CN102397585A - 一种含生长因子的纤维支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及组织纤维支架及其制备方法，更具体地，涉及一种含生长因子的纤维支架及其制备方法，纤维支架由复合纤维材料组成，通过同轴电纺喷丝装置制成；复合纤维材料由重均分子量为5-50万的有机高分子和生长因子组成，有机高分子溶液和生长因子溶液混合后静电纺丝得到复合纤维材料；本发明的有益效果：按照本发明的方法制备纤维支架，利用同轴静电纺丝的方法制备纳米结构复合纤维材料，可制备核壳结构的纤维，提高了电纺纤维的包封率，减缓了生长因子最初的突释，并且可以长时间保持生长因子生物活性，工艺简单、易于操作且成本低，在组织工程，伤口敷料等领域有广泛的应用前景。
Description
技术领域：
本发明涉及组织纤维支架及其制备方法，更具体地，涉及一种含生长因子的纤维支架及其制备方法。
背景技术：
支架是组织工程中的一个主要组成部分，用于受损组织的再生和恢复。组织支架应具有高度的孔隙度，适当的孔隙大小和几何形状。所以，制造纳米和微米级别的支架来模仿天然细胞外基质(ECM)是使组织工程成功的一个至关重要的条件。
静电纺丝是目前可以制造直径在纳米到微米级别连续纤维的唯一技术，制造的纤维在结构上和细胞外基质相似。静电纺丝纤维支架的多孔结构具有极高的比表面体可以让细胞粘附，并含有相连的微孔，可以允许细胞生长所需的氧气和营养物质进行运输。纤维间松散的联合对于细胞在整个材料的迁徙和分散有利，并能扩大组织的功能。因此，在组织工程领域，电纺纤维作为再生软骨、骨、皮肤和血管的支架得到普遍认可。
为了更好的模仿细胞外基质，储存和释放生长因子是引导细胞的行为和组织组装的必要条件。生长因子(GFS)的作用是传输信号，刺激或抑制细胞增殖分化。然而，目前运输生长因子的方法，在很多情况下效果不甚理想，因为它们会迅速地从目标位置扩散并且容易被酶消化或失活。此外，生长因子通常是浓度依赖性而起作用，并且其分子量较大，会导致全身系统的潜在毒性。因此，用支架材料整合控释策略，可以保护生长因子不受体内降解，以较低浓度操纵目的信号通路，支持组织的再生。直接将生物活性物质分散在高分子溶液中电纺，可以将生物活性物质纺入纤维中，但这种方法会导致严重的突释和有效寿命的减少。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可以保持生长因子生物活性，并缓慢释放生长因子的纤维支架及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案实现：
一种含生长因子的纤维支架，其特征在于：纤维支架由复合纤维材料组成，通过同轴电纺喷丝装置制成；复合纤维材料由重均分子量为5-50万的有机高分子和生长因子组成，有机高分子溶液和生长因子溶液混合后静电纺丝得到复合纤维材料。
所述的有机高分子选自聚醋酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物以及聚己内酯。
所述生长因子选自成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、生长激素释放抑制因子。
本发明的制备包含生长因子的纤维支架的制备方法，包括如下步骤：
(1)将生长因子溶于无机或有机溶剂中，配制成浓度为5-50mg/ml的生长因子溶液。
(2)将有机高分子材料溶于水或有机溶剂，配制成质量百分浓度为2-30％的有机高分子溶液。
(3)将生长因子溶液滴入高分子溶液，冰浴超声，混合均匀得到静电纺丝液。
(4)将所述有机高分子和生长因子混合溶液，注入同轴静电纺丝装置中，外轴直径3-5mm，内轴直径0.5-1mm，在电压为10-30KV，溶液流速为1-10ml/h，接收距离为5-25cm的条件下进行静电纺丝，得到复合纤维材料冷冻干燥过夜，除去溶液和水的残留，并在4°干燥箱中保存。
