CN113209385B - 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法 - Google Patents

一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113209385B
CN113209385B CN202110428131.XA CN202110428131A CN113209385B CN 113209385 B CN113209385 B CN 113209385B CN 202110428131 A CN202110428131 A CN 202110428131A CN 113209385 B CN113209385 B CN 113209385B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
selenium
tissue engineering
scaffold
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110428131.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113209385A (zh
Inventor
于倩倩
潘玉敏
王林格
贾毅凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202110428131.XA priority Critical patent/CN113209385B/zh
Publication of CN113209385A publication Critical patent/CN113209385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113209385B publication Critical patent/CN113209385B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/446—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with other specific inorganic fillers other than those covered by A61L27/443 or A61L27/46
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/60—Materials for use in artificial skin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0069—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the spinning section, e.g. capillary tube, protrusion or pin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/10—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of tendons or ligaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32—Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明属于生物医学领域，公开了一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法。该组织工程支架由静电纺丝纤维表面复合功能化纳米硒制备而成，制备方法包括以下步骤：(1)制备功能化纳米硒，如用多酚类分子修饰的纳米硒；(2)制备静电纺纤维支架；(3)将(2)中得到的纤维支架浸渍在功能化纳米硒的分散液中，取出，干燥得到复合纤维组织工程支架。静电纺丝纤维将功能化纳米硒均匀固定在其表面，为细胞生长提供固相载体；纳米硒及其修饰的功能化成分赋予支架良好的生物活性。本发明制备复合纤维组织工程支架的工艺简单，可有效促进细胞的增殖和迁移，为组织修复提供理想环境。

Description

一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法。
背景技术
理想的组织工程支架应能够很好地模仿ECM的自然环境，具有生物相容性和生物活性以促进细胞相互作用。许多有机和无机材料已经被开发专门用于促进组织生长，材料特性会影响生物学结果。通过无机/有机复合制备组织工程可以引入功能化的无机纳米粒子提高有机基体支架材料的生物活性，从而促进组织再生。
