一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架技术

本发明专利技术属于组织工程支架领域，公开了一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，步骤为：（1）将聚合物溶解于良溶剂中，制备聚合物溶液；（2）将肝素溶解于能够与步骤（1）中所述良溶剂混溶的含水有机溶剂中，制得肝素溶液；（3）将聚合物溶液和肝素溶液混合均匀得混合静电纺丝液，将混合静电纺丝液置于注射器中静电纺丝，并利用高速旋转的接收装置接收，制得定向排列的负载肝素的聚合物组织工程支架。本发明专利技术提供的制备方法提高了肝素和聚合物混合形成的混合静电纺丝液的可纺性，有利于形成性能优良的纤维薄膜，提高了抗凝血药物肝素的含量，进而提高了支架的抗凝血性能。还公开了利用上述方法制备的负载肝素的聚合物组织工程支架。

【技术实现步骤摘要】
一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架
本专利技术属于组织工程支架领域，具体涉及一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架。
技术介绍
随着心脑血管疾病发病率的增多，血管支架的需求逐渐增多。但是传统血管支架不能满足需求，尤其是对直径小于6毫米的小口径血管支架要求更高。这是由于小口径血管支架在应用过程中材料表面与血液直接接触，支架表面材料需要具备抗凝血的功能，从而避免引起血栓等问题。因此对支架材料进行改性，使支架材料能够抗凝血是人们研究的重点。同时由于人体血管中内皮细胞是沿着血流方向排列的，以便细胞能够承受血流带来的作用力，同时还需要能促进内皮细胞生长，加速促进内皮化，以维持血流的通畅性，因此支架还需要具有定向排列的长期抗凝血功能。组织工程支架抗凝血主要采用支架表面内皮化和引入肝素提高抗凝血性能两种方法。而引入肝素提高抗凝血性能多采用在静电纺丝纤维膜支架中引入肝素的方法，包括直接混纺和表面负载两种方法。但是，在直接混纺过程中，由于肝素不溶于常见的高聚物静电纺丝有机溶剂中，形成肝素/高聚物混合纺丝溶液（非均相的乳浊液）的可纺性差，肝素含量低，无法达到缓释的要求。表面负载肝素的缺点是当表面负载的肝素降解后，支架就无法继续提供肝素，无法满足在新的血管组织形成之前一直具有抗凝血功能的需求。因此需要寻找一种能够有效负载肝素（具有较高肝素负载率），并能在一定时间内有效的释放肝素的组织工程支架。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架。基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，步骤为：（1）将聚合物溶解于良溶剂中，制备聚合物溶液；（2）将肝素溶解于能够与步骤（1）中所述良溶剂混溶的含水有机溶剂中，制得肝素溶液；（3）将聚合物溶液和肝素溶液混合均匀得混合静电纺丝液，将混合静电纺丝液置于注射器中静电纺丝，并利用高速旋转的接收装置接收，制得定向排列的负载肝素的聚合物组织工程支架。进一步地，步骤（1）中，所述的良溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇中一种或两种的混合物，所述聚合物为可以被良溶剂溶解的PLA（聚乳酸）、PCL（聚己内酯）或PLCL（聚L-丙交酯-己内酯），该类聚合物有优良力学性能、顺应性和生物降解性能。进一步地，步骤（1）中，所述聚合物溶液中聚合物的质量分数为8-16%。进一步地，步骤（2）中，所述含水有机溶剂为浓度为85%-95%的酒精水溶液。进一步地，步骤（2）中，所述肝素溶液中肝素浓度为0.1-1.8㎎/ml。进一步地，静电纺丝电压为18-20kv，接收距离为18-20cm，接收装置的转速为700-800rpm。优选地，所述接收装置为滚筒或金属棒；采用滚筒作为接收装置可以制备膜状的聚合物组织工程支架；根据需求采用不同直径的金属棒作为接收装置可以得到管状的聚合物组织工程支架，优选金属棒的直径为4-6毫米。进一步地，所述的肝素为肝素钠，肝素钠为常用的有效抗凝血药物，具有优良的生物相容性。利用上述方法制备的负载肝素的聚合物组织工程支架具有优良的抗凝血性能和生物相容性，抗凝药物肝素能够有效实现移植初期的抗凝作用。同时通过控制纺丝液的浓度、静电纺丝电压、接收距离、接收装置转速可以制备出不同内径、长度、厚度的多种规格的聚合物组织工程支架，在血管组织工程中组织工程支架将会有重要的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）由于肝素不溶解于有机溶液中，肝素水溶液与聚合物有机溶液无法形成均匀的混合溶液，通常直接形成完全不溶的分层的两相体系或者乳浊液体系，因此现有的直接混纺过程混合溶液的纺丝性能差，进而导致纺丝液中肝素含量低。而本专利技术先将肝素溶解在含水有机溶剂中，形成的溶液体系能与聚合物溶液互溶，尤其是采用酒精水溶液溶解肝素时，肝素钠溶解于酒精水溶液中的水中，酒精则与有机溶剂以任意比例溶解，使形成均一的混合静电纺丝液，提高了混合静电纺丝液的可纺性和混合静电纺丝液中肝素的浓度，避免了纺丝过程出现液滴、堵针头现象；同时由于肝素在混合静电纺丝液中均匀分布，经过纺丝后，肝素处于纤维内部，能够有效的延缓肝素的释放速度，起到长效缓释效果，满足长效抗凝血需求。