所述的生长因子所对应的溶剂分别为：成纤维细胞生长因子溶于二甲基甲酰胺和醋酸的混合液；碱性成纤维细胞生长因子溶于环糊精的磷酸盐缓冲液或丙酮；表皮生长因子溶于水或二甲基甲酰胺；生长激素释放抑制因子溶于二甲基亚砜或二甲基亚砜与水的混合液。
所述高分子材料所对应的溶剂分别为：聚醋酸乙烯酯溶于二甲基甲酰胺；聚环氧乙烷溶于水；聚乙烯醇溶于水或丙酮或水和丙酮的混合液；聚乳酸溶于二甲基甲酰胺或二甲基甲酰胺和丙酮的混合液；聚乳酸-乙醇酸共聚物溶于二甲基甲酰胺或氯仿的溶液；聚己内酯溶于丙酮或四氢呋喃。
本发明的有益效果：按照本发明的方法制备纤维支架，利用同轴静电纺丝的方法制备纳米结构复合纤维材料，可制备核壳结构的纤维，提高了电纺纤维的包封率，减缓了生长因子最初的突释，并且可以长时间保持生长因子生物活性，工艺简单、易于操作且成本低，在组织工程，伤口敷料等领域有广泛的应用前景。
具体实施方式：
以下描述本发明的优选实施方式，但并非用以限定本发明。
实施例1：
按照如下方法制备含生长因子纤维支架：
(1)配制生长因子溶液：将碱性成纤维细胞生长因子溶于环糊精的磷酸盐缓冲液，配制成浓度为50mg/ml的生长因子溶液。
(2)配制高分子溶液：将高分子材料聚乳酸-乙醇酸共聚物溶于氯仿溶剂，配制成质量百分浓度为17％的高分子溶液；
(3)配制含有生长因子的高分子溶液：将生长因子溶液滴入高分子溶液，冰浴超声，混合均匀得到静电纺丝液。
(4)制备复合纤维材料：将所述有机高分子和生长因子混合溶液，注入我们自制的同轴静电纺丝装置中，外轴直径3mm，内轴直径0.6mm，在电压为20KV，溶液流速为1.6ml/h，接收距离为20cm的条件下进行静电纺丝，得到复合纤维材料冷冻干燥过夜，除去溶液和水的残留，并在4°干燥箱中保存。
Claims (6)
1.一种含生长因子的纤维支架，其特征在于：纤维支架由复合纤维材料组成，复合纤维材料由重均分子量为5-50万的有机高分子和生长因子组成。
2.根据权利要求1所述的一种含生长因子的纤维支架，其特征在于：有机高分子选自聚醋酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物以及聚己内酯。
3.根据权利要求1所述的一种含生长因子的纤维支架，其特征在于：生长因子选自成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、生长激素释放抑制因子。
4.一种含生长因子的纤维支架的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生长因子溶于无机或有机溶剂中，配制成浓度为5-50mg/ml的生长因子溶液；
(2)将有机高分子材料溶于水或有机溶剂，配制成质量百分浓度为2-30％的有机高分子溶液；
(3)将生长因子溶液滴入高分子溶液，冰浴超声，混合均匀得到静电纺丝液。
(4)将所述有机高分子和生长因子混合溶液，注入同轴静电纺丝装置中，外轴直径3-5mm，内轴直径0.5-1mm，在电压为10-30KV，溶液流速为1-10ml/h，接收距离为5-25cm的条件下进行静电纺丝，得到复合纤维材料冷冻干燥过夜，除去溶液和水的残留，并在4°干燥箱中保存。
5.根据权利要求4所述的一种含生长因子的纤维支架的制备方法，其特征在于：生长因子所对应的溶剂分别为：成纤维细胞生长因子溶于二甲基甲酰胺和醋酸的混合液；碱性成纤维细胞生长因子溶于环糊精的磷酸盐缓冲液或丙酮；表皮生长因子溶于水或二甲基甲酰胺；生长激素释放抑制因子溶于二甲基亚砜或二甲基亚砜与水的混合液。
6.根据权利要求4所述的一种含生长因子的纤维支架的制备方法，其特征在于：高分子材料所对应的溶剂分别为：聚醋酸乙烯酯溶于二甲基甲酰胺；聚环氧乙烷溶于水；聚乙烯醇溶于水或丙酮或水和丙酮的混合液；聚乳酸溶于二甲基甲酰胺或二甲基甲酰胺和丙酮的混合液；聚乳酸-乙醇酸共聚物溶于二甲基甲酰胺或氯仿的溶液；聚己内酯溶于丙酮或四氢呋喃。
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