專利名稱：含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬組織修復(fù)支架領(lǐng)域，特別是涉及含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的 制備方法。
技術(shù)背景組織工程學(xué)是近年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科，是材料學(xué)、工程學(xué)和生命科學(xué)共同發(fā)展 并相互融合的產(chǎn)物，其中最基本的思路是在體外分離、培養(yǎng)細(xì)胞接種到具有一定空間結(jié)構(gòu) 的支架上，通過細(xì)胞之間的相互黏附、生長(zhǎng)增殖、分泌細(xì)胞外基質(zhì)，從而形成具有一定結(jié) 構(gòu)和功能的組織或器官。因此，篩選合適的支架材料，是構(gòu)建組織工程支架成敗的關(guān)鍵因 素。1934年美國(guó)人Formhals在一篇專利中首次介紹了利用靜電斥力獲得聚合物纖維絲的 方法。結(jié)合天然材料和聚合物材料各自的優(yōu)點(diǎn)，通過兩者的靜電紡共混復(fù)合，有望篩選出一 種既生物相容性好，又具有良好機(jī)械性能的復(fù)合納米纖維。膠原蛋白(collagen)是天然生 物材料的一種，是由動(dòng)物細(xì)胞合成的一種生物高分子，具有很好的生物相容性和生物可降 解性，更是細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，在組織修復(fù)方面用途廣泛。單獨(dú)靜電紡膠原蛋白已 有報(bào)道，但其材料力學(xué)性能較低，不能夠滿足組織修復(fù)材料力學(xué)性能的要求。熱塑性聚氨酯(thermoplastic-polyurethane)具有高拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，良好的耐 磨性、抗撓曲性、耐溶劑性、耐水解性和耐微生物能力，更重要的是聚氨酯具有良好的組 織相容性和血液相容性，使其在很多方面有著廣泛用途，單獨(dú)聚氨酯也己成功也已成功靜 電紡成納米纖維，但迄今為止，靜電紡膠原蛋白一聚氨酯復(fù)合納米材料還未見報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，利用 靜電紡的方法，將天然材料膠原蛋白和聚合物材料熱塑性聚氨酯制備成共混復(fù)合納米纖 維，該材料可用于血管、神經(jīng)、心臟瓣膜等組織的修復(fù)支架。本發(fā)明的含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，包括下列步驟-(1) 制備膠原蛋白紡絲溶液將膠原蛋白溶于六氟異丙醇(HFIP)中，微熱攪拌至完全溶解，得到濃度4-10% (克 /毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；(2) 制備熱塑性聚氨酯紡絲溶液
將熱塑性聚氨酯溶于六氟異丙醇(HFIP)中，攪拌至完全溶解，得到濃度3-8% (克/ 毫升)的聚氨酯紡絲溶液；(3) 將上述兩種紡絲溶液按照比例混合，攪拌均勻，得靜電紡溶液；(4) 靜電紡溶液置于靜電紡裝置中，調(diào)節(jié)紡絲工業(yè)參數(shù)，改變接受裝置的模狀，得不同 形狀的靜電紡復(fù)合納米材料支架。所述步驟(3)中的按照比例混合是膠原蛋白占溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%-80%，熱塑性 聚氨酯占溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的90%-20%，總?cè)苜|(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%-10%之間。所述步驟(4)中的紡絲工業(yè)參數(shù)是電壓10-30KV，注射速度0.5-2.5ml，接受距離 10-15cm;所述靜電紡復(fù)合納米材料支架可以是平膜狀或管狀。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明基于靜電紡的方法，做出納米數(shù)量級(jí)的復(fù)合納米纖維，使這種納米纖維集合體 具有膠原蛋白良好的生物相容性，同時(shí)又兼?zhèn)錈崴苄跃郯滨?yōu)良的機(jī)械性能，較高的孔隙 率，可制作成為不同的形狀，有望用作血管、神經(jīng)、瓣膜等組織修復(fù)支架材料。


圖1是靜電紡復(fù)合納米材料的掃描電鏡照片和靜電紡復(fù)合納米纖維管裝支架，其中，A是總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，膠原蛋白/熱塑性聚氨酯的混合比例為2:8，靜電紡復(fù)合納米材料的掃描 電鏡照片(放大倍數(shù)為5000倍)；B是總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6。/。，膠原蛋白/熱塑性聚氨酯的混合 比例為4:6，靜電紡復(fù)合納米材料的掃描電鏡照片(放大倍數(shù)為5000倍)；C是總質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為5.2%，膠原蛋白/熱塑性聚氨酯的混合比例為1:10,靜電紡復(fù)合納米纖維管裝支架；D 是總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2%，膠原蛋白/熱塑性聚氨酯的混合比例為1:1，靜電紡復(fù)合納米纖維膜 狀材料；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)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(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。