硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法和应用。所述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架包括：生物高分子纤维、以及嵌于所述生物高分子纤维中的硅酸锌纳米颗粒；所述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架能够同时促进皮肤创面愈合与皮肤神经血管网络重建。愈合与皮肤神经血管网络重建。愈合与皮肤神经血管网络重建。

【技术实现步骤摘要】
硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法和其在神经化皮肤再生中的应用，尤其是应用于皮肤创面愈合及其神经血管网络重建，属于生物材料领域。

技术介绍

[0002]皮肤作为人体最外层的器官组织，在日常生活中很容易被火焰、热水或者化学制品等烧伤、烫伤。严重的烧伤烫伤不仅会破坏皮肤的真皮基质，也会损伤皮肤中的神经血管网络，使得皮肤丧失感知外界环境的能力，受损的神经血管网络往往也难以自行修复。
[0003]目前，常用的创面敷料一般仅能起到促进创面愈合的作用，而并不具有促进重建新生皮肤神经血管网络的能力，导致皮肤修复的效果有限。因此，开发一种新型的生物活性多功能创面敷料，在促进创面愈合的同时有效促进皮肤中神经血管网络的重建，对于实现功能性的皮肤组织再生具有重要意义。
[0004]现有技术文献：1.Lv F,Wang J,Xu P,et al.Aconducive bioceramic/polymer composite biomaterial for diabetic wound healing[J].Acta biomaterialia,2017:128
‑
143.2.Cheng L,Cai Z,Ye T,et al.Injectable Polypeptide
‑
Protein Hydrogels for Promoting Infected Wound Healing[J].Advanced Functional Materials,2020,2001196.3.Peng L,Xu X,Huang Y,et al.Self
‑
Adaptive All
‑
In
‑
One Delivery Chip for Rapid Skin Nerves Regeneration by Endogenous Mesenchymal Stem Cells[J].Advanced Functional Materials,2020,30,2001751.4.Yu Q,Han Y,Wang X,et al.Copper Silicate Hollow Microspheres
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Incorporated Scaffolds for Chemo
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Photothermal Therapy of Melanoma and Tissue Healing[J].Acs Nano,2018,12,2695
‑
2707.

