[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110488403.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113230461B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 東華大學(xué)
• 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(tǒng)攝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種微納米纖維?水凝膠組織工程輸尿管及其制備方法，采用靜電紡絲工藝制備；制得的微納米纖維?水凝膠組織工程輸尿管由內(nèi)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(wǎng)絡(luò)；第2層中微納米纖維?水凝膠互穿三維網(wǎng)絡(luò)的微納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)為縱行取向(微納米纖維的軸向與輸尿管軸向的平均夾角為15～45°)，第3層中微納米纖維?水凝膠互穿三維網(wǎng)絡(luò)的微納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)為環(huán)形取向(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(wǎng)絡(luò)是由長徑比大于10000的微納米纖維構(gòu)建且超過99％的纖維呈單分散狀態(tài)的自鎖三維網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的方法簡單易行，制得的微納米纖維?水凝膠組織工程輸尿管性能優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管及其制備方法。

背景技術(shù)

輸尿管是連接腎臟與膀胱的管狀組織，起運(yùn)輸尿液的作用，具備一定的彈性和防尿液滲透性能。輸尿管在受到創(chuàng)傷、壞死、醫(yī)源性損傷及腫瘤等侵害時，需要進(jìn)行手術(shù)修復(fù)。目前臨床上常常采用自體組織進(jìn)行修復(fù)，如腸、口腔粘膜、腹膜組織等。然而，由于缺少肌肉層，這些組織不具備與輸尿管接近的彈性及尿不滲透性。由于組織工程技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用人工材料進(jìn)行輸尿管修復(fù)的研究。其基本思路為，采用可降解高分子材料，如聚乳酸、聚己內(nèi)酯等澆注成多孔材料，并在其表面涂覆自體細(xì)胞，體外培養(yǎng)一段時間后，植入輸尿管缺損部位。然而該類方法過程復(fù)雜，成本昂貴，尤其是制備過程耗時過長，難以滿足多變的臨床情況。

原位組織工程技術(shù)是指將組織工程支架先行植入到體內(nèi)缺損部位，支架在體內(nèi)原位募集細(xì)胞，細(xì)胞之間互相橋接形成組織，支架在此期間逐漸降解退化為組織生長提供空間，最終完成組織修復(fù)。原位組織工程技術(shù)在血管組織工程、神經(jīng)組織工程及骨組織工程等領(lǐng)域有相關(guān)報(bào)道，其實(shí)際效果與臨床應(yīng)用仍存在差距，主要是因?yàn)橹Ъ艹煞帧⒔Y(jié)構(gòu)及機(jī)械性能與人體組織仍存在較大區(qū)別。如血管組織工程支架，自然血管和人工血管之間機(jī)械性質(zhì)的不同，導(dǎo)致吻合口處血流動力學(xué)的改變，引起應(yīng)力集中，增加了血栓的形成和新生內(nèi)膜的增生。神經(jīng)組織工程支架也普遍存在力學(xué)性能較差，降解速率不宜控制，對神經(jīng)造成卡壓等問題。

支架作為組織工程的核心元件，在進(jìn)行組織工程培養(yǎng)時，針對目標(biāo)組織的結(jié)構(gòu)、環(huán)境、力學(xué)性能對支架進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計(jì)是原位組織工程技術(shù)的重中之重。而目前針對輸尿管的原位組織工程的探索目前未見報(bào)道。實(shí)際上輸尿管管壁可分為三層，由內(nèi)到位分別為粘膜層、肌層及外膜層。其中，肌層內(nèi)側(cè)為縱行肌層，外側(cè)為環(huán)形肌層；而肌層有重要的生理意義，主要成分有膠原纖維和彈性蛋白，這種結(jié)構(gòu)賦予輸尿管良好的力學(xué)強(qiáng)度和彈性模量。

因此，在設(shè)計(jì)和制造輸尿管組織工程支架材料時，應(yīng)該盡可能地模擬自然輸尿管的細(xì)胞外基質(zhì)的成分、三維結(jié)構(gòu)、生理功能及機(jī)械性能。理想的組織工程輸尿管支架除了應(yīng)該具有良好的材料生物相容性、可降解性、具有良好的材料-細(xì)胞界面及一定的三維結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管及其制備方法。本發(fā)明提出的人工制備的輸尿管組織工程支架進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)，在植入后提供力學(xué)性能及防止尿液滲透，并對組織的生長起到誘導(dǎo)作用，最終形成的再生輸尿管和人體原有的輸尿管有相近的解剖結(jié)構(gòu)和生命功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種微納米纖維-水凝膠組織工程輸尿管，由內(nèi)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(wǎng)絡(luò)；

第1層提供主要的力學(xué)性能和隔離尿液功能；第2層和第3層作為細(xì)胞黏附的支架，且具備一定的取向結(jié)構(gòu)及自鎖性能，防止輸尿管的伸長和擴(kuò)張；第4層起加固作用。

第2層中微納米纖維-水凝膠互穿三維網(wǎng)絡(luò)的微納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)為縱行取向，第3層中微納米纖維-水凝膠互穿三維網(wǎng)絡(luò)的微納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)為環(huán)形取向；