CN102552976A - 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 - Google Patents
物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102552976A CN102552976A CN2012100382929A CN201210038292A CN102552976A CN 102552976 A CN102552976 A CN 102552976A CN 2012100382929 A CN2012100382929 A CN 2012100382929A CN 201210038292 A CN201210038292 A CN 201210038292A CN 102552976 A CN102552976 A CN 102552976A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active substance
- tissue engineering
- engineering bracket
- spinning
- substance
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000013543 active substance Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 54
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 45
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 16
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 11
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 11
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Substances CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 9
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 9
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 8
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 8
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 7
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 7
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 7
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 7
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 7
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 6
- 108090000386 Fibroblast Growth Factor 1 Proteins 0.000 claims description 6
- 102100031706 Fibroblast growth factor 1 Human genes 0.000 claims description 6
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 claims description 6
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 claims description 6
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 6
- 102100024785 Fibroblast growth factor 2 Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000379 Fibroblast growth factor 2 Proteins 0.000 claims description 5
- 210000004623 platelet-rich plasma Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 claims description 5
- 102000009024 Epidermal Growth Factor Human genes 0.000 claims description 4
- 101000884271 Homo sapiens Signal transducer CD24 Proteins 0.000 claims description 4
- 108090000723 Insulin-Like Growth Factor I Proteins 0.000 claims description 4
- 102100024616 Platelet endothelial cell adhesion molecule Human genes 0.000 claims description 4
- 102100038081 Signal transducer CD24 Human genes 0.000 claims description 4
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 108010049931 Bone Morphogenetic Protein 2 Proteins 0.000 claims description 3
- 102100024506 Bone morphogenetic protein 2 Human genes 0.000 claims description 3
- 102400001368 Epidermal growth factor Human genes 0.000 claims description 3
- 101800003838 Epidermal growth factor Proteins 0.000 claims description 3
- 102100021669 Stromal cell-derived factor 1 Human genes 0.000 claims description 3
- 101710088580 Stromal cell-derived factor 1 Proteins 0.000 claims description 3
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 claims description 3
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 claims description 3
- 108010009583 Transforming Growth Factors Proteins 0.000 claims description 3
- 102000009618 Transforming Growth Factors Human genes 0.000 claims description 3
- 239000005482 chemotactic factor Substances 0.000 claims description 3
- 229940116977 epidermal growth factor Drugs 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 claims description 3
