原位成纤-粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法技术

本发明专利技术涉及一种用原位成纤

【技术实现步骤摘要】
原位成纤
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粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法


[0001]本专利技术涉及组织工程
，具体涉及一种原位成纤
‑
粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法，制备过程简单，原位生成纤维，不需有机溶剂。组织工程支架由纤维构筑而成，与细胞外基质的结构相似，有利于细胞黏附生长。

技术介绍

[0002]伴随医学科学的发展, 器官移植技术已应用于临床, 但存在的主要问题是供体不足。组织工程的诞生与发展为人类再造各种人体组织和器官、解决棘手的器官移植供体短缺问题带来了希望。
[0003]组织工程支架是细胞外基质的替代物，诱导细胞的增殖、分化以及新组织的生长，是组织工程的重要组成部分。理想的组织工程支架需要满足以下要求：1. 具有良好的生物相容性；2. 适当的生物降解性；3. 具有三维立体多孔结构和高的孔隙率，孔间贯通性良好；4. 具有可塑性和较好的机械强度；5. 材料表面微环境利于细胞黏附、增殖，能激活细胞特异基因表达。此外，孔隙的状态（包括尺寸、形状和表面性质）在细胞种植、吸附、生长和新组织的形成方面起着重要的作用。
[0004]目前，在组织工程研究中应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确控制，易于构建特定的微观结构，是目前组织工程研究中应用最多的生物材料。这类材料主要有聚乳酸、聚乙交酯、聚乙二醇、聚己内酯以及它们的共聚物等。
[0005]聚己内酯是一种经过美国食品和药品管理局批准可用于人体的生物可降解聚酯。结晶性好，降解速率较慢，降解后的最终产物为二氧化碳和水，对人体无毒，可以解决支架长期植入的问题。分子链柔顺性好，在室温下是橡胶态。具有优良的组织相容性、药物通过性、生物相容性和力学性能，在生物医学领域应用广泛。聚己内酯的熔点较低，容易进行机械加工。
[0006]聚乙二醇为人工合成的聚合物，具有很好的亲水性、溶解性，无毒、无免疫原性、无排异反应性，生物相容性和抗血拴形成的能力较好，己经得到美国食品和药物管理局批准用于人体。
[0007]目前，已有许多方法可以制备多孔组织工程支架，如快速成型法、静电纺丝法、溶剂挥发法、溶液浇铸/粒子沥滤法、冷冻干燥法、相分离法、气体发泡法等。每一种制备方法都有自己的优缺点，如冷冻干燥法制得的支架孔径较小；粒子沥滤法制得的支架的厚度较小，且支架表面较致密；气体发泡法制得的支架的贯通性较差；静电纺丝法、溶剂挥发法、溶液浇铸/粒子沥滤法均要使用大量有机溶剂来溶解聚合物，后处理过程繁杂，且残存的有机溶剂对细胞生长不利。因而，需要一种新的制备方法或将上述方法结合使用，以制备出综合性能更好的组织工程支架。
[0008]纤维在组织工程支架领域中有重要的地位。从仿生学角度看，人的组织和器官是
以纳米纤维的形式和结构堆积的。因而，如果能制备一种以纤维为基本单元的组织工程支架，就可以模拟细胞外基质的结构和生物功能，从而为细胞提供一个种植、繁殖、生长的理想模板。另一方面，纤维的高比表面积有利于细胞黏附、增殖和分化，以及负载生长因子等。
[0009]目前，以纤维为基本单元的组织工程支架的制备方法有静电纺丝法和纤维编织法。
[0010]静电纺丝法是聚合物溶液或熔体在高压静电场的作用下形成纤维。静电纺丝得到的纳米纤维尺寸小于细胞，在结构和功能上与细胞外基质相似，加工过程简单。但是静电纺丝法多用于制备二维的膜状组织工程支架，强度较低，如用其制备三维块状支架，则需要很长的时间。
[0011]纤维编织法需要预先加工出纤维，再将纤维有规律地编织成三维连通的编织网，或者将纤维无序放置构成组织工程支架。三维组织工程支架网孔大小不均匀，力学性能差，多用作软组织工程支架。成纤和制备组织工程支架分步进行，制备过程繁琐。