（2）本专利技术通过控制纺丝液的浓度、接收装置转速来控制纤维的尺寸（即纺丝液浓度越低，接收装置转速越高，纤维尺寸越细），可以得到与天然细胞外基质尺寸相当的纳米纤维结构，处于该尺寸下的纳米纤维结构有利于细胞的粘附和增殖，同时通过控制接收装置（例如转筒、金属棒）的转向来控制纤维取向从而制得具有取向排列的纤维。而取向排列的纤维能够有效的促进内皮细胞的增殖和取向排列，有助于内皮细胞承受血流带来的作用力，并有助于支架表面内皮化，有利于血管的原位修复。综上，本专利技术提供的制备方法提高了肝素和聚合物混合形成的混合静电纺丝液的可纺性，有利于形成性能优良的纤维薄膜，提高了抗凝血药物肝素的含量，进而提高了支架的抗凝血性能。本专利技术的负载肝素的聚合物组织工程支架，尺寸上仿生天然血管组织，并与肝素作用协调控制血管组织的新生和重构；同时采用生物可降解材料为原料，支架能随着新生血管组织的形成逐渐降解，在血管再生医学领域中有重要的应用。附图说明图1为实施例3～6制备的聚合物组织工程支架的扫描电镜图片；图2为实施例3～6制备的聚合物组织工程支架的甲苯胺蓝染色图；图3是实施例3～6制备的聚合物组织工程支架的亲水测试结果；图4是实施例3～5制备的聚合物组织工程支架的肝素释放曲线图；图5是实施例3～6制备的聚合物组织工程支架的抗凝血实验结果；图6是实施例3～6制备的聚合物组织工程支架的增殖实验结果。具体实施方式下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本专利技术。实施例1一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，步骤为：（1）用电子天平称取3mg肝素钠溶解于6ml浓度为95%的酒精溶液中；（2）用电子天平称取2gPLA溶解于14ml二氯甲烷溶液中；（3）将前两步得到的溶液混合均匀，用封口膜密封，将配好的纺丝液放置在磁力搅拌器上搅拌过夜制得混合静电纺丝液；将混合静电纺丝液置于注射器中静电纺丝，利用高速旋转的滚筒接收，其中，静电纺丝电压为16kv，接收距离为16㎝，滚筒转速为700rpm，纺丝液体积为15ml，纺丝时间为1天，制备得到厚度为20μm的负载肝素的聚乳酸纤维膜，纺丝过程中未出现液滴、堵针头现象；然后利用烘箱真空干燥过夜除去残余溶剂后得到膜状聚合物组织工程支架。或者，采用直径为4-6毫米的金属棒为接收装置，静电纺丝电压为16kv，接收距离为16㎝，金属棒转速为700rpm，纺丝液体积为15ml，纺丝时间为1天，制备得到厚度为20μm的负载肝素的聚乳酸纤维管，然后利用烘箱真空干燥过夜除去残余溶剂后得到管状聚合物组织工程支架。实施例2一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，步骤为：（1）用电子天平称取3mg肝素钠溶解于6ml浓度为95%的酒精溶液中；（2）用电子天平称取1.6gPLCL溶解于14ml二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺（二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺的比例为7:3）混合溶液中；（3）将前两步得到的溶液混合均匀，用封口膜密封，将配好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，其特征在于，步骤为：（1）将聚合物溶解于良溶剂中，制备聚合物溶液；（2）将肝素溶解于能够与步骤（1）中所述良溶剂混溶的含水有机溶剂中，制得肝素溶液；（3）将聚合物溶液和肝素溶液混合均匀得混合静电纺丝液，将混合静电纺丝液静电纺丝并利用高速旋转的接收装置接收，制得定向排列的负载肝素的聚合物组织工程支架。

【技术特征摘要】
1.一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，其特征在于，步骤为：（1）将聚合物溶解于良溶剂中，制备聚合物溶液；（2）将肝素溶解于能够与步骤（1）中所述良溶剂混溶的含水有机溶剂中，制得肝素溶液；（3）将聚合物溶液和肝素溶液混合均匀得混合静电纺丝液，将混合静电纺丝液静电纺丝并利用高速旋转的接收装置接收，制得定向排列的负载肝素的聚合物组织工程支架。2.根据权利要求1所述的有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的良溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇中的一种或两种的混合物，所述聚合物为PLA、PCL或PLCL。3.根据权利要求2所述的有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚合物溶液中聚合物的质量分数为8-16%。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，李旭燕，王小峰，常中华，郭欣，孟鑫，韩姗姗，李孟德，王东方，任翠红，蒋晶，侯建华，吕子锐，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41