[發明專利]原位成纖-粒子瀝濾法以制備纖維構筑的多孔組織工程支架的方法

有效

• 申請號: 202110862885.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113476653B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 馬志剛;趙娜;崔文廣;張紹巖
• 申請（專利權）人: 石家莊學院
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/56;D01F6/62
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張曉佩

本發明涉及一種用原位成纖?粒子瀝濾法來制備組織工程支架的方法，制備過程不需溶劑，原位生成纖維，經去除基體相和致孔劑后，將得到纖維構筑的多孔組織工程支架，制備過程簡單。組織工程支架內纖維的構筑形態可通過不同的加工方式來控制。纖維結構與細胞外基質的結構相似，將有利于細胞黏附生長。本發明以氯化鈉為致孔劑，聚乙二醇為基體相和致孔劑，聚己內酯為成纖相，用原位成纖?粒子瀝濾法制備了一系列不同纖維構筑形態和不同孔隙率的聚己內酯多孔組織工程支架，結果表明，制備的多孔支架的孔隙率最高可達68.32%，強度測試結果表明支架拉伸強度最高可達1.74MPa。

技術領域

本發明涉及組織工程技術領域，具體涉及一種原位成纖-粒子瀝濾法以制備纖維構筑的多孔組織工程支架的方法，制備過程簡單，原位生成纖維，不需有機溶劑。組織工程支架由纖維構筑而成，與細胞外基質的結構相似，有利于細胞黏附生長。

背景技術

伴隨醫學科學的發展, 器官移植技術已應用于臨床, 但存在的主要問題是供體不足。組織工程的誕生與發展為人類再造各種人體組織和器官、解決棘手的器官移植供體短缺問題帶來了希望。

組織工程支架是細胞外基質的替代物，誘導細胞的增殖、分化以及新組織的生長，是組織工程的重要組成部分。理想的組織工程支架需要滿足以下要求：1. 具有良好的生物相容性；2. 適當的生物降解性；3. 具有三維立體多孔結構和高的孔隙率，孔間貫通性良好；4. 具有可塑性和較好的機械強度；5. 材料表面微環境利于細胞黏附、增殖，能激活細胞特異基因表達。此外，孔隙的狀態（包括尺寸、形狀和表面性質）在細胞種植、吸附、生長和新組織的形成方面起著重要的作用。

目前，在組織工程研究中應用的生物材料主要是天然高分子材料和人工合成可降解高分子材料。其中人工合成可降解高分子的分子量、降解速率和其它性能可以精確控制，易于構建特定的微觀結構，是目前組織工程研究中應用最多的生物材料。這類材料主要有聚乳酸、聚乙交酯、聚乙二醇、聚己內酯以及它們的共聚物等。

聚己內酯是一種經過美國食品和藥品管理局批準可用于人體的生物可降解聚酯。結晶性好，降解速率較慢，降解后的最終產物為二氧化碳和水，對人體無毒，可以解決支架長期植入的問題。分子鏈柔順性好，在室溫下是橡膠態。具有優良的組織相容性、藥物通過性、生物相容性和力學性能，在生物醫學領域應用廣泛。聚己內酯的熔點較低，容易進行機械加工。

聚乙二醇為人工合成的聚合物，具有很好的親水性、溶解性，無毒、無免疫原性、無排異反應性，生物相容性和抗血拴形成的能力較好，己經得到美國食品和藥物管理局批準用于人體。

目前，已有許多方法可以制備多孔組織工程支架，如快速成型法、靜電紡絲法、溶劑揮發法、溶液澆鑄/粒子瀝濾法、冷凍干燥法、相分離法、氣體發泡法等。每一種制備方法都有自己的優缺點，如冷凍干燥法制得的支架孔徑較小；粒子瀝濾法制得的支架的厚度較小，且支架表面較致密；氣體發泡法制得的支架的貫通性較差；靜電紡絲法、溶劑揮發法、溶液澆鑄/粒子瀝濾法均要使用大量有機溶劑來溶解聚合物，后處理過程繁雜，且殘存的有機溶劑對細胞生長不利。因而，需要一種新的制備方法或將上述方法結合使用，以制備出綜合性能更好的組織工程支架。

纖維在組織工程支架領域中有重要的地位。從仿生學角度看，人的組織和器官是以納米纖維的形式和結構堆積的。因而，如果能制備一種以纖維為基本單元的組織工程支架，就可以模擬細胞外基質的結構和生物功能，從而為細胞提供一個種植、繁殖、生長的理想模板。另一方面，纖維的高比表面積有利于細胞黏附、增殖和分化，以及負載生長因子等。

目前，以纖維為基本單元的組織工程支架的制備方法有靜電紡絲法和纖維編織法。

靜電紡絲法是聚合物溶液或熔體在高壓靜電場的作用下形成纖維。靜電紡絲得到的納米纖維尺寸小于細胞，在結構和功能上與細胞外基質相似，加工過程簡單。但是靜電紡絲法多用于制備二維的膜狀組織工程支架，強度較低，如用其制備三維塊狀支架，則需要很長的時間。