技术实现思路

[0012]为解决上述问题，本专利技术提出一种新的以纤维为基本单元的多孔组织工程支架的制备方法，即原位成纤
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粒子沥滤法。
[0013]本专利技术的技术方案：将聚己内酯和聚乙二醇加热至熔融并混合均匀后加入氯化钠颗粒，加热混合均匀，得到颗粒混合物；颗粒混合物经牵引装置拉伸后折叠或卷绕至原始大小。然后放入模具模腔内，压平，用冰水冷却，取出产物，用去离子水浸泡，除去聚乙二醇和氯化钠，干燥后得到聚己内酯纤维构筑的多孔组织工程支架。
[0014]具体的技术方案为：一种原位成纤
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粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法，包括以下步骤：（1）将聚己内酯和聚乙二醇投入混合机中，控制混合温度为50
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70℃，加热至熔融，得到粘稠混合物；（2）将氯化钠颗粒添加到粘稠混合物中，加热混合均匀，加热温度为50
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70℃，得到颗粒混合物；颗粒混合物在50
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60℃经牵引装置拉伸2
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10倍，横向折叠、纵向折叠至原始大小，再拉伸至2
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10倍，再横向折叠、纵向折叠至原始大小。或者颗粒混合物经牵引装置拉伸2
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10倍后，卷绕至原始大小。（3）将拉伸并折叠或卷绕后的颗粒混合物放入模具模腔内，压平，用冰水冷却，取出产物，用去离子水浸泡，除去聚乙二醇和氯化钠，然后在室温下吹干水分，最后真空干燥，得到聚己内酯纤维构筑的多孔组织工程支架。
[0015]优选的，步骤（1）中所述聚乙二醇和聚己内酯的质量比为(1
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3):1，聚乙二醇的平均分子量为5500
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6500，聚己内酯的平均分子量为7万
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9万。。
[0016]优选的，步骤（1）中的加热温度为65
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70℃，加热时间为5
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7分钟，搅拌速率为200r/min。
[0017]优选的，步骤（2）中的加热温度为60
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65℃，加热时间为3
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4分钟，搅拌速率为200r/min。
[0018]优选的，步骤（2）中氯化钠颗粒的粒径为50
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100微米，氯化钠颗粒与聚己内酯的质量比为(4
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8):1。
[0019]优选的，步骤（2）中颗粒混合物在拉伸时的温度为55
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60℃。
[0020]优选的，步骤（3）中冷却后的产物在去离子水中浸泡10天，去离子水每12小时换一次；室温下吹干水分的时间为24小时，真空干燥的温度为室温，真空干燥的真空度小于200Pa，所述室温为10
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39℃。
[0021]本专利技术的有益效果：本专利技术所用的聚己内酯熔点为58
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60℃，所用的低分子量聚乙二醇熔点为53
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58℃，混合及成纤过程温度较低。本专利技术选择聚己内酯为组织工程支架的主要原料，低分子量的聚乙二醇为基体相和致孔剂，氯化钠颗粒为致孔剂，不会影响组织工程支架的医用性能。低分子量的聚乙二醇可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位成纤
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粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚己内酯和聚乙二醇投入混合机中，控制混合温度为50
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70℃，加热至熔融，得到粘稠混合物；（2）将氯化钠颗粒添加到粘稠混合物中，加热混合均匀，加热温度为50
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70℃，得到颗粒混合物，颗粒混合物进行拉伸和还原处理；（3）将拉伸和还原处理后的颗粒混合物放入模具模腔内，压平，用冰水冷却，取出产物，用去离子水浸泡，除去聚乙二醇和氯化钠，然后在室温下吹干水分，最后真空干燥，得到聚己内酯纤维构筑的多孔组织工程支架。2.根据权利要求1所述的原位成纤
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粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法，其特征在于，拉伸和还原处理过程为：颗粒混合物在50
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60℃经牵引装置拉伸2
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10倍，横向折叠、纵向折叠至原始大小，再拉伸至2
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10倍，再横向折叠、纵向折叠至原始大小；或者颗粒混合物经牵引装置拉伸2
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10倍后，卷绕至原始大小。3.根据权利要求1所述的原位成纤
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粒子沥滤法以制备纤维构筑的多孔组织工程支架的方法，其特征在于，步骤（1）中所述聚乙二醇和聚己内酯的质量比为(1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志刚，赵娜，崔文广，张绍岩，
申请(专利权)人：石家庄学院，
类型：发明
国别省市：