- VBEQCZHXXJYVRD-GACYYNSASA-N uroanthelone Chemical group C([C@@H](C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O)C(C)C)[C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CCSC)NC(=O)[C@H](CS)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CS)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CS)NC(=O)CNC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O)C(C)C)[C@@H](C)CC)C1=CC=C(O)C=C1 VBEQCZHXXJYVRD-GACYYNSASA-N 0.000 claims description 3
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VNTJGCYVIRTGMZ-PXGLAOGESA-N 2-[[2-[[(2s)-2-[[2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s,3r)-2-[[(2s)-2-[[2-[[(2s)-5-amino-2-[[(2s)-2-[[(2s)-6-amino-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-aminopropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]acety Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)N)CC(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)NCC(=O)NCC(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 VNTJGCYVIRTGMZ-PXGLAOGESA-N 0.000 claims description 2
- SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-(trifluoromethoxy)pyridine Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(Br)C=N1 SQDAZGGFXASXDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001287 Chondroitin sulfate Polymers 0.000 claims description 2
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 2
- 102100037362 Fibronectin Human genes 0.000 claims description 2
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 claims description 2
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102100037852 Insulin-like growth factor I Human genes 0.000 claims description 2
- 108010025020 Nerve Growth Factor Proteins 0.000 claims description 2
- 102000015336 Nerve Growth Factor Human genes 0.000 claims description 2
- 101800003595 Osteogenic growth peptide Proteins 0.000 claims description 2
- 108010038512 Platelet-Derived Growth Factor Proteins 0.000 claims description 2
- 102000010780 Platelet-Derived Growth Factor Human genes 0.000 claims description 2
- 102000013275 Somatomedins Human genes 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 2
- 229940059329 chondroitin sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 2
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims description 2
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 abstract description 22
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 abstract description 10
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract description 10
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 abstract description 10
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 abstract description 8
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 abstract description 5
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 4
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 19
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 16
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 description 15
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 208000028990 Skin injury Diseases 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 5
- 210000001178 neural stem cell Anatomy 0.000 description 5
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 206010020718 hyperplasia Diseases 0.000 description 4
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 4
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 4
- 108010022579 ATP dependent 26S protease Proteins 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 3
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 3
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 102000007547 Laminin Human genes 0.000 description 2
- 108010085895 Laminin Proteins 0.000 description 2
- 206010072170 Skin wound Diseases 0.000 description 2
- 210000004271 bone marrow stromal cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 1
- 102100039289 Glial fibrillary acidic protein Human genes 0.000 description 1
