[發明專利]靜電紡絲纖維支架材料的制備方法

有效

• 申請號: 201911299320.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110975009B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 周雪鋒;成希;顧寧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61L27/26
• 分類號: A61L27/26;A61L27/58;A61L27/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張秀

本發明公開了一種靜電紡絲纖維支架材料的制備方法，采用可降解高分子材料電紡膜為基底材料，通過高速分散器將制備的電紡纖維打碎，然后通過生物交聯劑交聯、凍干，制備具有合適孔隙率的體內支架材料。本發明提供了一種擴展電紡納米纖維材料應用的方法，實現三維孔徑增大，可調節細胞粘附和促進表達的作用。

技術領域

本發明涉及醫療材料技術領域，主要涉及靜電紡絲纖維支架材料的制備方法。

背景技術

理想的骨組織工程支架材料能夠具有良好的生物相容性，能夠促進組織再生，為細胞的生存提供足夠的三維空間，能夠有效傳遞營養物質；可降解，能夠有效被人體吸收并不會產生炎癥反應。此外，還應該能夠利于細胞的貼附和增值，誘導骨再生。常用的支架材料為高分材料，分為天然類和合成類。天然類為能夠在自然界中找到的天然生物質料，如膠原蛋白。膠原蛋白因為其具良好的生物相容性現已被廣泛應用為支架材料和藥物運送載體。但是天然高分子材料在生物相容性及可降解性良好的同時，也存在機械性能較差，以及生物體免疫排異反應等問題。而且來源較少，使用成本較高。與其相反，人工合成的高分子材料能夠彌補天然高分子的弱點，但是則在生物相容性等方面差于天然高分子材料。

適宜的三維成骨孔隙率也是促進成骨再生細胞再生繁殖，更加有效地發揮成骨材料在促進骨生長方面的必要條件之一。三維多孔結構在骨支架材料得以應用，源于骨組織的原始結構。材料力學上的孔隙率是指材料體積中孔隙體積所占的比例。有關研究表明骨支架的三維多孔結構與成骨材料的力學性能和生物可降解性具有密不可分的聯系。成骨材料的三維孔徑大小、孔隙率關系到再生細胞的生長空間、細胞間營養物質的有效傳遞和連通。其不僅涉及到其力學及生物學性能，關系到后期再生細胞的增殖、粘附，從而促成骨組織的形成有著重要作用。該三維多孔結構能夠影響成骨生長因子效能的發揮。在孔徑大小和材料空隙率方面，對于成骨修復的作用，兩者呈比例變化。相關實驗表明，在可降解性能方面，小孔徑表現出更為明顯的可降解性，而與之相反大孔徑的成骨材料所生的新生骨組織則更多。鑒于此，有必要通過一系列重組交聯的方法重組改性傳統納米基底仿生膜，制備具有合適孔隙的生物支架材料。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種靜電紡絲纖維支架材料及其制備方法，該材料解決了現有的材料孔徑小、降解性能差的問題。

技術方案：聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)和聚己內酯(PCL)具有良好的支架性能和生物活性，以及可降解性。PLGA降解后產酸，體內降解速度較快，而PCL降解速度較慢；將此兩種材料混紡，通過一系列改性，不僅能夠增大三維孔徑，增強骨支架的力學性能，而且能夠促進材料植入后的降解速度。

將PLGA、PCL復合起來，在性能上形成各自的優勢互補。在復合的過程中也能夠在其中添加生物生長因子，包載抗菌藥物，以增強改生物膜材料的促骨組織再生能力以及抗菌抗感染能力。通過仿生天然細胞外基質或者改性修飾，不斷調整薄膜的孔隙大小，增強薄膜與細胞的親和交互力。這些都有利于骨再生區域的骨細胞的再黏附、再分化和細胞增殖以及受損部位的再恢復。

但是，PLGA/PCL復合電紡膜在組織修復應用中同時存在著較弱的骨引導性能和較低的細胞響應等缺陷，使得電紡膜的應用受到了一部分的限制。除了PLGA和PCL以外，生物相容性較好聚合物還有殼聚糖、明膠等。

明膠是從動物的副產物如骨、皮膚和結締組織中提取出來的一類蛋白質，具有優異的生物降解性、細胞相容性、無免疫原性。在本發明的交聯重組的過程中使用此兩種交聯劑作為輔助交聯劑。一方面能夠起到輔助交聯的作用，另一方面在于能夠降低交聯劑PEI的化學毒性。

鑒于以上前提，本發明是通過使用聚乙烯亞胺(PEI)作為交聯劑，明膠和多巴胺作為輔助交聯劑，重組傳統電紡膜基底PLGA-PCL膜制備較大孔徑成骨仿生膜的制備方法。

本發明的靜電紡絲纖維支架材料的制備方法，包括以下步驟：