實(shí)施例1用電子分析天平稱取0.3g膠原蛋白溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解， 得到濃度為6% (克/毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；用電子分析天平稱取0.3g熱塑性聚氨酯溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6% (克/毫升)的熱塑性 聚氨酯紡絲溶液；待二者完全溶解后將二者按2:8的比例混合均勻，混合溶液總濃度為6%; 靜電紡紡絲工藝為紡絲電壓為12kv，注射泵推進(jìn)速度為1.5ml/h，接受距離12cm，選用 9號(hào)針頭，鋁箔接受或脫脂紗布接受纖維，得到平均纖維直徑約為345納米的無序納米纖 維薄膜。實(shí)施例2用電子分析天平稱取0.3g膠原蛋白溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解， 得到濃度為6% (克/毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；用電子分析天平稱取0.3g熱塑性聚氨酯 溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為6% (克/毫升)的熱塑性 聚氨酯紡絲溶液；待二者完全溶解后將二者按6:4的比例混合均勻，混合溶液總濃度為6%; 靜電紡紡絲工藝為紡絲電壓為16kv，注射泵推進(jìn)速度為1.2ml/h，接受距離12cm，選用 9號(hào)針頭，鋁箔接受或脫脂紗布接受纖維，得到平均纖維直徑約為208納米的無序納米纖 維薄膜。實(shí)施例3用電子分析天平稱取0.4g膠原蛋白溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解， 得到濃度為8% (克/毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；用電子分析天平稱取0.5g熱塑性聚氨酯 溶于10ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為5% (克/毫升)的熱塑性 聚氨酯紡絲溶液；待二者完全溶解后將二者體積比為5:8的比例混合均勻，混合溶液總濃 度為6.2%;靜電紡紡絲工藝為紡絲電壓為16kv，注射泵推進(jìn)速度為1.2ml/h，接受距離 12cm，選用9號(hào)針頭，鋁箔接受或脫脂紗布接受纖維，得到厚度為0.08納米的無序納米纖 維薄膜。實(shí)施例4用電子分析天平稱取0.4g膠原蛋白溶于5ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解， 得到濃度為8% (克/毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；用電子分析天平稱取0.5g熱塑性聚氨酯 溶于10ml六氟異丙醇中，微熱磁力攪拌至完全溶解，得到濃度為5% (克/毫升)的熱塑性 聚氨酯紡絲溶液；待二者完全溶解后將二者體積比為1:16的比例混合均勻，混合溶液總濃 度為5.2%;靜電紡紡絲工藝為紡絲電壓為16kv，注射泵推進(jìn)速度為1.2ml/h，接受距離 12cm，選用9號(hào)針頭，用接地的滾軸在針頭正下方20cm處接收纖維絲，得到內(nèi)徑為0.4cm， 壁厚為0.08cm，長(zhǎng)度為4.5cm納米纖維管狀支架。
權(quán)利要求
1.含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，包括下列步驟(1)制備膠原蛋白紡絲溶液將膠原蛋白溶于六氟異丙醇中，微熱攪拌至完全溶解，得到濃度4-10％(克/毫升)的膠原蛋白紡絲溶液；(2)制備熱塑性聚氨酯紡絲溶液將熱塑性聚氨酯溶于六氟異丙醇中，攪拌至完全溶解，得到濃度3-8％(克/毫升)的聚氨酯紡絲溶液；(3)將上述兩種紡絲溶液按照比例混合，攪拌均勻，得靜電紡溶液；(4)靜電紡溶液置于靜電紡裝置中，調(diào)節(jié)紡絲工業(yè)參數(shù)，改變接受裝置的模狀，得不同形狀的靜電紡復(fù)合納米材料支架。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，其特征 在于所述步驟(3)中的按照比例混合是膠原蛋白占溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%-80%，熱塑 性聚氨酯占溶質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的90%-20%，總?cè)苜|(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%-10%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，其特征 在于所述步驟(4)中的紡絲工業(yè)參數(shù)是電壓10-30KV，注射速度0.5-2.5ml，接受距離 10-15cm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，其特征在于所述靜電纟i復(fù)合納米材料支架是平膜狀或管狀靜電紡復(fù)合納米材料支架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含膠原蛋白的復(fù)合納米纖維組織修復(fù)支架的制備方法，包括步驟(1)制備膠原蛋白紡絲溶液；(2)制備熱塑性聚氨酯紡絲溶液；(3)將上述兩種紡絲溶液按照比例混合，攪拌均勻，得靜電紡溶液；(4)靜電紡溶液置于靜電紡裝置中，調(diào)節(jié)紡絲工業(yè)參數(shù)，改變接受裝置的模狀，得不同形狀的靜電紡復(fù)合納米材料支架。該材料支架具有良好的生物相容性和機(jī)械性能，較高的孔隙率，有望用作血管、神經(jīng)、瓣膜等組織修復(fù)支架材料。
文檔編號(hào)A61L27/00GK101156962SQ20071004727
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者莫秀梅, 銳 陳 申請(qǐng)人:東華大學(xué)