[發明專利]一種海藻酸鹽-水凝膠納米纖維支架的制備方法

有效

• 申請號: 201711457839.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108159493B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 郭軍;周兆娜;陳為志
• 申請（專利權）人: 山東省日照市人民醫院
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/52;A61L27/56;B82Y5/00;B82Y30/00;D01D5/00;D04H1/4382
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 牟海峰

本發明涉及一種海藻酸鹽‐水凝膠納米纖維支架的制備方法，包括以下步驟：配制聚己內酯溶液；配制海藻酸鈉溶液；采用雙噴嘴靜電紡絲系統進行靜電紡絲，得聚己內酯?海藻酸鈉納米纖維膜；將聚己內酯‐海藻酸鈉納米纖維膜完全浸泡于氯化鈣溶液中，然后用乙醇水溶液充分洗滌，冷凍干燥，然后用氯仿浸泡洗滌，最后用乙醇和蒸餾水依次洗滌，冷凍干燥，即得所述的海藻酸鹽‐水凝膠納米纖維支架。該海藻酸鹽‐水凝膠納米纖維支架具有穩定的三維結構，具有較好的生物相容性，可應用于3D細胞培養，且能優化細胞的滲透深度。

技術領域

本發明屬于納米纖維支架領域，具體涉及一種海藻酸鹽-水凝膠納米纖維支架的制備方法。

背景技術

電紡納米纖維是組織工程中模擬細胞外基質結構的常用支架材料。但納米纖維網的細胞培養環境是否能代表真實的體內環境仍不清楚。因為細胞本身的混雜與電紡納米纖維的多孔性質，使細胞能夠在網格上水平遷移，干擾細胞在納米纖維支架上的三維位移。由于二維和三維細胞培養環境之間的差異對細胞代謝有著明顯的影響，于是三維細胞培養成為腫瘤組織建模和干細胞培養應用的一個熱點。例如中國專利“基于膠原海綿-納米纖維素的三維細胞支架的制備方法”(201710515612.8)中報道通過分別制備膠原海綿和納米纖維素，然后將其混合制備而成三維細胞支架。其優點是結果可靠、操作簡便、可重復性強，能夠長時間有效促進細胞的三維生長及增殖，同時對各類人體三維微組織的生成，尤其是對肝癌組織功能的形成有一定的作用，但是其缺點就很明顯了，它并沒有克服細胞表面培養這一問題，需要通過生物打印技術將細胞安置在支架上而不是通過細胞在支架上的自主擴散；中國專利“雙相多孔三維細胞培養支架”(CN102719391A)中報道了一種兼具二維細胞培養體系的全部便捷之處的三維培養體系，這一理想的三維細胞培養體系將需要首先具有能夠讓使用者像在使用平面細胞培養板那樣很方便地觀察細胞在三維細胞培養支架中的生長情況，其制備方法第一步：先制備粗纖維相構成的半成品多孔三維支架。第二步：在半成品多孔三維支架外表面采用靜電紡絲技術噴涂細纖維。因為靜電紡絲技術在這種半成品多孔三維支架上的噴涂受三維支架本身的深度的影響，且隨著深度的加深其紡絲密度隨之降低，并易形成多孔三維支架外表面被覆蓋，導致內里靜電紡絲極少的情況。因此第二步就限制了第一步中粗纖維相構成的半成品多孔三維支架的厚度，且形成的支架內里的靜電紡絲密度極不穩定。

作為組織工程模擬中的最新研究熱點，與傳統的二維細胞培養相比，三維細胞支架帶來的三維細胞培養的優點在于：1)與細胞在體內的生長方式更加接近2)可以加深對正常和病理的組織的結構-功能關系的了解；3)研究的方向更廣泛；4)研究結果更可靠。近些年來，三維細胞支架在組織工程模擬中領域具有很好的應用潛力，可以提供與體內細胞更加接近的生長環境，并在此基礎上實現更多的組織工程細胞模擬的想法，包括細胞與生長因子、細胞與藥物之間的相互作用、加深對正常和病理的組織的結構-功能關系的了解等等。而靜電紡絲技術也是制備三維納米細胞支架的一種目前很流行的方法，其制備的細胞支架比表面積高、三維網狀結構、空隙連續且孔隙率高等完美符合我們的要求，而且還可以附帶抗菌性質。具有生物相容性、降解性以及良好的機械性能的靜電紡絲材料，如：聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚己內酯(PCL)、聚氨酯(PU)等合成高分子化合物。

然而，目前制備三維細胞支架并提供近似細胞生長環境的技術并不成熟，由于細胞位置的不固定性以及纖維的多孔性，使得細胞產生水平位移易于三維位移，在三維上實現位移并不容易。從立體上直觀的結果是：三維細胞支架表面的細胞不易向支架深處滲透。因此，急需制備一種可以優化細胞滲透深度的三維納米纖維細胞支架。

發明內容

本發明為了解決上述所述的問題，提供了一種海藻酸鹽-水凝膠納米纖維支架的制備方法，采用同軸共紡和去除技術制備海藻酸鹽-水凝膠納米纖維支架，其中海藻酸鈉和聚己內酯通過內外針共同被注入，聚己內酯可以支持海藻酸鈉的纖維形態，直到海藻酸鈉在氯化鈣溶液中交聯。聚己內酯層隨后在氯仿中反復浸泡而剝離除去，而交聯的海藻酸鹽-水凝膠納米纖維支架在內部保持完整。由此利用聚己內酯納米纖維產生的海藻酸鹽-水凝膠納米支架因其較好的生物相容性可用作3D細胞培養。