專利名稱：含天然蜘蛛絲和Ⅰ型膠原納米纖維組織修復支架的制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬靜電紡納米纖維的制備，特別是涉及一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維 組織修復支架的制備。
背景技術：
組織工程修復技術為病損的組織和器官提供了一種新的途徑。在組織工程中，細胞修 復支架起著支撐細胞生長、引導組織再生和控制組織結構等作用，是決定組織工程修復成 敗的關鍵因素之一。1934年美國人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。
I型膠原是組織工程中被廣泛fF究的一種天然多肽材料，由于其本身就是哺乳動物細胞 外基質主要組成物質，多年來研究結果表明膠原滿足作為表皮細胞、成纖維細胞、軟骨 細胞等培養(yǎng)基質。而且作為醫(yī)用材料，膠原也在可降解縫線、人工皮膚、角膜損傷治療等 應用方面取得了很多成果Biochem Biophys Res Commun 2006， 344(1):362-369.; Surface and Coatings Technology, In Press, Corrected Proof, Available online 24 August 2006，但單一膠原 材料作為血管組織工程支架，從機械強度和降解速度上都難以滿足細胞培養(yǎng)的需要Biomaterials2000,21:997-1003;中國組織工程研究與臨床康復2007,11(1):11-13。
天然蜘蛛絲主要成分是一種叫做蜘蛛素的特殊蛋白質，這種蛋白質的氨基酸組成中丙 氨酸(約占25 %)和甘氨酸(約占40 %)，其它還有谷氨酸鹽、絲氨酸、白氨酸、脯氨酸和酪 氨酸等幾種氨基酸。研究發(fā)現(xiàn)，含丙氨酸的蛋白分子排列成緊密的折鈹結構，呈晶體狀， 是造成蜘蛛絲異常堅固的原因。而含甘氨酸的蛋白分子排列卻顯得雜亂無章，從而使得蜘 蛛絲有極好的彈性和擴張性[Nature 2001,410; Biomacromolecules 2005, 6: 1405-1413;材 料科學與工程2002, (6): 30-32。其出色的機械性能適合作為組織工程支架材料。但目前 對于其作為支架材料的生物安全性研究甚少，主要限制因素是其來源。
膠原和蜘蛛絲都是天然多肽，相比其它人工聚合材料，具有高生物相容性和低免疫排 斥性。迄今為止，靜電紡蜘蛛絲一膠原復合納米材料還未見報道。通過結合蜘蛛和膠原的 優(yōu)點，利用兩者的高壓靜電混紡，有望篩選出一種既有高強度機械性能，又有良好生物相 容性的三維多孔支架材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備方 法，通過將天然材料和聚合物材料同軸復合得到具有殼芯結構的新型納米纖維，該種納米
纖維材料同時具有較好的生物相容性和機械性能，可作為組織工程支架材料。
本發(fā)明的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，包括下列步驟:
(1) 天然蜘蛛絲溶于六氟異丙醇(HFIP)中，微熱攪拌至完全溶解，制備紡絲溶液A;
(2) I型膠原溶于六氟異丙醇(HFIP)中，攪拌至完全溶解，紡絲溶液B;
(3) 設定控制混合紡絲溶液的注射泵，施加電壓，接地鋁箔或滾軸在噴絲頭針尖處接受
纖維絲，得無序納米纖維薄膜或納米纖維支架。
所述的紡絲溶液A濃度為3-8%; 所述的紡絲溶液B濃度為4-10%;
所述的混合紡絲溶液濃度A和B的體積比為3:1、 5:5或1:3; 所述的混合紡絲溶液的推進速率為0.4-1.0 mL/h; 所述的靜電壓為16-20 KV; 所述的噴絲頭與接受板距離為10.0-14.0 cm; 所述的納米纖維是200-260nm的納米纖維。 本發(fā)明的有益效果
(1) 本發(fā)明制得的納米修復支架纖維均勻，孔隙率適中，保持纖維高強度的機械性能， 適度親水性和良好的生物相容性；
(2) 本發(fā)明的納米纖維，可以作為新型組織工程修復支架材料，為制備細胞外基質、皮
血管、膚、神經等組織修復支架開拓領域。


圖1是實施例1所制得的復合納米纖維掃描電鏡照片(SEM， 1000X ); 圖2是實施例2所制得的復合納米纖維管狀支架照片；
圖3是實施例3所制得的復合納米纖維修復支架親水性測量，水接觸角(CA)照片； 圖4是實施例4所制得的復合納米纖維修復支架生物相容性檢測，血管內皮細胞(P正C) 生長HE染色照片。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，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。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術 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利要求書所限 定的范圍。
實施例1