硒是人体中重要的微量元素，可调节多种生理功能，例如抗氧化行为，抗炎作用和免疫功能，也是调节骨细胞增殖和分化所必需的。因此，在无机功能纳米粒子材料中，纳米硒在生物医学领域有着非常广泛的应用，包括应用于组织工程支架。纳米硒的优点是可以在零氧化状态(Se0)下使用硒，与其他氧化状态(Se+4、Se+6)相比，硒具有低毒性和良好的生物利用度；然而，它非常不稳定，很容易转化为非活性形式。虽然，它的稳定性可以通过封装到合适的纳米载体中来实现。另外，纳米硒表面可以修饰各种分子来增强功能性。其中多酚类被广泛用作支架中蛋白亲和组分，将蛋白质或生长因子固定在生物材料上以模仿ECM，有利于细胞生长。
静电纺丝生产的微/纳米纤维与其他形态相比，具有极高的比表面积，可以与细胞相互作用，是细胞粘附和增殖的理想选择。由于其超高的比表面积，方便纳米粒子的附着于均匀分布，因此可作为稳定装载纳米粒子的纳米载体。通过表面沉积是一种将功能纳米或药物分子复合到纤维表面的简便方法之一，由于电纺纤维的高表面体积比，以及功能化纳米粒子提供许多附着位点，赋予组织工程支架高效的生物活性，促进细胞生长和组织修复。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法，该方法可将功能化纳米硒均匀固定在静电纺纤维支架，稳定保持纳米硒的生物活性。纳米硒及其所采用的修饰剂有效促进细胞的增殖和迁移，为组织修复提供理想环境。
本发明的一种纳米硒复合纤维组织工程支架，所述支架由静电纺丝纤维表面复合功能化纳米硒制备而成，制备方法具体包括如下步骤：
(1)制备功能化纳米硒：将还原剂溶液滴加到亚硒酸钠溶液中，进行搅拌反应，然后加入多酚类分子溶液，继续进行搅拌反应，得到纳米溶胶，离心，洗涤，用水分散得到功能化纳米硒分散液；
(2)静电纺丝制备纤维支架：首先将聚合物溶解于溶剂中，搅拌至溶解得到纺丝液；将得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到纤维支架；
(3)复合纤维支架的制备：将步骤(2)中得到的纤维支架浸渍于步骤(1)中得到的功能化纳米硒分散液中，进行机械震荡反应，反应完后洗涤，干燥得到复合纤维支架。
优选地，在步骤(1)中，所述的还原剂溶液的浓度为0.01mol/L～0.2mol/L；亚硒酸钠溶液的浓度为0.05mol/L～0.2mol/L；还原剂与亚硒酸钠的摩尔比为2:1～6:1；多酚类分子溶液的浓度为0.01mol/L～0.2mol/L；多酚类分子与亚硒酸钠的摩尔比为1:1～6:1。
优选地，在步骤(1)中，所述的还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸或半胱氨酸的至少一种。
优选地，在步骤(1)中，所述的多酚类分子为鞣酸、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯或五没食子酰葡萄糖中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中，所述第一次搅拌反应的时间为1～3h，第二次搅拌反应的时间为1～3h。
优选地，在步骤(2)中，所述的聚合物为聚己内酯、聚丙交酯、聚乳酸、聚乙交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种
优选地，在步骤(2)中，所述的静电纺丝工作参数为：电压为10kV～25kV；流速为20～100μL/min；收集方式为平板收集，收集距离为10～30cm。
优选地，在步骤(3)中，所述的功能化纳米硒分散液的浓度为50～100μg/mL。
优选地，步骤(3)所述震荡反应的时间为10～20h。
优选地，在步骤(3)中，所述功能化纳米硒分散液中介质为水；所述复合纤维组织工程支架的洗涤方式为使用水冲洗，在PBS中浸泡，再用PBS冲洗。
本发明所述室温和未指明的温度均为20～35℃
本发明还提供上述制备方法制备得到的纳米硒复合纤维组织工程支架。
本发明用生物相容性良好的聚合物通过静电纺丝技术制备的纤维支架，具有微纳级的纤维直径和孔隙，与细胞外基质结构类似，对组织的再生愈合更有利。另外，在纤维支架表面复合功能化纳米硒，可以保持纳米硒的生物活性，赋予支架促进细胞生长的功能。在本发明作出之前，还没有文献和专利报道过有关纳米硒复合纤维组织工程支架制备。本发明对于生物医用材料及生物医学领域具有重要的意义。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的优点在于制备功能化的纳米硒应用于组织工程支架，具有较高的生物活性，促进细胞的增殖和迁移。采用静电纺丝技术制备出物理化学性能优异的纤维支架，在其表面沉积不同浓度的纳米硒既能保持纳米硒的生物活性，增加了纯纤维支架表面的亲水性，又能为细胞生长提供力学支撑。
(2)纤维支架材料和纳米硒之间的接触即发生表面结合，无需添加任何交联剂和调节pH，可以让纳米硒均匀固定在纤维表面，操作简单，重复性好。
(3)可通过调节纳米硒浸渍浓度控制组织工程支架的物理化学性能，在原有的基础上提高了纤维支架材料的生物活性。使其在组织工程方面具有很好地应用前景。
(4)具有广阔的应用前景：可以应用于多种组织修复：血管、神经导管、骨组织、肌腱组织、皮肤等
(5)本发明操作简单，能够实现工业化生产，原料安全可靠未使用到任何其他有害有毒的化学试剂，易实现工业化生产。
附图说明
