[發明專利]一種殼聚糖微納米纖維狀三維組織工程支架及其制備方法

有效

• 申請號: 201710433540.2
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107376012B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 樓濤;汪學軍
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種殼聚糖微納米纖維狀的三維組織工程支架及其制備方法，它采用一定比例的乙酸、1，4?二氧六環和水的三元混合溶劑溶解殼聚糖，經分樣、冷凍成型和凍干后可獲得殼聚糖微納米纖維狀的三維組織工程支架。微納米纖維共存的微觀結構賦予支架良好的生物相容性和力學強度。該制備方法工藝簡單，成型性好，與傳統的二元溶劑制備的殼聚糖支架相比，其微觀結構呈現微納米纖維的形態。

技術領域

本發明涉及一種殼聚糖微納米纖維狀三維組織工程支架及其制備方法，屬于生物醫用材料技術領域。

背景技術

殼聚糖是由甲殼素經氨基化獲得的天然堿性多糖，具有良好的生物相容性，在組織工程材料領域有重要的應用。殼聚糖制備的組織工程支架具有良好的力學性能、利于細胞的增殖分化以及抗菌消炎等特性，受到研究者廣泛地重視，Sundararajan V等人于1999年首次采用相分離技術制備了殼聚糖支架，其結構為數十到數百微米厚度的片狀蜂窩結構，具有較好的力學強度和生物學性能（Biomaterials,1999;20:1133-1142）。胡巧玲等人公開了三維有序多孔殼聚糖支架材料的制備方法（CN101366972），可用于骨組織的修復。支架的微觀結構對其生物學性能有重要的影響，研究表明納米纖維狀支架具有較高的比表面積，利于細胞粘附和分化。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，在支架中同時具有納米和微米纖維的微觀結構則可以克服生物相容性和力學性能之間的矛盾。目前研究者多采用靜電紡絲法制備微納米纖維，無特殊裝置下靜電紡絲法只能獲得二維的薄膜，且制備時間長。傳統的相分離法制備殼聚糖三維組織工程支架通常為片狀蜂窩結構，其尺度通常在幾十微米。由于殼聚糖分子具有較強的分子間力，其溶解于酸后粘度較大，獲得微納米纖維結構需將殼聚糖的濃度變得很低，但這樣制備的支架無力學強度，無法在組織工程中應用。

發明內容

本發明的主要設想是改變相分離制備方法中傳統的水和酸組成的二元溶劑體系，加入一種有機溶劑與水和酸組成一種新型的三元溶劑體系，改變殼聚糖的分子間力，促使殼聚糖在冷凍的過程中形成微納米纖維，從而得到殼聚糖三維組織工程支架。

本發明中殼聚糖微納米纖維狀三維組織工程支架的制備方法具體如下所述。

(1) 配制乙酸、1，4-二氧六環和水的三元混合溶劑。

(2) 加入殼聚糖，電磁攪拌溶解24小時。

(3) 溶液分樣后，置于低溫冷凍成型。

(4) 凍干機凍干48小時，可得殼聚糖微納米纖維狀三維組織工程支架樣品。

本發明制得的樣品為白色泡沫狀，其三維形狀可通過在分樣中采用不同的容器和分樣體積調節。微納米纖維共存的微觀結構賦予支架良好的生物相容性和力學強度。該制備方法工藝簡單，成型性好，與傳統的二元溶劑制備的殼聚糖支架相比，其微觀結構呈現微納米纖維的形態。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發明內容作進一步的說明，但本發明的實現方式并不局限于此。

實施例1：分別取乙酸、1，4-二氧六環和水各1ml，10ml和89ml，混合均勻。稱取分子量為10萬的殼聚糖0.5g，電磁攪拌溶解24小時。待殼聚糖完全溶解后，將殼聚糖溶液分樣至容器中，在-18℃下冷凍12小時以上成型，在凍干機中凍干48小時后可獲得殼聚糖微納米纖維狀結構的三維組織工程支架。

實施例2：分別取乙酸、1，4-二氧六環和水各10ml，50ml和40ml，混合均勻。稱取分子量為40萬的殼聚糖3g，電磁攪拌溶解24小時。待殼聚糖完全溶解后，將殼聚糖溶液分樣至容器中，在-196℃（液氮中）下冷凍成型，在凍干機中凍干48小時后可獲得殼聚糖微納米纖維狀結構的三維組織工程支架。