[發(fā)明專利]一種高分子三維支架及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210532787.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114874970A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘劍威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院
• 主分類號(hào): C12N5/00
• 分類號(hào): C12N5/00;A61L27/40;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/20;A61L27/18;D01D5/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張慧英

本發(fā)明涉及一種高分子三維支架及其制備方法，支架包括一層或多層人工合成的高分子三維纖維網(wǎng)格，纖維直徑在50納米?2000納米之間，單層纖維網(wǎng)格的厚度為100納米到2000納米之間，纖維間空隙在10納米到25納米之間，纖維實(shí)體成分占支架總空間的30％?70％，支架表面通過(guò)化學(xué)修飾成能有效促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化、組織的建構(gòu)，支架承載添加劑；其制備方法包括以下步驟：(1)制備聚合物溶液；(2)采用靜電紡絲制備單層纖維網(wǎng)格；(3)將單層纖維網(wǎng)格拼接成多層高分子三維支架。本發(fā)明提供一種高分子三維支架及其制備方法，引進(jìn)了無(wú)毒和生物相容的材料構(gòu)建三維空間，提供了一個(gè)模擬體內(nèi)組織細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境或納米環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞的增殖分化及受損結(jié)構(gòu)再生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高分子三維支架及其制備方法。

背景技術(shù)

在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的各種因素中，細(xì)胞類型、空間因素、化學(xué)觸發(fā)和調(diào)控發(fā)揮了很大的作用。體內(nèi)細(xì)胞的增殖和分化受到細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞因子的調(diào)控，如生長(zhǎng)因子和分化因子。特異的黏附分子和細(xì)胞因子，可作為一種信號(hào)促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化、遷移或者啟動(dòng)凋亡，而細(xì)胞依賴特異型受體對(duì)信號(hào)做出反應(yīng)。由信號(hào)分子啟動(dòng)的信號(hào)傳導(dǎo)依賴于細(xì)胞骨架的組織和結(jié)構(gòu)，所以信號(hào)傳導(dǎo)與細(xì)胞表面的信號(hào)分子、周圍細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)有關(guān)，在設(shè)計(jì)細(xì)胞和組織培養(yǎng)環(huán)境時(shí)要考慮到細(xì)胞之間的相互作用。且最近的研究表明，由纖維構(gòu)成的具有3-D空間結(jié)構(gòu)的微米和納米微環(huán)境，如細(xì)胞外基質(zhì)膠原成分或其他纖維是組織細(xì)胞黏附、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、分化必不可少的條件。在傳統(tǒng)平面培養(yǎng)基表面，細(xì)胞的貼壁和生長(zhǎng)完全不同于體內(nèi)組織中細(xì)胞的生長(zhǎng)模式。在此情況下，一種無(wú)毒和生物相容的材料構(gòu)建三維空間就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種高分子三維支架及其制備方法，引進(jìn)了無(wú)毒和生物相容的材料構(gòu)建三維空間，提供了一個(gè)模擬體內(nèi)組織細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境或納米環(huán)境，用于體內(nèi)和體外細(xì)胞的增殖，從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化及受損結(jié)構(gòu)再生。此類三維結(jié)構(gòu)可以根據(jù)所需修復(fù)的組織，通過(guò)改變纖維的直徑、聚合物及添加劑的組成、高分子三維支架的理化和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能，可用于體外的細(xì)胞培養(yǎng)、組織工程、修復(fù)或替代體內(nèi)的損傷組織及促進(jìn)新的組織和器官生長(zhǎng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種高分子三維支架，由一層或多層人工合成的高分子三維纖維網(wǎng)格構(gòu)成，纖維直徑在50納米-2000納米之間，單層纖維網(wǎng)格的厚度為100納米到2000納米之間，纖維間空隙在10納米到25納米之間，纖維實(shí)體成分占支架總空間的30％-70％，纖維是具有生物相容性的非細(xì)胞毒性的高分子聚合物，支架表面附著化學(xué)修飾，支架承載添加劑。其制備方法包括以下步驟：

(1)制備聚合物溶液，溶液包含0.25％至15％體積比的添加劑；

(2)采用靜電紡絲制備的方法，使用聚合物溶液制備單層高分子三維纖維網(wǎng)格；

(3)將單層高分子三維纖維網(wǎng)格拼接成多層高分子三維支架。

作為優(yōu)選，所述的單層及多層高分子纖維是可生物降解材料。

作為優(yōu)選，所述的單層及多層高分子纖維是非生物降解材料。

作為優(yōu)選，所述的添加劑包括一種及多種生長(zhǎng)因子、分化因子、生物活性分子、生物大分子等脂質(zhì)及親脂性分子。

作為優(yōu)選，所述的生長(zhǎng)因子，包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子、胰島素生長(zhǎng)因子、血小板衍化生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子。

作為優(yōu)選，所述分化因子，包括經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、集落刺激因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子。。

作為優(yōu)選，所述的生物活性分子，包括脂質(zhì)、碳水化合物、多糖、氨基酸、核酸、核苷酸、多核苷酸、雜交分子。

作為優(yōu)選，所述的生物大分子，包括醇，醛，胺，羧基，巰基。