图1为对比例2及实施例1-2中制备的不同纳米硒透射电镜图片：(a)对比例2所述的未修饰的纳米硒；(b)实施例1所述的鞣酸修饰纳米硒；(c)实施例2所述的儿茶素修饰纳米硒，结果显示，表面修饰多酚类分子使纳米硒粒子分散性更好；
图2为对比例1-2及实施例1-4中制备的纤维组织工程支架扫描电镜图片：(a)对比例1所述的无纳米硒复合的纤维组织工程支架；(b)对比例2所述的未修饰纳米硒复合纤维组织工程支架；(c)实施例1所述的鞣酸修饰纳米硒复合纤维组织工程支架；(d)实施例2所述的儿茶素修饰纳米硒复合纤维组织工程支架，儿茶素修饰纳米硒分散液浓度为50μg/mL；(e)实施例3所述的儿茶素修饰纳米硒复合纤维组织工程支架，儿茶素修饰纳米硒分散液浓度为75μg/mL；(f)实施例3所述的儿茶素修饰纳米硒复合纤维组织工程支架，儿茶素修饰纳米硒分散液浓度为90μg/mL，结果显示，纳米硒成功结合到纤维支架表面，且调节纳米硒浸渍浓度可以改变纤维支架表面形貌；
图3为对比例1及实施例1和实施例3中制备的纤维组织工程支架接触角测试图，结果显示，表面复合纳米硒使纤维支架接触角变小，亲水性提高；
图4为对比例1及实施例1和实施例3中制备的纤维组织工程支架引导内皮细胞迁移结果，纤维支架表面复合纳米硒有效促进内皮细胞迁移；
图5为对比例1及实施例1-4中制备的纤维组织工程支架与内皮细胞共培养的CCK-8细胞增殖测试结果，纤维支架表面复合纳米硒有效促进内皮细胞增殖。
具体实施方法
以下结合附图和实施例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
实施例1
(1)制备功能化纳米硒：
配置浓度0.1mol/L的亚硒酸钠溶液、浓度为0.1mol/L的抗坏血酸溶液；和浓度为0.1mol/L的鞣酸溶液。吸取20mL 0.1mol/L的抗坏血酸溶液注入烧杯中，再滴加10mL0.1mol/L的亚硒酸钠溶液滴，室温搅拌反应1h，溶液由无色逐渐变为红色。加入10mL0.1mol/L的鞣酸溶液后，室温下搅拌反应2h，利用抗坏血酸还原亚硒酸钠，鞣酸分子分散在溶液中作为修饰剂，反应结束后，将产物经去离子水多次清洗，制得鞣酸修饰的纳米硒，其透射电镜图片如图1所示，最后用水分散得到浓度为75μg/mL的鞣酸修饰纳米硒分散液。
(2)制备静电纺纤维组织工程支架：
将聚乳酸加入到二氯甲烷溶剂中配制成质量分数为30％的溶液，400r/min转速下机械搅拌12h，混合均匀形成混合纺丝溶液一。采用静电纺丝装置，纺丝正电压为20kV，采用平板收丝装置，另外在收丝板后2cm处设置一个接地针头(点电极)，出丝针头与收丝板之间的距离为15cm，纺丝溶液进样流速是6mL/h，待溶剂挥发后得纤维组织工程支架。
(3)制备复合纤维：
将得到的纤维支架浸渍在分散液中75μg/mL鞣酸修饰纳米硒分散液中，摇床机械震荡反应18h，用pH为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)清洗数次，取出，最后干燥得到复合纤维组织工程支架，其扫描电镜图片如图2所示。
实施例2
(1)制备功能化纳米硒：
配置浓度0.1mol/L的亚硒酸钠溶液、浓度为0.05mol/L的半胱氨酸溶液；和浓度为0.05mol/L的儿茶素溶液。吸取20mL 0.05mol/L的半胱氨酸溶液注入烧杯中，再滴加10mL0.1mol/L的亚硒酸钠溶液滴，室温搅拌反应1h，溶液由无色逐渐变为红色。加入40mL0.05mol/L的儿茶素溶液后，室温下搅拌反应3h，利用半胱氨酸还原亚硒酸钠，儿茶素分子分散在溶液中作为修饰剂，反应结束后，将产物经去离子水多次清洗，制得儿茶素修饰的纳米硒，其透射电镜图片如图1所示，最后用水分散得到浓度为50μg/mL的儿茶素修饰纳米硒分散液。
(2)制备静电纺纤维组织工程支架：
将聚乳酸加入到二氯甲烷溶剂中配制成质量分数为30％的溶液，400r/min转速下机械搅拌12h，混合均匀形成混合纺丝溶液一。采用静电纺丝装置，纺丝正电压为20kV，采用平板收丝装置，另外在收丝板后2cm处设置一个接地针头(点电极)，出丝针头与收丝板之间的距离为15cm，纺丝溶液进样流速是6mL/h，待溶剂挥发后得纤维组织工程支架。
(3)制备复合纤维组织工程支架：
将得到的纤维支架浸渍在分散液中50μg/mL儿茶素修饰纳米硒分散液中，摇床机械震荡反应18h，用pH为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)清洗数次，取出，最后干燥得到复合纤维组织工程支架，其扫描电镜图片如图2所示。
实施例3-4
采用实施例2的方法制备儿茶素修饰纳米硒/聚乳酸复合纤维，区别仅在于：分别使用75μg/mL、100μg/mL的儿茶素修饰纳米硒分散液浸渍纤维支架制备复合纤维支架，其扫描电镜图片如图2所示。
对比例1
将聚乳酸加入到二氯甲烷溶剂中配制成质量分数为30％的溶液，400r/min转速下机械搅拌12h，混合均匀形成混合纺丝溶液一。采用静电纺丝装置，纺丝正电压为20kV，采用平板收丝装置，另外在收丝板后2cm处设置一个接地针头(点电极)，出丝针头与收丝板之间的距离为15cm，纺丝溶液进样流速是6mL/h，待溶剂挥发后得纤维组织工程支架。