- 101710193519 Glial fibrillary acidic protein Proteins 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 101710098940 Pro-epidermal growth factor Proteins 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000028600 axonogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000008568 cell cell communication Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 210000005046 glial fibrillary acidic protein Anatomy 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000002062 molecular scaffold Substances 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 238000011587 new zealand white rabbit Methods 0.000 description 1
- 230000037311 normal skin Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920001432 poly(L-lactide) Polymers 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 210000001732 sebaceous gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 210000000106 sweat gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 210000004509 vascular smooth muscle cell Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法。一种物理包埋活性物质的组织工程支架材料，由可生物降解的高分子物质和活性物质制备而成，以高分子物质为100重量份计，活性物质为0-20重量份但不为零；100重量份高分子物质由50-100重量份的合成高分子物质和0-50重量份的天然高分子物质组成；高分子物质和活性物质通过静电纺丝形成高分子纳米纤维膜或复合高分子纳米纤维膜，活性物质均匀键合在纤维膜表面。本发明的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，具有良好的生物相容性、足够的力学强度、可生物降解、适合干细胞增殖及定向分化、具有促进细胞迁移粘附及捕获干细胞从而诱导骨、软骨、神经及皮肤等组织再生功能。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料，特别涉及具有捕获干细胞并诱导干细胞增殖及定向分化功能、对组织具有诱导再生作用的生物支架材料及其制备方法和医学用途。
背景技术
组织工程最主要的思路是设计制备出三维仿生组织，构建具有类似天然细胞外基质结构和功能的生物材料支架，为细胞在体外的生长、发育和细胞间通讯提供理想的微环境。
静电纺丝技术能够连续制备纳米级或亚微米级纳米纤维，其构建的支架具有较高的孔隙率、较好的孔道连通以及高比表面积，是目前国内外研究的热点。通过调节溶液浓度、纺丝设备参数可以很好地控制支架材料的结构、化学和几何形貌、纤维取向、拓扑形态及表面图案等，从而可调节细胞的迁移、粘附、增殖与分化等行为。如研究表明，通过静电纺丝制备的聚己内脂(PCL)纳米纤维支架能够支持体外培养的干细胞分化成软骨细胞，维持细胞表型并促进细胞增殖。Yang通过选择合适工艺形成由纳米、微米级纤维并以有序、无序排列形成的四种支架，首次培养神经干细胞(NSC)，探索其在神经修复中的应用。激光扫描共聚焦显微镜观察发现，神经细胞和轴突沿纤维取向伸展和生长，与微米级纤维支架相比，细胞在PLLA纳米级纤维上的分化率更高，在平行纤维上有助于轴突生长，表明静电纺纳米纤维支架在神经修复中具有重要的应用价值。Xu等也发现培养在定向排列的P(LLA-CL)纳米纤维上的血管平滑肌细胞沿纳米纤维方向定向生长，并呈现梭样收缩表型。Basle等的研究表明，体外培养的成骨细胞能沿着胶原纤维的排列方向进行迁移。Han等发现细胞外基质的拓扑形态会在细胞分化中占据重要的角色，通过电纺丝技术调整支架结构，初步现实了对细胞生长的控制。此外，近年来不断有文献报道，细胞能够感应材料表面图案结构的细微变化并对此作出应答。如Zong等研究了取向静电纺丝支架的结构和功能对心肌细胞生长的影响，发现这种由纳米纤维构成的非织造基体能促进心肌细胞进行各向同性或各向异性的生长，心肌细胞在一定程度上能够进入到纤维，研究结果表明，工程构建的心脏组织的结构和功能都可以通过支架的化学和几何形貌(纳米和微米表面结构)得到调整。Biggs认为细胞在基质表面粘附能力下降与表面拓扑结构影响相关基因的表达有关，而某些信号蛋白的过表达也会影响细胞与基质表面纳米沟槽的结合和粘附。微纳米图案化能够影响细胞的生长行为，其对人间充质干细胞的刺激的结果与使用化学刺激的作用是相似的，不同种类的细胞对相同微纳米图案做出的反应也可能不同。在某些尺寸范围内，支架材料的表面图案化能够抑制或诱导细胞行为。
尽管经过二十多年的努力，组织工程已完成了大量基础研究工作。目前国际上已有组织工程皮肤、组织工程软骨产品面世，并得到美国FDA批准进入市场。在我国，西安组织工程技术研究中心成功开发了我国第一个组织工程产品-组织工程皮肤。然而，组织工程因为涉及到8周以上的自体细胞分离培养、组织体外构建与培养，因此，传统的组织工程研究手段不具备普适性，对产业化和临床应用存在制约性。另外，长时间的细胞培养和体外组织构建，可能导致细胞表现型、基因以及功能的变化，并且细胞被细菌污染的几率大大增加，这些问题对其产业化和临床应用也极为不利。因此，组织工程的研究需要跳出原来的思维模式，寻求一种生产更为简单、操作性更强，适合临床应用的研究方法。
近年，组织诱导性生物材料的概念逐渐在生物材料科学领域形成。其概念是基于对材料的微观微孔结构设计、化学修饰和复合生物活性物质，赋予材料诱导组织再生的活性，使组织再生和修复在体内完成。将这种支架材料植入体内后，利用体内的组织环境，通过干细胞迁移、黏附、增殖和细胞外基质的分泌，迅速完成组织的修复和再生。
本发明从干细胞增殖及定向分化的微环境出发，根据特定组织的结构特点及生物环境要求，以生物可降解高分子材料为基础材料，采用静电纺丝技术，通过混纺或后期物理吸附的方法，引入与干细胞迁移、粘附、增殖分化相关的天然生物活性材料及活性因子等，设计构建出具有良好生物相容性、足够的力学强度、可生物降解、适合干细胞增殖及定向分化、具有促进细胞迁移粘附及捕获干细胞从而诱导骨、软骨、神经及皮肤等组织再生功能的物理包埋活性物质的组织工程支架材料。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种负载有活性物质、具有良好生物相容性、足够的力学强度、可生物降解、具有促进细胞迁移粘附及捕获干细胞从而诱导组织再生等功能的物理包埋活性物质的组织工程支架材料。
本发明的目的之二是提供上述物理包埋活性物质的组织工程支架材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种物理包埋活性物质的组织工程支架材料，由可生物降解的高分子物质和活性物质制备而成，以高分子物质为100重量份计，活性物质为0-20重量份但不为零；所述100重量份高分子物质由50-100重量份的合成高分子物质和0-50重量份的天然高分子物质组成；
所述可生物降解的高分子物质和活性物质通过静电纺丝形成高分子纳米纤维膜或复合高分子纳米纤维膜，所述的活性物质均匀分布包埋在纤维膜内。
所述的合成高分子物质的分子量为5～20万，选自乳酸-羟基乙酸的共聚物PLGA、聚乳酸、聚己内酯或聚乙交酯中的一种或几种的混合物；
所述的天然高分子物质的分子量为5～100万，选自透明质酸、丝蛋白、硫酸软骨素、肝素、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、核酸、血清纤维结合蛋白或多肽中的一种或几种的混合物；
所述的活性物质选自表皮生长因子EGF、成纤维细胞生长因子bFGF、内皮细胞生长因子VEGF、转化生长因子TGF-β、胰岛素样生长因子IGF、CD31抗体、CD24抗体、层粘连蛋白、趋化因子SDF-1、神经细胞生长因子NGF、骨形成蛋白BMP-2、成骨生长肽OPG、血小板衍生生长因子PDGF、含多种生长因子的富血小板血浆中的一种或几种的混合物。