用電子分析天平稱取0.30 g蜘蛛絲溶于5 mL六氟異丙醇中，微熱攪拌至完全溶解， 得到濃度為6% (克/毫升)的蜘蛛絲溶液A;將0.40 g膠原溶于5 mL六氟異丙醇中，常 溫下攪拌至完全溶解，得到濃度為8% (克/毫升)的膠原紡絲溶液B;將紡絲溶液A和B 以1:3體積比混合后開始靜電紡絲，設定控制混合溶液的注射泵推進速度為0.8 mL/h，噴 絲頭直徑為1.2mm，施加電壓為20KV，用已接地的鋁箔在針尖正下方II cm處接受纖維 絲，2 h后鋁箔上形成由平均直徑約255 nm的無序納米纖維薄膜。
實施例2
用電子分析天平稱取0.30 g蜘蛛絲溶于5 mL六氟異丙醇中，微熱攪拌至完全溶解， 得到濃度為6% (克/毫升)的蜘蛛絲溶液A;將0.40 g膠原溶于5 mL六氟異丙醇中，常 溫下攪拌至完全溶解，得到濃度為8% (克/毫升)的膠原紡絲溶液B;將紡絲溶液A和B 以5:5體積比混合后開始靜電紡絲，設定控制混合溶液的注射泵推進速度為0.6 mL/h,噴 絲頭直徑為0.6mm，施加電壓為20KV，用已接地的滾軸在針尖正下方13 cm處接受纖維 絲，8小時后形成內徑5mm，壁厚0.3 mm,長8 cm納米纖維管狀支架。
實施例3
用電子分析天平稱取0.30 g蜘蛛絲溶于5 mL六氟異丙醇中，微熱攪拌至完全溶解， 得到濃度為6% (克/毫升)的蜘蛛絲溶液A;將0.30 g膠原溶于5 mL六氟異丙醇中，常 溫下攪拌至完全溶解，得到濃度為6% (克/毫升)的膠原紡絲溶液B;將紡絲溶液A和B 以5:5體積比混合后開始靜電紡絲，設定控制混合溶液的注射泵推進速度為0.6 mL/h，噴 絲頭直徑為1.2111111，施加電壓為18KV，用已接地的鋁箔在在針尖正下方llcm處接受纖 維絲，2 h后鋁箔上形成由平均直徑約240 nm的無序納米纖維薄膜。
實施例4
用電子分析天平稱取0.25 g蜘蛛絲溶于5 mL六氟異丙醇中，微熱攪拌至完全溶解， 得到濃度為5% (克/毫升)的蜘蛛絲溶液A;將0.30 g膠原溶于5 mL六氟異丙醇中，常 溫下攪拌至完全溶解，得到濃度為6% (克/毫升)的膠原紡絲溶液B;將紡絲溶液A和B 以3:1體積比混合后開始靜電紡絲，設定控制混合溶液的注射泵推進速度為0.6 mL/h，噴 絲頭直徑為1.2 mm，施加電壓為18KV，用已接地的鋁箔在在針尖正下方11 cm處接受纖 維絲，2h后鋁箔上形成由平均直徑約220nm的無序納米纖維薄膜。
權利要求
1.一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，包括下列步驟(1)天然蜘蛛絲溶于六氟異丙醇HFIP中，攪拌至完全溶解，制備紡絲溶液A；(2)I型膠原蛋白固體顆粒溶于六氟異丙醇HFIP中，微熱攪拌至完全溶解，制備紡絲溶液B；(3)將澄清透明溶液A和B混合；(4)設定控制混合紡絲溶液的注射泵，施加電壓，接地鋁箔或滾軸在噴絲頭針尖處接受纖維絲，得無序納米纖維薄膜或納米纖維支架。
2. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的紡絲溶液A濃度為3-8 %。
3. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的紡絲溶液濃度B為4-10。/。。
4. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的紡絲溶液濃度A和B的體積比為3:1、 5:5或1:3。
5. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的混合紡絲溶液的推進速率為0.4-1.0 mL/h。
6. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的靜電壓為16-20 KV。
7. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的噴絲頭與接受板距離為10.0-14.0 cm。
8. 根據權利要求1所述的一種含天然蜘蛛絲和I型膠原納米纖維組織修復支架的制備，其 特征在于所述的納米纖維是200-260nm的納米纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含天然蜘蛛絲和Ⅰ型膠原納米纖維組織修復支架的制備，包括步驟(1)Ⅰ型膠原溶于六氟異丙醇(HFIP)中，攪拌至完全溶解，制備紡絲溶液A；(2)天然蛛絲溶于六氟異丙醇(HFIP)中，微熱攪拌至完全溶解，紡絲溶液B；(3)將澄清透明溶液A和B以一定比例混合；(4)設定控制紡絲溶液的注射泵，施加電壓，接地鋁箔或滾軸在噴絲頭針尖處接受纖維絲，得無序納米纖維薄膜或納米纖維支架。該納米纖維具有均勻的直徑，適度的孔隙率和良好的機械性能和生物相容性，可以作為血管、皮膚、神經等組織修復支架。
文檔編號A61L27/36GK101181648SQ20071017162
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權日2007年11月30日
發(fā)明者何創(chuàng)龍, 磊 張, 莫秀梅, 薛永峰 申請人:東華大學