将得到的纤维支架浸渍在纯水中，摇床机械震荡反应18h，用pH为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)清洗数次，取出，最后干燥得到复合纤维组织工程支架，其扫描电镜图片如图2所示。
对比例2
(1)制备纳米硒：
配置浓度0.1mol/L的亚硒酸钠溶液、浓度为0.05mol/L的半胱氨酸溶液；和浓度为0.05mol/L的儿茶素溶液。吸取20mL 0.05mol/L的半胱氨酸溶液注入烧杯中，再滴加10mL0.1mol/L的亚硒酸钠溶液滴，室温搅拌反应3h，溶液由无色逐渐变为红色。利用半胱氨酸还原亚硒酸钠，不加修饰剂，反应结束后，将产物经去离子水多次清洗，制得未修饰的纳米硒，其透射电镜图片如图1所示，最后用水分散得到浓度为70μg/mL的纳米硒分散液。
(2)制备静电纺纤维组织工程支架：
将聚乳酸加入到二氯甲烷溶剂中配制成质量分数为30％的溶液，400r/min转速下机械搅拌12h，混合均匀形成混合纺丝溶液一。采用静电纺丝装置，纺丝正电压为20kV，采用平板收丝装置，另外在收丝板后2cm处设置一个接地针头(点电极)，出丝针头与收丝板之间的距离为15cm，纺丝溶液进样流速是6mL/h，待溶剂挥发后得纤维组织工程支架。
(3)制备复合纤维组织工程支架：
将得到的纤维支架浸渍在分散液中70μg/mL纳米硒分散液中，摇床机械震荡反应18h，用pH为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)清洗数次，取出，最后干燥得到复合纤维组织工程支架，其扫描电镜图片如图2所示。
对比例2及实施例1-2所述的纳米硒，其透射电镜图片如图1所示，其结果显示所制得的纳米硒均为球形纳米粒子，修饰剂的加入使纳米硒分散性变好。
对比例1-2及实施例1-4所述的纳米硒复合纤维组织工程支架，其扫描电镜图片如图2所示，其结果显示，纳米硒已复合到纤维支架材料上且不会破坏纤维的结构。表面未复合纳米硒的支架纤维光滑均匀，未修饰纳米硒在纤维支架表面呈聚集的状态，而多酚分子(鞣酸和儿茶素)修饰的纳米硒能均匀分散结合在纤维支架表面。
对比例1及实施例1和实施例3所述的纳米硒复合纤维组织工程支架，其接触角测量结果如图3所示，其结果显示纳米硒复合在纤维支架表面后，造成接触角变小，支架表面亲水性变强。
对比例1及实施例1和3所述的人脐带静脉内皮细胞(HUVEC)在有无表面复合纳米硒(鞣酸或儿茶素修饰)纤维组织工程支架的引导下的细胞迁移情况的光学显微镜图片如图4所示，将HUVEC以2×104/孔的种植密度接种在24孔板中，将配好的DMEM培养基(89％DMEM，10％胎牛血清，1％双抗)依次加入各孔中，放入37℃和5％CO2的培养箱内孵育，直到细胞生长融合至90％，在孔中央划痕并通过光学显微镜拍照记录。将不同样品进行灭菌处理，覆盖于各孔细胞上，引导细胞的迁移，1天、2天、3天后通过光学显微镜拍摄记录。其结果显示，有表面复合纳米硒(鞣酸或儿茶素修饰)的纤维支架表面更有利于HUVEC迁移。
对比例1及实施例1-4所述的纤维支架，将制备的纤维支架浸泡于培养基中制备浸提液并HUVEC培养，发现均具有良好的生物相容性，且表面复合鞣酸或儿茶素修饰纳米硒纤维组织工程支架有效促进HUVEC增殖。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米硒复合纤维组织工程支架的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备功能化纳米硒：将还原剂溶液滴加到亚硒酸钠溶液中，进行搅拌反应，然后加入多酚类分子溶液，继续进行搅拌反应，得到纳米溶胶，离心，洗涤，用水分散得到功能化纳米硒分散液；
（2）静电纺丝制备纤维支架：首先将聚合物溶解于溶剂中，搅拌至溶解得到纺丝液；将得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到纤维支架；
（3）复合纤维支架的制备：将步骤（2）中得到的纤维支架浸渍于步骤（1）中得到的功能化纳米硒分散液中，进行机械震荡反应，反应完后洗涤，干燥得到复合纤维支架。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤（1）中，所述的还原剂溶液的浓度为0.01mol/L~0.2mol/L；所述亚硒酸钠溶液的浓度为0.05mol/L~0.2mol/L；所述多酚类分子溶液的浓度为0.01mol/L~0.2mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤（1）所述还原剂与亚硒酸钠的摩尔比为2:1~6:1；多酚类分子与亚硒酸钠的摩尔比为1:1~6:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤（1）中，所述的还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸或半胱氨酸的至少一种；在步骤（1）中，所述的多酚类分子为鞣酸、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯或五没食子酰葡萄糖中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤（2）中，所述的聚合物为聚己内酯、聚丙交酯、聚乳酸、聚乙交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；所述溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷、六氟异丙醇、四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤（2）中，所述的静电纺丝工作参数为：电压为10 