上述物理包埋活性物质的组织工程支架材料的一种制备方法，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质溶解在溶剂中，然后加入活性物质，得到高分子纺丝液；
b、支架材料的制备：选用多喷头或单喷头纺丝装置，将步骤a所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中进行静电纺丝，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的高分子纳米纤维膜材料，纤维直径为50nm～5000nm。
上述物理包埋活性物质的组织工程支架材料的一种制备方法，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质和天然高分子物质混合溶解在溶剂中，然后加入活性物质，得到高分子纺丝液；
b、支架材料的制备：选用多喷头或单喷头纺丝装置，将步骤a所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中进行静电纺丝，得到高分子纳米纤维膜，纤维直径为50nm～5000nm；
c、将步骤b所获得的高分子纳米纤维膜材料浸泡到交联剂溶液中，对其中的天然高分子物质组分进行交联，于室温反应6～12小时后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的高分子纳米纤维膜材料。
上述物理包埋活性物质的组织工程支架材料的一种制备方法，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质溶解在第一溶剂中，配制成第一溶液；将活性物质和天然高分子物质溶解在第二溶剂中，配制成第二溶液；
b、支架材料的制备：选用多喷头纺丝装置或核壳电纺装置，将步骤a所得第一溶液和第二溶液分别装入不同输液通路中进行静电纺丝，得到复合高分子纳米纤维膜，其中合成高分子纤维的直径为100-1000nm，天然高分子纤维的直径为50-500nm，纤维膜的厚度为0.1-0.5mm；
c、将步骤b所获得的复合高分子纳米纤维膜浸泡到交联剂溶液中，对其中的天然高分子物质组分进行交联，于室温反应6～12小时后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
所述的溶剂选自水、氟代试剂、氯仿、DMF、THF中的一种或几种的混合物。
所述的静电纺丝的工艺条件为：溶液的供料速率为5～50ul/min，喷丝头与接地的收集器之间的距离为8～20cm；环境温度为20～50℃；静电压为10～30kV。
所述的交联剂溶液是由碳二亚胺与丙酮和水的混合溶剂新配制的溶液，温度为4℃，其中碳二亚胺的浓度为50mM～200mM，丙酮和水的混合溶剂中，丙酮与水的重量比为80∶20。
所述的第一溶剂选自氯仿、DMF、THF中的一种或几种的混合物；所述的第二溶剂选自水、或水与乙醇的混合物、或水与甲醇的混合物。
本发明突破了组织工程以往的研究理念，突破无生命的材料不可能诱导组织形成的传统观点，从干细胞增殖及定向分化的微环境出发，根据特定组织的结构特点及生物环境要求，以生物可降解高分子材料为基础材料，通过纳米电纺技术及材料表面改性等技术，对材料的微观微孔结构设计和化学修饰等技术进行深入研究，引入与干细胞迁移、粘附、增殖分化相关的天然生物活性材料及活性因子等，设计构建出了具有良好生物相容性、足够的力学强度、可生物降解、适合干细胞增殖及定向分化、具有促进细胞迁移粘附及捕获干细胞从而诱导骨、软骨、神经及皮肤等组织再生功能的仿生三维立体组织工程支架。实现仅通过支架材料自身即可实现受损组织的再生与重建，为再生医学产业的发展提供新思路和新途径。
附图说明
图1是本发明实施例1新生组织的生长状态图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
高分子纺丝液的配制：将聚己内酯(PCL，分子量10万)、明胶(GE，分子量10万)与活性物质(成纤维细胞生长因子bFGF、内皮细胞生长因子VEGF或一定比例的富血小板血浆PRP)溶解在三氟代乙醇中，配制成总浓度为12w/v％的混合溶液作为高分子纺丝液，其中PCL、GE、活性物质的质量比为70∶25∶5。
支架材料的制备：选用单喷头纺丝装置，将所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中，调整溶液的供料速率为20ul/min，喷丝头与接地的收集器之间的距离为12cm；环境温度为25℃；静电压为20kV，在收集器上得到高分子纳米纤维，纤维平均直径为400nm。
将所获得的高分子纳米纤维浸泡到新配制的、在4℃冰箱中储存2h以上的、含50mM～200mM的碳二亚胺的80/20的丙酮和水的混合溶液中，于4℃冰箱中交联反应12h后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到本发明的一种可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的高分子纳米纤维膜材料。
复制新西兰大白兔全层皮肤缺损动物模型，将制备的高分子纳米纤维膜材料消毒灭菌后移植于皮肤缺损处，分别于不同时间观察缺损皮肤的修复状况。结果随着时间增加，白色纤维移植物逐渐降解，创面及移植物新鲜湿润，4周左右移植物完全形成新生皮肤；冰冻切片HE染色结果显示形成的新生皮肤结构和正常皮肤基本相同，形成了正常的表皮层、皮下组织层及真皮层，并可见有皮肤附属器——毛发、皮脂腺、汗腺等形成。(参见图1)。
实施例2
高分子纺丝液的配制：将聚己内酯(PCL，分子量10万)溶解在80∶20的氯仿与甲醇的混合溶剂中，配制成8w/v％的PCL溶液；将明胶(GE，分子量30万)与活性物质(骨形成蛋白BMP-2、转化生长因子TGF-β或一定比例的富血小板血浆PRP)溶解在水中，配制成总浓度为15w/v％的混合溶液，其中GE与活性物质的质量比为90∶10。
支架材料的制备：选用双喷头纺丝装置，将上述配制的PCL溶液与含有活性物质的GE混合溶液分别装入两个不同的输液通路中，调整溶液的供料速率为15ul/min，喷丝头与接地的收集器之间的距离为12cm；环境温度为25℃；PCL电纺静电压为18kV，GE电纺静电压为22kV，在收集器上得到含活性物质的厚度为0.2-0.4mm的纤维膜材料，且PCL∶GE∶活性物质的质量比为35∶48∶7。其中PCL平均纤维直径在150-600nm，GE平均纤维直径约100-400nm。
将所获得的纤维膜浸泡到新配置的、在4℃冰箱中储存2h以上的、含50mM～200mM的碳二亚胺的80/20的丙酮和水的混合溶液中，于4℃冰箱中交联反应12h后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
实施例3
高分子纺丝液的配制：将聚己内酯(PCL，分子量10万)与活性物质(内皮细胞生长因子VEGF、富血小板血浆PRP)溶解在80∶20的氯仿与甲醇的混合溶剂中，配制成8w/v％的纺丝液，其中PCL和活性物质的质量比为85∶15。
支架材料的制备：选用单喷头纺丝装置，将所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中，调整溶液的供料速率为20ul/min，喷丝头与接地的收集器之间的距离为12cm；环境温度为25℃；静电压为20kV，在收集器上得到0.4mm厚的高分子纳米纤维，纤维平均直径为500nm。
实施例4
(1)高分子纺丝液的配置：将PLGA(分子量10万)溶解在80/20的DMF与丙酮的混合溶剂中，获得浓度为10w/v％的PLGA溶液；将透明质酸(分子量为200万)与活性分子(内皮细胞生长因子VEGF、CD31抗体)溶解在3/2的DMF与水的混合溶剂中，配制得浓度为3w/v％的混合溶液，其中透明质酸与活性分子质量比为50/50。
(2)纳米纤维膜材料的制备：选用多喷头纺丝装置，将PLGA溶液与透明质酸的混合溶液分别填装到不同的输液通路中进行静电纺丝，电纺工艺参数为：静电压为25kV；供料速率为20ul/min，接受距离为8cm；环境温度为50℃，在收集器上得到0.3mm厚的高分子纤维膜材料，且PLGA∶透明质酸∶活性物质的质量比为77∶11.5∶11.5，PLGA纤维直径为200-1000nm，透明质酸纤维直径为50-200nm。
(3)将步骤(2)所获得的纤维膜浸泡到含200mM碳二亚胺的80/20的乙醇和水的混合溶液中，对透明质酸组分进行交联，于4℃冰箱中交联反应12h后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
实施例5
