[发明专利]具有增大的孔径的支架

说明书

发明领域

本发明涉及可用作引导组织再生术和修复的医疗器材的支架。

发明背景

静电纺丝是用于生产具有宽范围的纤维直径和孔径的纤维支架和膜而通常采用的聚合物加工技术。这些支架典型地呈无纺布形式，其由聚合物纤维随机沉积到靶上而产生。在医疗应用中，这类支架助长了宿主细胞的内生长，由于生物可降解聚合物支架降解，其依次沉积天然细胞外基质。

在静电纺丝聚合物纤维直径和这些纤维间的孔之间存在一种已经得到完全证明的关系。低浓度聚合物溶液导致小纤维和小的单个孔径的形成(Boland等人，2004)。随着聚合物浓度增大，纤维直径和孔径两者增大并且细胞对这些变化作出响应。

虽然在静电纺丝支架中细纤维的存在为细胞附连和增殖提供了较大的表面积，然而不利之处是这些纤维与小孔径有关，这种小孔径对于细胞移行通过支架有害(Lannutti等人，2006)。

为了将所有这三种细胞行为增加到最大限度，理想的支架结构含有细纤维，其提供最佳的表面积以促进细胞附连和增殖并提供最佳的孔径以促进细胞移行。为达到此目的，需要断开纤维直径和孔径之间的关系。

已经采用了各种方法以在标准支架中产生增大的孔径，包括：利用致孔剂的粒子沥滤、利用发泡剂的发泡、利用激光的烧蚀、电子束或机械穿孔、以及利用具有不同化学性能的静电纺丝纤维。

已知这样的静电纺丝复合材料支架，其中孔隙率增加是由支架植入后原位除去一种聚合物纤维而造成的，这是由于这种聚合物纤维的降解速率比其它聚合物高的结果(Pham et al.，2006)。虽然这最终产生了比植入前的支架中孔径更大的孔，但是该最佳孔几何结构不能在恰好开始使用该装置时得到，这将随后使细胞响应延迟(Lannutti等人，2006)。

因此需要一种在植入时具有最佳结构的支架。

发明概述

本发明使支架中的纤维直径和孔径之间的关系能够被断开，由此能够达到细胞附连和增殖所需的小直径以及细胞移行到支架中所需的大孔径。

因此根据本发明的一个方面，提供了一种制造聚合物支架的方法，该方法包括以下步骤：

(a)由第一聚合物溶液生成第一组纤维；

(b)由第二聚合物溶液生成第二组纤维，其中将所述第二组纤维散布在所述第一组纤维之间；以及

(c)从所述支架中提取第二组纤维。

第一组纤维是形成最终支架的那些纤维。第二组纤维是“牺牲的”纤维，即为创造最佳孔径在植入支架之前从该支架中除去的那些纤维。

聚合物溶液的浓度被如此选择以使它们产生纤维直径不同的各纤维组。第二组纤维的直径大于第一组纤维的直径，所以在除去第二组纤维之后形成的孔大于在分离中已经产生的第一组纤维。

在本发明的一种实施方式中，支架是通过静电纺丝产生的，其中将至少两种聚合物溶液静电纺丝以形成无纺纤维支架。

由此在本发明的进一步的实施方式中，提供了一种制造静电纺丝聚合物支架的方法，该方法包括以下步骤：

(a)由第一分配器沿着靶方向在静电场内分配第一聚合物溶液，以便形成至少一条所述第一聚合物溶液的喷射流；

(b)由第二分配器沿着靶方向在静电场内分配第二聚合物溶液，以便形成至少一条所述第二聚合物溶液的喷射流；

(c)将各个步骤(a)和(b)中产生的至少一条喷射流聚集到靶上以形成聚合物支架；

(d)从所述支架中提取由第二聚合物溶液形成的纤维。

在本发明的某些实施方式中，将第一和第二聚合物溶液同时分配到所述靶上，这导致第一组和第二组聚合物纤维在整个支架中基本均匀分布。

在本发明另外的可选择实施方式中，将第一和第二聚合物溶液单独分配，例如脉冲调制，例如，这可导致第一组和第二组聚合物纤维在支架内更局限性的或集中的分布。

该方法可进一步包括在提取由第二聚合物溶液所形成的纤维之前将支架干燥的步骤，由此在提取步骤之前将支架内保留的残余溶剂量减至最少。