纖維蛋白原完全溶解后混合，得到殼層靜電紡絲溶液；其中，所述混合溶劑是由有機溶劑C和無機溶劑D混合而得的；

(3)同軸靜電紡絲：采用具有殼層針腔和芯層針腔雙層結構的同軸針頭，殼層針腔通過注射管連通殼層注射器，芯層針腔通過注射管連通芯層注射器；將步驟(1)所得到的芯層靜電紡絲溶液注入所述芯層注射器中，以及將步驟(2)所得的殼層靜電紡絲溶液注入所述殼層射器中，進行同軸靜電紡絲，制得芯/殼雙層結構的納米纖維膜；

所述高聚物A和高聚物B各自為聚乙交酯(PGA)、聚丙交酯(PLA)、左旋聚乳酸(PLLA)、共聚物乙交酯-丙交酯(PLGA)、聚己內酯(PCL)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一種；

所述有機溶劑C為六氟異丙醇(HFIP)、二氯甲烷(DCM)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、三氯甲烷、四氫呋喃(THF)中的一種或幾種；

所述無機溶劑D為磷酸鹽緩沖液(PBS)、生理鹽水、最低基礎培養基(MEM)中的一種。

所述高聚物A和高聚物B均為皮膚細胞外基質中的主要成分及生物相容性好的合成高分子有機物。

進一步地，步驟(2)中，所述的混合溶劑是由有機溶劑C和無機溶劑D按體積比為9:1的比例混合而得的。

進一步地，步驟(3)所述的靜電紡絲工藝參數為：靜電電壓15～30kV，接收距離8～18cm，芯層溶液推進速率0.05～2.0ml/h，殼層溶液推進速率0.1～3ml/h，相對濕度20％～80％；紡絲速率優選為0.05～1ml/h，殼層溶液推進速率常大于芯層溶液推進速率。