一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜的制备方法，包括如下步骤：1)配制含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液；2)配置含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶；3)采用静电纺丝技术迅速获得纳米纤维修复膜。该纳米修复膜集快速止血、长效抑菌、细胞修复为一体，有望为病人提供全功能伤口护理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜及其制备方法。
技术介绍
在外伤或者手术之后，伤口愈合以及对外伤口的纱布修复主要依托两个现象：上皮形成和肉芽组织收缩，而后者对于保护组织连续性和减小伤口大小至关重要。收缩时，相邻的肌纤维细胞会很快转变为成肌纤维细胞，其特点在于张力纤维和平滑肌动蛋白这两个标志会存在。尤其是，在伤口收缩期肌纤维细胞转变为成肌纤维细胞的这一异化过程会体现出一个重要的事情，即这个过程会通过机械应力和TGFβ1发信号来相互影响。具体来说，生长因子TGFβ1被认为是肌纤维细胞转变为成肌纤维细胞的直接诱因，这表明smad2和smad3的活化、smad复合体到细胞核的迁移以及αSMA表达的上调节。Lee等人报告了只有当用适量浓度的TGFβ1对肌纤维细胞进行短时间的刺激时，试管中的类成肌纤维细胞中的胶原蛋白凝胶基质会强烈地收缩，否则细胞将发生永久的纤维化。因此，通过短期控制TGFβ1浓度的方式，对于某些伤口痊愈是有帮助的。再生医学的最新方向目前主要集中在如何制备出类似细胞外基质(ECM)的细胞支架，从而实现在多维度空间中，短暂控制可调节细胞功能的生长因子释放速率。静电纺丝是一种多功能的聚合物纳米生产技术，这让具有混合了活性生长因子并具有微纳米结构细胞支架变得很容易制备，同时此细胞支架又会作为模拟细胞外基质，并提供同样的尺度和功能。可以被广泛制成纳米纤维的典型聚合物包括：合成聚酯纤维，如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙酸内酯(PCL)等，以及天然聚合物如明胶、蚕丝、壳聚糖和纯化I型胶原蛋白(以下简称胶原蛋白，Coll)等。而胶原蛋白作为细胞外基质的一种主要结构化蛋白质，已经被广泛应用到医疗器械方面，如伤口敷料、皮肤再生、药物缓释、角膜替代、组织工程支架等方面。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜及其制备方法，与直接静脉给药或口服用药相比，采用组织工程方式针对性给药可作为治疗某一特定部位的长效药，这能够在增强药物效用的同时，缩小副作用和防止药物分解，本专利技术纳米纤维修复膜为含有TGFβ1生长因子的PCL/Coll静电纺丝纤维，可被用作一种特殊的止血材料兼人工细胞外基质(ECM)，通过调节PCL/Coll的混合比例研究其止血抑菌效果，同时控制TGFβ1的释放，从而调节成肌纤维细胞分化速率。该纳米修复膜集快速止血、长效抑菌、细胞修复为一体，有望为病人提供全功能伤口护理。本专利技术采用的技术方案为：一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜的制备方法，包括如下步骤：1)含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液的配置由于纯化I型胶原蛋白(以下简称胶原蛋白，Coll)可纺性差，因此加入聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)进行混纺。将聚己内酯PCL按照5～15：100的质量比溶解于六氟异丙醇中得溶液A，将胶原蛋白Coll按照5～15：100的质量比溶解于六氟异丙醇中得溶液B；再将溶液A和溶液B混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌4-8h，直至得到均一透明的高分子PCL/Coll纺丝溶液。再将转化生长因子TGFβ1以10-3％～10-4％，w/w的配比均匀添加到PCL/Coll纺丝溶液中，得到含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液。2)含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液的配置将聚己内酯PCL按照0.5～15：100的质量比溶解于六氟异丙醇中得溶液C，将胶原蛋白Coll按照0.5～15：100的质量比溶解于六氟异丙醇中得溶液D，再将溶液C和溶液D混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌1-8h，直至得到均一透明的高分子PCL/Coll纺丝溶液。将培养好的T4噬菌体集中液以0.1～1.5/100,v/v的配比迅速均匀的添加到的PCL/Coll纺丝溶液中，得到含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液。3)静电纺丝参数的设定采用静电纺丝技术可以迅速获得质地均匀的纳米纤维膜，如图1所示静电纺丝示意图。具体工艺参数如下：电压，5～20kV；进料速率，0.1～1mL/h；沉积时间，3～6h；纺丝距离，8～20cm；相对湿度，20-35％；室温。所有的纤维经纺丝后置于冷冻干燥机中24～36h，完全干燥后存储于-20℃。附图说明图1为静电纺丝示意图。图2-1为加载TGFβ1的PCL/Coll纤维的表面形貌图。图2-2为加载TGFβ1的PCL/Coll纤维直径分布图。图3为PCL/Coll混纺纤维与纯PCL、纯Coll的可混合性对比研究。图4为PCL/Coll复合混纺纤维拉伸强度对比。图5为PCL/Coll混纺纤维与PCL和Coll的接触角变化对比图6-1为纯胶原纤维加载了不同浓度的TGFβ1对细胞增殖率的影响。图6-2为PCL/Coll混纺纤维加载1ng/mgTGFβ1对细胞增殖率的影响。图7为在兔耳动脉和肝损伤模型中不同止血膜的出血量。图8为不同样品的微观结构图：(a)噬菌体TEM图；(b)含噬菌体的PCL/CollB混纺纤维SEM图；(c)、(d)含噬菌体的PCL/CollB混纺纤维微观TEM图。图9为RT-PCR基因表达检测情况。其中，(a)小鼠成肌纤维细胞标志基因αSMA；(b)小鼠肌纤维细胞标志基因FSP1；(c-h)为第三天不同材料上的细胞分化情况；(i–n)为第五天不同材料上的细胞分化情况；(o–t)为第七天不同材料上的细胞分化情况。