kV~25 kV；流速为20~100 μL/min；收集方式为平板收集，收集距离为10~30 cm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的功能化纳米硒分散液的浓度为50~100 μg/mL。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述第一次搅拌反应的时间为21~3 h，第二次搅拌反应的时间为1~3 h；步骤（3）所述震荡反应的时间为10~20 h。
9.一种纳米硒复合纤维组织工程支架，通过权利要求1~8任一项所述方法制备得到。
10.权利要求1~9任一项所述的纳米硒复合纤维组织工程支架在制备骨组织工程、血管组织工程和皮肤组织工程材料中的应用。
CN202110428131.XA 2021-04-21 2021-04-21 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法 Active CN113209385B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110428131.XA CN113209385B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110428131.XA CN113209385B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113209385A CN113209385A (zh) 2021-08-06
CN113209385B true CN113209385B (zh) 2022-04-22

Family

ID=77088084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110428131.XA Active CN113209385B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113209385B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114287636B (zh) * 2021-12-13 2024-03-26 武汉轻工大学 簇状纳米硒的制备方法以及富硒食用发芽糙米的制备方法
CN115282334A (zh) * 2022-01-10 2022-11-04 上海市第六人民医院 一种压电式氨基酸生物支架及其制备方法
CN117599260A (zh) * 2024-01-23 2024-02-27 四川大学 一种具有抗炎功能的医用聚氨酯泡沫及其制备和应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2126146B1 (en) * 2007-02-13 2015-07-15 Institute of Natural Fibres and Medicinal Plants Method of manufacturing silver nanoparticles, cellulosic fibers and nanofibers containing silver nanoparticles and uses thereof in bactericidal yarns and tissues
CN108411401B (zh) * 2018-04-02 2020-10-16 宿州学院 一种纳米硒复合纤维及其制备方法
CN113302236A (zh) * 2018-11-15 2021-08-24 赛格里福公司 植物组织来源的纳米纤维
CN110496247B (zh) * 2019-09-17 2021-09-10 南通大学 一种骨再生材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113209385A (zh) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113209385B (zh) 一种纳米硒复合纤维组织工程支架及其制备方法
Campiglio et al. Cross-linking strategies for electrospun gelatin scaffolds
