[發明專利]一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管及其制備方法

有效

• 申請號: 202110488403.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113230461B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王璐;高立恒;劉星星;李超婧;王富軍;趙文碩;鄒婷
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: A61L29/12
• 分類號: A61L29/12;A61L29/06;A61L29/04;A61L29/14;A61M25/00;D01F6/62;D04H1/76;D04H1/728;D04H1/4382;D04H1/4374;D04H1/435;D04H1/4326
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征是：由內至外分為4層；

第1層與第4層為微納米纖維膜，第2層和第3層為微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡；

第2層中微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡的微納米纖維三維網絡為縱行取向，第3層中微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡的微納米纖維三維網絡為環形取向；

所述縱行取向是指微納米纖維三維網絡中的微納米纖維的軸向與輸尿管軸向的平均夾角為15～45°，所述環形取向是指微納米纖維三維網絡中的微納米纖維的軸向與輸尿管周向的平均夾角為15～45°；

微納米纖維三維網絡是由高長徑比的微納米纖維構建且超過99％的纖維呈單分散狀態的自鎖三維網絡；所述自鎖三維網絡是指三維網絡在拉伸條件下，隨著拉伸應變的增加，拉伸模量增加，直至斷裂；所述高長徑比是指長徑比大于10000；所述單分散狀態是指纖維之間不完全并列重疊的狀態；

所述微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡中，微納米纖維三維網絡的體積與其中所有微納米纖維體積和之比大于20:1。

2.根據權利要求1所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征在于，所述微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡中的水凝膠由微納米纖維三維網絡中負載的水凝膠前驅體形成。

3.根據權利要求1所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征在于，所述4層中每一層微納米纖維的直徑范圍均為100nm～10μm。

4.根據權利要求1所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征在于，輸尿管的內徑為5～7mm；第1層的厚度為0.2～0.4mm；第2層和第3層的厚度均為0.8～1.5mm，第4層的厚度為0.05～0.1mm。

5.根據權利要求1所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征在于，第1層至第4層中的微納米纖維的材質均為聚乳酸、聚己內酯、聚乙丙交酯、聚羥基乙酸或者聚對二氧環己酮。

6.根據權利要求1所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，其特征在于，微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管的拉伸斷裂強度為0.1～1MPa，斷裂伸長率為30～80％，耐靜水壓大于500mmH₂O。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管的制備方法，其特征是包括如下步驟：

(1)在靜電紡絲工藝I下，且以外徑5～7mm的滾筒X作為接收裝置制得管狀物A；

(2)先按照方向1將片狀的取向電紡膜第一次卷繞到管狀物A表面得到管狀物B；再按照方向2將片狀的取向電紡膜第二次卷繞到管狀物B表面得到管狀物C；

片狀的取向電紡膜是在靜電紡絲工藝II下，且以滾筒Y作為接收裝置接收微納米纖維時添加水凝膠前驅體制得；所述水凝膠前驅體吸水膨脹后體積增長大于2000％；

方向1是使取向電紡膜的縱向與管狀物A軸向一致；方向2是使取向電紡膜的橫向與管狀物B軸向一致；取向電紡膜的橫向是指制備取向電紡膜時滾筒Y的軸向；取向電紡膜的縱向是指與取向電紡膜的橫向垂直的方向；

(3)使管狀物C中的水凝膠前驅體膨脹，制得管狀物D；

(4)將管狀物D進行冷凍干燥后套在滾筒Z上作為靜電紡絲接收裝置，進行靜電紡絲包覆一層微納米纖維膜，制得微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管。

8.根據權利要求7所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管的制備方法，其特征在于，滾筒X的轉速為10～200rpm；滾筒Y的外徑大于6cm，滾筒Y的轉速為800～2000rpm；第一次卷繞的圈數為2圈；第二次卷繞的圈數為2圈；滾筒Z的轉速為10～200rpm，滾筒Z的外徑為5～7mm。

9.根據權利要求7所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管的制備方法，其特征在于，所述片狀的取向電紡膜中，水凝膠前驅體添加量為微納米纖維的100～500wt％；管狀物D中的水凝膠的含水量大于95wt％。

10.根據權利要求7所述的一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管的制備方法，其特征在于，使管狀物C中的水凝膠前驅體膨脹是指：將管狀物C浸漬到過量含交聯劑的水溶液中，水凝膠前驅體吸水膨脹形成水合物，且在交聯劑的作用下進一步形成水凝膠，水凝膠通過氫鍵和范德華力固化微納米纖維三維網絡，得到微納米纖維-水凝膠互穿三維網絡。