(1)高分子纺丝液的配置：将PLA(分子量12万)溶解在70/30的DMF与氯仿的混合溶剂中，获得浓度为10w/v％的PLA溶液；将胶原蛋白(分子量为100万)与活性分子(内皮细胞生长因子VEGF、CD31抗体)溶解在9/1的水与乙醇的混合溶剂中，配制得浓度为3w/v％的混合溶液，其中透明质酸与活性分子质量比为80/20。
(2)纳米纤维膜材料的制备：选用多喷头纺丝装置，将PLA溶液与胶原蛋白的混合溶液分别填装到不同的输液通路中进行静电纺丝，电纺工艺参数为：静电压为22kV；供料速率为20ul/min，接受距离为8cm；环境温度为50℃，在收集器上得到0.2mm厚的高分子纤维膜材料，且PLA∶胶原蛋白∶活性物质的质量比为77∶18∶5，PLA纤维直径为200-800nm，胶原蛋白纤维直径为100-400nm。
(3)将步骤(2)所获得的纤维膜浸泡到含100mM碳二亚胺的80/20的乙醇和水的混合溶液中，对胶原蛋白组分进行交联，于4℃冰箱中交联反应12h后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
(4)复制兔全层皮肤缺损模型(在制备皮肤缺损模型前抽取骨髓提取培养骨髓间充质干细胞，并进行GFP转基因标记)，将步骤(3)制备的纤维膜覆盖于兔背皮肤伤口处，同时静脉注射100万个经GFP标记的自体骨髓间充质干细胞，于不同时间分批取出移植物，荧光显微镜下观察干细胞迁移粘附情况。结果发现，移植的纤维膜上有绿色荧光细胞，说明所构建材料可吸引干细胞迁移粘附，即具有募集干细胞的作用。
实施例6
(1)高分子纺丝液的配置：将PLGA(分子量10万)溶解在80/20的DMF与丙酮的混合溶剂中，获得浓度为12w/v％的PLGA溶液；将壳聚糖(分子量为20万)与活性分子(层粘连蛋白、bFGF、EGF、CD24抗体)溶解在80/20的水与乙酸的混合溶剂中，配制得浓度为5w/v％的混合溶液，其中壳聚糖与活性分子质量比为50∶50。
(2)纳米纤维膜材料的制备：选用多喷头纺丝装置，将PLGA溶液与壳聚糖的混合溶液分别填装到不同的输液通路中进行静电纺丝，电纺工艺参数为：静电压为22kV；供料速率为20ul/min，接受距离为8cm；环境温度为50℃，在收集器上得到0.15mm厚的高分子纤维膜材料，且PLGA∶壳聚糖∶活性物质的质量比为70∶15∶15，PLGA纤维直径为200-1000nm，壳聚糖纤维直径在50-100nm。
(3)将步骤(2)所获得的纤维膜至于戊二醛蒸汽中对纤维膜进行交联，在反应12h后，至于真空干燥室进行干燥，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
(4)将步骤(3)制备的纤维膜置于含神经干细胞(NSC)的生物反应器中进行立体动态培养，不同时间取出纤维膜观察干细胞粘附增殖情况。结果显示随着培养时间的延长，纤维膜上的NSC逐渐增多，且细胞伸出触角轴突呈神经细胞形态并表达神经元标志NSE和神经胶质细胞标志GFAP，表明所构建的纤维膜可粘附干细胞并促进其增殖分化。
实施例7
(1)高分子纺丝液的配置：将PLGA(分子量10万)溶解在80/20的DMF与丙酮的混合溶剂中，获得浓度为10w/v％的PLGA溶液；将透明质酸(分子量为200万)、明胶(胶冻强度：Approx.220Bloom)与活性分子(CD24抗体、趋化因子SDF-1、表皮生长因子EGF、成纤维细胞生长因子bFGF)溶解在90/10的水与乙醇的混合溶剂中，配制得浓度为5w/v％的混合溶液，其中透明质酸、明胶与活性分子质量比为25∶25∶50。
(2)纳米纤维膜材料的制备：选用多喷头纺丝装置，将PLGA溶液与透明质酸的混合溶液分别填装到不同的输液通路中进行静电纺丝，电纺工艺参数为：静电压为22kV；供料速率为20ul/min，接受距离为8cm环境温度为50℃，在收集器上得到厚为0.12mm厚的高分子纤维膜材料，且PLGA∶天然高分子∶活性物质的质量比为67∶16.5∶16.5，PLGA纤维直径为200-1000nm，天然高分子混合纤维直径在50-300nm。
(3)将步骤(2)所获得的纤维膜浸泡到含200mM碳二亚胺的80/20的乙醇和水的混合溶液中，对透明质酸与明胶组分进行交联，于4℃冰箱中交联反应12h后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
(4)复制兔全层皮肤缺损模型(在制备皮肤缺损模型前抽取骨髓提取培养骨髓间充质干细胞，并进行GFP转基因标记)，将步骤(3)制备的纤维膜覆盖于兔背皮肤伤口处，同时静脉注射100万个经GFP标记的自体骨髓间充质干细胞，于不同时间分批取出移植物，荧光显微镜下观察干细胞迁移粘附情况。结果发现，移植的纤维膜上有绿色荧光细胞，说明所构建材料可吸引干细胞迁移粘附，即具有募集干细胞的作用。
Claims (9)
1.一种物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：由可生物降解的高分子物质和活性物质制备而成，以高分子物质为100重量份计，活性物质为0-20重量份但不为零；所述100重量份高分子物质由50-100重量份的合成高分子物质和0-50重量份的天然高分子物质组成；
所述可生物降解的高分子物质和活性物质通过静电纺丝形成高分子纳米纤维膜或复合高分子纳米纤维膜，所述的活性物质均匀分布包埋在纤维膜内。
2.如权利要求1所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：所述的合成高分子物质的分子量为5～20万，选自乳酸-羟基乙酸的共聚物PLGA、聚乳酸、聚己内酯或聚乙交酯中的一种或几种的混合物；
所述的天然高分子物质的分子量为5～100万，选自透明质酸、丝蛋白、硫酸软骨素、肝素、胶原蛋白、明胶、壳聚糖、核酸、血清纤维结合蛋白或多肽中的一种或几种的混合物；
所述的活性物质选自表皮生长因子EGF、成纤维细胞生长因子bFGF、内皮细胞生长因子VEGF、转化生长因子TGF-β、胰岛素样生长因子IGF、CD31抗体、CD24抗体、层粘连蛋白、趋化因子SDF-1、神经细胞生长因子NGF、骨形成蛋白BMP-2、成骨生长肽OPG、血小板衍生生长因子PDGF、含多种生长因子的富血小板血浆中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质溶解在溶剂中，然后加入活性物质，得到高分子纺丝液；
b、支架材料的制备：选用多喷头或单喷头纺丝装置，将步骤a所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中进行静电纺丝，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的高分子纳米纤维膜材料，纤维直径为50nm～5000nm。
4.如权利要求1所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质和天然高分子物质混合溶解在溶剂中，然后加入活性物质，得到高分子纺丝液；
b、支架材料的制备：选用多喷头或单喷头纺丝装置，将步骤a所得高分子纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中进行静电纺丝，得到高分子纳米纤维膜，纤维直径为50nm～5000nm；
c、将步骤b所获得的高分子纳米纤维膜材料浸泡到交联剂溶液中，对其中的天然高分子物质组分进行交联，于室温反应6～12小时后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的高分子纳米纤维膜材料。
5.如权利要求1所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、高分子纺丝液的配制：将合成高分子物质溶解在第一溶剂中，配制成第一溶液；将活性物质和天然高分子物质溶解在第二溶剂中，配制成第二溶液；
b、支架材料的制备：选用多喷头纺丝装置或核壳电纺装置，将步骤a所得第一溶液和第二溶液分别装入不同输液通路中进行静电纺丝，得到复合高分子纳米纤维膜，其中合成高分子纤维的直径为100-1000nm，天然高分子纤维的直径为50-500nm，纤维膜的厚度为0.1-0.5mm；
c、将步骤b所获得的复合高分子纳米纤维膜浸泡到交联剂溶液中，对其中的天然高分子物质组分进行交联，于室温反应6～12小时后，用大量的去离子水浸泡冲洗，得到可作为物理包埋活性物质的组织工程支架材料的复合高分子纳米纤维膜材料。
6.如权利要求3或4所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：所述的溶剂选自水、氟代试剂、氯仿、DMF、THF中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求3或4或5所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：所述的静电纺丝的工艺条件为：溶液的供料速率为5～50ul/min，喷丝头与接地的收集器之间的距离为8～20cm；环境温度为20～50℃；静电压为10～30kV。
8.如权利要求4或5所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：所述的交联剂溶液是由碳二亚胺与丙酮和水的混合溶剂新配制的溶液，温度为4℃，其中碳二亚胺的浓度为50mM～200mM，丙酮和水的混合溶剂中，丙酮与水的重量比为80∶20。
9.如权利要求5所述的物理包埋活性物质的组织工程支架材料，其特征在于：所述的第一溶剂选自氯仿、DMF、THF中的一种或几种的混合物；所述的第二溶剂选自水、或水与乙醇的混合物、或水与甲醇的混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100382929A CN102552976A (zh) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100382929A CN102552976A (zh) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102552976A true CN102552976A (zh) | 2012-07-11 |
Family
ID=46400422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100382929A Pending CN102552976A (zh) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102552976A (zh) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102908668A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-02-06 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 诱导生长型可吸收补片的制备方法 |
| CN103006359A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 汪泱 | 仿生三维立体组织工程支架及其制备方法 |
| CN103071188A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-01 | 上海市第六人民医院 | 一种负载细胞因子的纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN104013994A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-09-03 | 杨晔 | 一种含洛伐他汀组织工程支架的制备方法 |
| CN104383579A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 一种止血抑菌功能的伤口保护组合物及其制备方法 |
| CN104383581A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 一种具有止血抑菌功能的伤口保护组合物及其制备方法 |
| CN105079883A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-25 | 华南理工大学 | 一种多级纳米纤维复合可载药牙周组织材料及其制备方法 |
| CN105126084A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-12-09 | 广州赛莱拉生物基因工程有限公司 | 一种胶原蛋白组合物及其制备方法 |
| CN106823011A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 重庆三峡医药高等专科学校 | 利用静电纺丝技术制备促进egf持续性释放纳米纤维的方法及产品 |
| CN107715174A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 清华大学 | 一种含微孔隙和纳米纤维复合结构的仿生组织工程支架及其制备方法 |
| WO2018058874A1 (zh) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 国家纳米科学中心 | 一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用 |
| CN108096634A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-06-01 | 中国人民解放军陆军军医大学第附属医院 | 一种人工骨移植材料及其用途 |
| CN108355167A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-03 | 昆明医科大学第附属医院 | 一种缓释sdf-1的壳聚糖包被bcbb骨修复支架材料及其制备方法 |
| CN108866820A (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 深圳瑞祥居科技发展有限公司 | 一种静电纺丝纳米纤维的制备方法及应用 |
| CN109513049A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 郑州大学 | 一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架 |
| CN109758611A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-17 | 佛山科学技术学院 | 一种活性生物组织工程支架的溶喷制备方法 |
| CN109876185A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-14 | 张海军 | 一种定向诱导神经干细胞分化的支架及其制备方法 |
| CN110665059A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-10 | 苏州大学 | 一种组织工程化神经移植体及其制备方法 |
| CN110960732A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 北京理工大学 | 一种具有中央灌流系统的活体神经支架及其制造方法 |
| CN111035804A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-21 | 深圳市光远生物材料有限责任公司 | 一种软组织修复纤维膜材料及其制备方法和应用 |
| WO2020078949A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | Region Syddanmark | Coating composition for medical implants |
| CN112613205A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-04-06 | 天津理工大学 | 一种面向纤维增强复合材料低速切削工艺过程模拟的建模方法 |
| CN114146229A (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-08 | 上海麦野生物科技有限公司 | 纳米纤维支架的制备方法、采用该纳米纤维支架与黑素细胞构建组织工程材料的方法 |
| CN114874970A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-09 | 浙江大学医学院附属第一医院 | 一种高分子三维支架及其制备方法 |
| CN116145327A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-23 | 诺一迈尔（苏州）医学科技有限公司 | 一种利于软骨组织修复的微米纤维膜及其制备方法 |
| CN116983478A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-03 | 江苏博赛孚医疗科技有限公司 | 有机物包埋的聚羟基乙酸软骨支架及其制备方法和应用 |
| CN117797315A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-04-02 | 四川大学 | 一种促进损伤愈合的软骨修复材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030228350A1 (en) * | 2001-05-16 | 2003-12-11 | The Research Foundation At State University Of New York | Biodegradable and/or bioabsorbable fibrous articles and methods for using the articles for medical applications |
| CN1837274A (zh) * | 2005-03-21 | 2006-09-27 | 中国科学院化学研究所 | 可生物降解及吸收的聚合物纳米纤维膜材料及制法和用途 |
| CN101130902A (zh) * | 2007-08-07 | 2008-02-27 | 东华大学 | 含肝素及生物活性分子纤维及其织物的制备及应用 |
| CN101235155A (zh) * | 2007-10-31 | 2008-08-06 | 江南大学 | 聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法 |
-
2012
- 2012-02-20 CN CN2012100382929A patent/CN102552976A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030228350A1 (en) * | 2001-05-16 | 2003-12-11 | The Research Foundation At State University Of New York | Biodegradable and/or bioabsorbable fibrous articles and methods for using the articles for medical applications |
| CN1837274A (zh) * | 2005-03-21 | 2006-09-27 | 中国科学院化学研究所 | 可生物降解及吸收的聚合物纳米纤维膜材料及制法和用途 |
| CN101130902A (zh) * | 2007-08-07 | 2008-02-27 | 东华大学 | 含肝素及生物活性分子纤维及其织物的制备及应用 |
| CN101235155A (zh) * | 2007-10-31 | 2008-08-06 | 江南大学 | 聚乳酸、聚乙烯醇与苏木共混纳米或微米纤维膜的制备方法 |
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102908668A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-02-06 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 诱导生长型可吸收补片的制备方法 |
| CN103006359A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 汪泱 | 仿生三维立体组织工程支架及其制备方法 |
| CN103071188A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-01 | 上海市第六人民医院 | 一种负载细胞因子的纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN104013994A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-09-03 | 杨晔 | 一种含洛伐他汀组织工程支架的制备方法 |
| CN104383579A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 一种止血抑菌功能的伤口保护组合物及其制备方法 |
| CN104383581A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 无锡中科光远生物材料有限公司 | 一种具有止血抑菌功能的伤口保护组合物及其制备方法 |
| CN105126084A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-12-09 | 广州赛莱拉生物基因工程有限公司 | 一种胶原蛋白组合物及其制备方法 |
| CN105079883A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-25 | 华南理工大学 | 一种多级纳米纤维复合可载药牙周组织材料及其制备方法 |
| CN105079883B (zh) * | 2015-08-12 | 2018-02-27 | 华南理工大学 | 一种多级纳米纤维复合可载药牙周组织材料及其制备方法 |
| WO2018058874A1 (zh) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 国家纳米科学中心 | 一次成型的凝胶纤维复合支架材料及其制备方法与应用 |
| CN106823011A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 重庆三峡医药高等专科学校 | 利用静电纺丝技术制备促进egf持续性释放纳米纤维的方法及产品 |
| CN108866820A (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 深圳瑞祥居科技发展有限公司 | 一种静电纺丝纳米纤维的制备方法及应用 |
| CN107715174A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 清华大学 | 一种含微孔隙和纳米纤维复合结构的仿生组织工程支架及其制备方法 |
| CN107715174B (zh) * | 2017-09-30 | 2020-01-14 | 清华大学 | 一种含微孔隙和纳米纤维复合结构的仿生组织工程支架及其制备方法 |
| CN108096634A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-06-01 | 中国人民解放军陆军军医大学第附属医院 | 一种人工骨移植材料及其用途 |
| CN108355167A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-03 | 昆明医科大学第附属医院 | 一种缓释sdf-1的壳聚糖包被bcbb骨修复支架材料及其制备方法 |
| US20210346577A1 (en) * | 2018-10-18 | 2021-11-11 | Region Syddanmark | Coating composition for medical implants |
| WO2020078949A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | Region Syddanmark | Coating composition for medical implants |
| CN112996546A (zh) * | 2018-10-18 | 2021-06-18 | 南丹麦大区 | 用于医学植入物的涂布组合物 |
| CN109513049A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 郑州大学 | 一种有效负载肝素的聚合物组织工程支架的制备方法及其聚合物组织工程支架 |
| CN109758611A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-17 | 佛山科学技术学院 | 一种活性生物组织工程支架的溶喷制备方法 |
| CN109758611B (zh) * | 2018-12-28 | 2022-04-26 | 佛山科学技术学院 | 一种活性生物组织工程支架的溶喷制备方法 |
| WO2020134445A1 (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 佛山科学技术学院 | 一种活性生物组织工程支架的溶喷制备方法 |
| CN109876185A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-14 | 张海军 | 一种定向诱导神经干细胞分化的支架及其制备方法 |
| CN110665059A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-10 | 苏州大学 | 一种组织工程化神经移植体及其制备方法 |
| CN110665059B (zh) * | 2019-10-17 | 2021-09-28 | 苏州大学 | 一种组织工程化神经移植体及其制备方法 |
| CN110960732A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 北京理工大学 | 一种具有中央灌流系统的活体神经支架及其制造方法 |
| WO2021120302A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 深圳市光远生物材料有限责任公司 | 一种软组织修复纤维膜材料及其制备方法和应用 |
| CN111035804A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-21 | 深圳市光远生物材料有限责任公司 | 一种软组织修复纤维膜材料及其制备方法和应用 |
| CN114146229A (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-08 | 上海麦野生物科技有限公司 | 纳米纤维支架的制备方法、采用该纳米纤维支架与黑素细胞构建组织工程材料的方法 |
| CN112613205A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-04-06 | 天津理工大学 | 一种面向纤维增强复合材料低速切削工艺过程模拟的建模方法 |
| CN112613205B (zh) * | 2020-12-12 | 2022-12-02 | 天津理工大学 | 一种面向纤维增强复合材料低速切削工艺过程模拟的建模方法 |
| CN114874970A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-09 | 浙江大学医学院附属第一医院 | 一种高分子三维支架及其制备方法 |
| CN116145327A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-23 | 诺一迈尔（苏州）医学科技有限公司 | 一种利于软骨组织修复的微米纤维膜及其制备方法 |
| CN116983478A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-03 | 江苏博赛孚医疗科技有限公司 | 有机物包埋的聚羟基乙酸软骨支架及其制备方法和应用 |
| CN117797315A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-04-02 | 四川大学 | 一种促进损伤愈合的软骨修复材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102552976A (zh) | 物理包埋活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 | |
| Su et al. | 3D electrospun synthetic extracellular matrix for tissue regeneration | |
| Kai et al. | Electrospun synthetic and natural nanofibers for regenerative medicine and stem cells | |
| Wang et al. | Silk fibroin H-fibroin/poly (ε-caprolactone) core-shell nanofibers with enhanced mechanical property and long-term drug release | |
| Wang et al. | Biomimetic electrospun nanofibrous structures for tissue engineering | |
| Biazar et al. | Types of neural guides and using nanotechnology for peripheral nerve reconstruction | |
| CN102580160A (zh) | 化学键接活性物质的组织工程支架材料及其制备方法 | |
| Liu et al. | Electrospun nanofibers for regenerative medicine | |
| Cunha et al. | Emerging nanotechnology approaches in tissue engineering for peripheral nerve regeneration | |
| US7704740B2 (en) | Nanofibrillar structure and applications including cell and tissue culture | |
| Ayres et al. | Nanotechnology in the design of soft tissue scaffolds: innovations in structure and function | |
| US20100190254A1 (en) | Three-dimensional porous hybrid scaffold and manufacture thereof | |
| US20100191328A1 (en) | Tissue-engineered silk organs | |
| WO2010040129A2 (en) | Scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine | |
| Narayanan et al. | Polymeric electrospinning for musculoskeletal regenerative engineering | |
| Hiremath et al. | Melt blown polymeric nanofibers for medical applications-an overview | |
| CN103877622A (zh) | 一种静电纺丝纳米纤维-细胞外基质复合材料及其制备方法和应用 | |
| Sridhar et al. | Improved regeneration potential of fibroblasts using ascorbic acid‐blended nanofibrous scaffolds | |
| Hu et al. | Cell electrospinning and its application in wound healing: principles, techniques and prospects | |
| WO2015007797A1 (en) | Three-dimensional scaffold functionalized with micro-tissues for tissue regeneration | |
| Maurmann et al. | Cell electrospinning: a review of materials and methodologies for biofabrication | |
| US20160136330A1 (en) | Three-Dimensional Scaffold Functionalized with Micro-Tissues for Tissue Regeneration | |
| CN113576719A (zh) | 仿生微通道一体化椎间盘支架及制备方法和应用 | |
| Zhou et al. | Manipulating electrostatic field to control the distribution of bioactive proteins or polymeric microparticles on planar surfaces for guiding cell migration | |
| Cai et al. | Nanofiber composites in skeletal muscle tissue engineering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120711 |