Singh et al. Development of novel silk fibroin/polyvinyl alcohol/sol–gel bioactive glass composite matrix by modified layer by layer electrospinning method for bone tissue construct generation
Nazari et al. Incorporation of SPION‐casein core‐shells into silk‐fibroin nanofibers for cardiac tissue engineering
Unal et al. Glioblastoma cell adhesion properties through bacterial cellulose nanocrystals in polycaprolactone/gelatin electrospun nanofibers
CN104761737B (zh) 一种静电纺丝法制备胶原蛋白/氧化石墨烯纳米纤维复合膜的方法
Kasoju et al. Silk fibroin based biomimetic artificial extracellular matrix for hepatic tissue engineering applications
CN111097068B (zh) 一种仿生的羟基磷灰石粉体/明胶/海藻酸钠复合3d打印支架及其制备方法
CN110169959A (zh) 生长因子缓释微球、组织工程软骨复合支架及制备方法
Tian et al. Biocompatibility evaluation of emulsion electrospun nanofibers using osteoblasts for bone tissue engineering
Haider et al. BMP‐2 grafted nHA/PLGA hybrid nanofiber scaffold stimulates osteoblastic cells growth
Rajasekaran et al. Role of nanofibers on MSCs fate: Influence of fiber morphologies, compositions and external stimuli
CN106860915B (zh) 一种透明质酸寡糖修饰的矿化胶原仿生骨修复材料及其制备方法
JP2007325543A (ja) 細胞足場材料およびその製造方法
Keivani et al. Engineered electrospun poly (caprolactone)/polycaprolactone-g-hydroxyapatite nano-fibrous scaffold promotes human fibroblasts adhesion and proliferation
CN102242463A (zh) 一种静电纺制备明胶/聚己内酯复合纳米纤维膜的方法
CN107412877B (zh) 一种磷酸钙/明胶复合材料纳米颗粒的制备方法及其应用
CN107899086B (zh) 一种透明质酸寡糖修饰的胶原蛋白纳米纤维血管修复材料及其制备方法
Kang et al. 3D bioprinting of dECM/Gel/QCS/nHAp hybrid scaffolds laden with mesenchymal stem cell-derived exosomes to improve angiogenesis and osteogenesis
Kouhi et al. GPTMS-modified bredigite/PHBV nanofibrous bone scaffolds with enhanced mechanical and biological properties
Heidari-Keshel et al. Surface modification of Poly Hydroxybutyrate (PHB) nanofibrous mat by collagen protein and its cellular study
CN104001208A (zh) 一种生物高分子/甲壳素纳米晶复合支架材料及其制备方法
CN112870439A (zh) 核壳-串晶结构的纳米纤维骨组织工程支架及其制备方法
Bian et al. Preparation and biological properties of collagen/nano-hydroxyapatite composite nanofibers based on ordered nano-hydroxyapatite ceramic fibers
Veiga et al. Silk‐based microcarriers: current developments and future perspectives

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant