專利名稱：膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合纖維支架的制備領(lǐng)域，特別涉及一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法。
背景技術(shù)：
組織工程的核心在于構(gòu)建由生物材料和細(xì)胞組成的三維空間復(fù)合體，即組織工程支架復(fù)合種子細(xì)胞。它的最大優(yōu)點是可形成具有生命力的活體組織，仿生人體組織器官，對病損組織從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行重建并達(dá)到永久性替代；用較少的組織細(xì)胞完成病損組織的修復(fù)和再生。在這一過程中，組織工程支架為細(xì)胞生長和遷移提供了適當(dāng)?shù)奈h(huán)境，包括粘附位點和生長信號等。組織工程支架是決定組織修復(fù)成功與否的關(guān)鍵因素之一。理想的支架(Liu C，XiaZjCzernuszka JT.Design and Development of Three-Dimensional Scaffolds forTissue Engineering.Chemical Engineering Research and Design2007;85:1051-64)應(yīng)該具備良好的生物相容性、可降解性、適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能和多孔結(jié)構(gòu)等特點，即應(yīng)該從組份和結(jié)構(gòu)上仿生。靜電紡技術(shù)為組織工程支架的制備提供了新的思路。Zhang等(Zhang KHj WangHS，Huang C，Su Y，Mo XMjIkada Y.Fabrication of silk fibroin blended P (LLA-CL)nanofibrous scaffolds for tissue engineering.Journal of Biomedical MaterialsResearch Part A2010;93A:984_93)以六氟異丙醇為溶劑制備了絲素蛋白與乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合納米纖維膜，并證明該纖維膜能夠促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞生長。這種通過層層疊加納米纖維的方法得到的致密纖維膜，由于其孔徑大小是納米級的，不能完全滿足細(xì)胞生長的要求，如細(xì)胞不能長入其內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，該方法制備的支架的孔徑大小隨著纖維直徑的增加而增大，這有利于營養(yǎng)物質(zhì)在支架內(nèi)部的傳輸和代謝廢物的排出，也利于細(xì)胞長入支架內(nèi)部，形成再生組織。本發(fā)明的一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，包括:( I)將膠原蛋白溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4%_10%克/毫升的膠原蛋白溶液；將乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4-10%克/毫升的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液；(2)將膠原蛋白溶液和乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液混合，得到總?cè)苜|(zhì)占溶劑4vol%-10vol%的共混靜電紡絲溶液；(3)將上述共混靜電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架。所述步驟(2)中的膠原蛋白占總?cè)苜|(zhì)的10wt%_40wt%，乳酸-己內(nèi)酯共聚物占總?cè)苜|(zhì)的 60wt%_90wt%。
所述步驟(3)中的靜電紡絲參數(shù)為:電壓10-20千伏，注射速率0.5-1.5毫升/小時，接收距離5-25厘米，小孔直徑5-10毫米，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速30-100轉(zhuǎn)/分鐘，電場距離100 200暈米。本發(fā)明以動態(tài)水溶液接收膠原蛋白和乳酸-己內(nèi)酯共聚物的靜電紡納米纖維，并利用水中的漩渦將納米纖維抱合成微米纖維束，再用轉(zhuǎn)軸收集得到疏松的纖維膜支架。這種含膠原的由納米纖維組成的微米纖維束從組份上更好的模擬肌腱細(xì)胞外基質(zhì)中的纖維束，而且支架的大孔結(jié)構(gòu)利于細(xì)胞生長、遷移和組織再生。有益.效果(I)本發(fā)明制備的支架的孔徑大小隨著纖維直徑的增加而增大，這有利于營養(yǎng)物質(zhì)在支架內(nèi)部的傳輸和代謝廢物的排出，也利于細(xì)胞長入支架內(nèi)部，形成再生組織；(2)本發(fā)明制備的支架是由微米纖維束構(gòu)成的，而微米纖維束是通過漩渦將納米纖維抱合而得到的，因而該支架同時具有納米和微米纖維的結(jié)構(gòu)特點，仿生細(xì)胞外基質(zhì)；(3)本發(fā)明制備的支架是由生物相容性良好的膠原蛋白和力學(xué)性能良好的乳酸-己內(nèi)酯共聚物制備，通過改變二者的比例來調(diào)整支架的力學(xué)性能，以更好的滿足實際應(yīng)用的需求。


圖1為動態(tài)水溶液接收纖維的靜電紡裝置；圖2為膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的掃描電鏡圖片；圖3為膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架照片；圖4為蘇木精-伊紅染色法觀察肌腱細(xì)胞在復(fù)合纖維支架上生長。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1將0.8克膠原蛋白溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為8% (克/毫升)的膠原蛋白溶液；將0.8克聚乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為8% (克/毫升)的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液；將兩種溶液按體積比為10:90混合，得到膠原蛋白與乳酸-己內(nèi)酯共聚物質(zhì)量比為10:90的混合溶液；將混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，紡絲條件:電壓，15千伏；電場距離150毫米；注射速率，I毫升/小時；轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，60轉(zhuǎn)/分鐘；小孔直徑8毫米，得到復(fù)合纖維支架。支架中的納米纖維平均直徑為650納米，微米纖維平均直徑為24微米。實施例2將0.8克膠原蛋白溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為8% (克/毫升)的膠原蛋白溶液；將0.8克乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為8% (克/毫升)的聚乳酸-聚己內(nèi)酯溶液；將兩種溶液按體積比為25:75混合，得到膠原蛋白與乳酸-己內(nèi)酯共聚物質(zhì)量比為25:75的混合溶液；將混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，紡絲條件:電壓，15千伏；電場距離150毫米；注射速率，I毫升/小時；轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，60轉(zhuǎn)/分鐘；小孔直徑8毫米，得到復(fù)合纖維支架。支架中的納米纖維平均直徑為542納米，微米纖維平均直徑為20微米。實施例3將0.8克膠原蛋白溶解于10毫升六氟異丙醇溶液中，攪拌至均勻，得到濃度為8%(克/毫升)的膠原蛋白溶液；將0.8克乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶解于10毫升六氟異丙醇溶液中，攪拌至均勻，得到濃度為8% (克/毫升)的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液；將兩種溶液按體積比為40:60混合，得到膠原蛋白與聚乳酸-聚己內(nèi)酯質(zhì)量比為40:60的混合溶液；將混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，紡絲條件:電壓，15千伏；電場距離150毫米；注射速率，I毫升/小時；轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，60轉(zhuǎn)/分鐘；小孔直徑8毫米，得到復(fù)合纖維支架。支架中的納米纖維平均直徑為450納米，微米纖維平均直徑為15微米。實施例4將0.6克膠原蛋白溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為6% (克/毫升)的膠原蛋白溶液；將0.6克乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶解于10毫升六氟異丙醇中，攪拌至均勻，得到濃度為6% (克/毫升)的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液；將兩種溶液按體積比為25:75混合，得到膠原蛋白與聚乳酸-聚己內(nèi)酯質(zhì)量比為25:75的混合溶液；將混合溶液進(jìn)行靜電紡絲，紡絲條件:電壓，15千伏；電場距離150毫米；注射速率，I毫升/小時；轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，60轉(zhuǎn)/分鐘；小孔直徑8毫米，得到復(fù)合纖維支架。支架中的納米纖維平均直徑為550納米，微米纖維平均直徑為18微米。實施例5將200微升肌腱細(xì)胞懸液(約10000個肌腱細(xì)胞)種植到直徑為15毫米的圓形復(fù)合纖維支架上，經(jīng)過7天的培養(yǎng)后，取出培養(yǎng)細(xì)胞的支架，并用4%多聚甲醛在4°C固定30分鐘，經(jīng)脫水、透明、浸蠟和包埋后，用切片機(jī)將樣品切成10微米厚，貼在玻片上染色，于顯微鏡下觀察并拍照，見圖4。
權(quán)利要求
1.一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，包括: (O將膠原蛋白溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4%-10%克/毫升的膠原蛋白溶液；將乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4-10%克/毫升的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液； (2)將膠原蛋白溶液和乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液混合，得到總?cè)苜|(zhì)占溶劑4vol%-10vol%的共混靜電紡絲溶液； (3)將上述共混靜電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的膠原蛋白占總?cè)苜|(zhì)的10wt%-40wt%,乳酸-己內(nèi)酯共聚物占總?cè)苜|(zhì)的60wt%_90wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的靜電紡絲參數(shù)為:電壓10-20千伏，注射速率0.5-1.5毫升/小時，接收距離5-25厘米，小孔直徑5-10毫米，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速30-100轉(zhuǎn)/分鐘，電場距離100 200毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架的制備方法，包括(1)將膠原蛋白溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4%-10%克/毫升的膠原蛋白溶液；將乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶于六氟異丙醇，均勻攪拌，制得濃度為4-10%克/毫升的乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液；(2)將膠原蛋白溶液和乳酸-己內(nèi)酯共聚物溶液混合，得到總?cè)苜|(zhì)占溶劑4vol%-10vol%的共混靜電紡絲溶液；(3)將上述共混靜電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到膠原蛋白/乳酸-己內(nèi)酯共聚物復(fù)合纖維支架。本發(fā)明制備的支架的孔徑大小隨著纖維直徑的增加而增大，同時具有納米和微米纖維的結(jié)構(gòu)特點，仿生細(xì)胞外基質(zhì)，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號D04H1/728GK103147229SQ201310098520
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者莫秀梅, 吳晶磊 申請人:東華大學(xué)