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术目的在于提供一种具有多功能的生物活性皮肤组织工程支架材料，有效促进皮肤创面愈合的同时还能促进重建皮肤的神经血管网络。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，包括：生物高分子纤维、以及嵌于所述生物高分子纤维中的硅酸锌纳米颗粒；所述复合纤维支架能够同时促进皮肤创面愈合与皮肤神经血管网络重建。
[0007]较佳地，所述硅酸锌纳米颗粒与所述生物高分子纤维的质量比为2～40％。
[0008]较佳地，所述生物高分子纤维为具有生物相容性的高分子纤维，优选为聚乳酸、聚己内酯或壳聚糖高分子纤维，更优选为聚己内酯高分子纤维；所述生物高分子纤维的直径范围为0.4～2μm。
[0009]较佳地，所述硅酸锌纳米颗粒的形貌为纺锤状结构，长度范围为600～900nm，宽度
范围为200～500nm，粒径分布在400～800nm。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种上述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法，包括：将锌盐溶液、硅源溶液以及氢氧化钠溶液充分搅拌混合形成混合溶液，然后进行水热反应，收集沉淀并洗涤，得到所述硅酸锌纳米颗粒；将所述硅酸锌纳米颗粒与生物高分子纤维材料在六氟异丙醇溶液中均匀混合，之后将混合均匀的溶液装入注射器中进行静电纺丝，干燥后得到所述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架。
[0011]较佳地，所述锌盐为硝酸锌、硝酸锌水合物、硫酸锌、硫酸锌水合物、或无水氯化锌中的至少一种，所述硅源为硅酸钠水合物、或正硅酸乙酯TEOS；所述混合溶液中锌盐的质量浓度为0.05～0.1g/mL，氢氧化钠的质量浓度为0.2～0.4g/mL，硅源的质量浓度为0.01～0.1g/mL。
[0012]较佳地，所述水热反应的温度为160～240℃，时间为12～36h。
[0013]较佳地，所述硅酸锌纳米颗粒与生物高分子纤维材料在六氟异丙醇溶液中的质量比为(0.02～0.4):1，优选为0.1:1。
[0014]较佳地，所述静电纺丝的参数为：纺丝使用电压为8～12kV，接收滚筒转速为1800～2500r/min，针头挤出速度为0.01～0.05mL/min，接收滚筒与针头距离为10～20cm。
[0015]第三方面，本专利技术还提供了一种上述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架在具有创面愈合与神经血管网络重建双重功能的生物活性皮肤组织工程支架材料中的应用。
[0016]有益效果本专利技术提供的硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架具有良好的生物相容性以及优异的体外成血管、成神经化活性，为实现功能性皮肤再生提供了一种简便有效的方案。相关动物实验证实，硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架不仅可以有效促进皮肤烫伤创面愈合，还可以加速受损区域的神经血管网络重建。
附图说明
[0017]图1为实施例1中制备的硅酸锌纳米颗粒(Zn2SiO4)的晶相、粒径和微观结构表征图；图2为实施例1中制备的复合纳米纤维支架(PCL+5ZS)的微观形貌表征图；图3为实施例1
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3以及对比例1中制备的纤维支架的微观形貌与元素分布表征图；图4为实施例1
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3以及对比例1中制备的纤维支架的纤维直径分布图；图5为实施例1
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3与对比例1中制备的纤维支架体外促内皮细胞增殖、迁移的表征图；图6为实施例1
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3与对比例1中制备的纤维支架体外促血管生成的表征图；图7为实施例1
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3与对比例1中制备的纤维支架体外促神经化的表征图；图8为体内小白鼠皮肤烫伤治疗实验效果示意图；图9为新生皮肤的神经血管重建表征图。
具体实施方式
[0018]以下通过实施方式与实施例进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0019]本专利技术提供了一种硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，该种支架包括：生物高分子纤维、以及嵌于所述生物高分子纤维中的硅酸锌纳米颗粒。其中，纳米颗粒嵌于生物高分子纤维中的方式可以为全部或部分包埋在纤维内部、和/或部分暴露在纤维外部等。
[0020]所述硅酸锌纳米颗粒与所述生物高分子纤维的质量比为2～40％。硅酸锌纳米颗粒含量过低会导致复合纤维支架的生物活性较差，而硅酸锌纳米颗粒含量过高时将不利于复合纤维支架的制备以及可能会导致潜在的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，其特征在于，所述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架包括：生物高分子纤维、以及嵌于所述生物高分子纤维中的硅酸锌纳米颗粒；所述硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架能够同时促进皮肤创面愈合与皮肤神经血管网络重建。2.根据权利要求1所述的硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，其特征在于，所述硅酸锌纳米颗粒与所述生物高分子纤维的质量比为2～40%。3.根据权利要求1或2所述的硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，其特征在于，所述生物高分子纤维为具有生物相容性的高分子纤维，优选为聚乳酸、聚己内酯或壳聚糖高分子纤维，更优选为聚己内酯高分子纤维；所述生物高分子纤维的直径范围为0.4～2μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架，其特征在于，所述硅酸锌纳米颗粒的形貌为纺锤状结构，长度范围为600～900 nm，宽度范围为200～500 nm，粒径分布在400～800 nm。5.一种权利要求1至4中任一项所述的硅酸锌纳米颗粒复合纤维支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将锌盐溶液、硅源溶液以及氢氧化钠溶液充分搅拌混合形成混合溶液，然后进行水热反应，收集沉淀并洗涤，得到所述硅酸锌纳米颗粒；将所述硅酸锌纳米颗粒与生物高分子纤维材料在六氟异丙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成铁，张洪健，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：