图10是植入期为1周、2周、4周、8周的Coll及PCL/CollB病理组织学照片。具体实施方式实施例1一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜的制备方法包括如下步骤：1)含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液的配置将聚己内酯PCL按照10％的质量比溶解于六氟异丙醇中得聚己内酯六氟异丙醇溶液，将胶原蛋白Coll按照10％的质量比溶解于六氟异丙醇中得胶原蛋白六氟异丙醇溶液，将聚己内酯六氟异丙醇溶液和胶原蛋白六氟异丙醇溶液按照w/w，40/60的配比混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌6h，直至得到均一透明的PCL/CollB纺丝液(40/60,w/w)。再将转化生长因子TGFβ1按照高浓度(10-3％，w/w)均匀添加到PCL/CollB纺丝液(40/60,w/w)，得到含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液。2)含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液的配置将聚己内酯按照10％的质量比溶解于六氟异丙醇中得聚己内酯六氟异丙醇溶液，将胶原蛋白Coll按照10％的质量比溶解于六氟异丙醇中得胶原蛋白六氟异丙醇溶液，将聚己内酯六氟异丙醇溶液和胶原蛋白六氟异丙醇溶液按照(40/60,w/w)的配比混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌6h，直至得到均一透明的PCL/CollB纺丝液(40/60,w/w)。将培养好的T4噬菌体集中液按照1/100,v/v的配比迅速均匀的添加到PCL/CollB纺丝液(40/60，w/w)，得到含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液。3)采用静电纺丝技术迅速获得质地均匀的纳米纤维膜。具体工艺参数如下：电压，20kV；进料速率，1mL/h；沉积时间，3h；纺丝距离，10cm；相对湿度，20-35％；室温。所有的纤维经纺丝后置于冷冻干燥机中24h，完全干燥后存储于-20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)配制含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液，将聚己内酯溶解于六氟异丙醇中得溶液A，将胶原蛋白溶解于六氟异丙醇中得溶液B；再将溶液A和溶液B混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌，得到均一透明的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液，再将转化生长因子TGFβ1均匀添加到胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液中，得到含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液；2)配置含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液，将聚己内酯溶解于六氟异丙醇中得溶液C，将胶原蛋白溶解于六氟异丙醇中得溶液D，再将溶液C和溶液D混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌，得到均一透明的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液，将T4噬菌体集中液迅速均匀的添加到的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液中，得到含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液；3)采用静电纺丝技术迅速获得纳米纤维修复膜。

【技术特征摘要】
1.一种多功能胶原蛋白纳米纤维修复膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)配制含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液，将聚己内酯溶解于六氟异丙醇中得溶液A，将胶原蛋白溶解于六氟异丙醇中得溶液B；再将溶液A和溶液B混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌，得到均一透明的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液，再将转化生长因子TGFβ1均匀添加到胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液中，得到含生长因子胶原蛋白/聚己内酯溶液；2)配置含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液，将聚己内酯溶解于六氟异丙醇中得溶液C，将胶原蛋白溶解于六氟异丙醇中得溶液D，再将溶液C和溶液D混合并利用磁力搅拌装置连续搅拌，得到均一透明的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液，将T4噬菌体集中液迅速均匀的添加到的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液中，得到含T4噬菌体胶原蛋白/聚己内酯溶液；3)采用静电纺丝技术迅速获得纳米纤维修复膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)的胶原蛋白/聚己内酯纺丝溶液中胶原蛋白与聚己内酯的质量比为66.7-33.3:33.3-66.7。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程玮璐，李洪谊，郭凯，李贵阳，王耀涓，高健，赵志平，蔡盼盼，
申请(专利权)人：沈阳尚贤微创医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21