[发明专利]一种同轴静电纺丝纤维支架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物组织工程领域，特别涉及一种同轴静电纺丝纤维支架及其制备方法。

背景技术

纤维支架是一种生物组织工程支架，由于其具有与天然细胞外基质相近的纳米级结构，能够仿生细胞外基质的结构特点，具有支撑细胞生长、引导组织再生、控制组织结构和释放生物活性因子等作用。由于纤维支架的材料和结构是影响其功能的主要因素，所以对纤维支架的制备十分重要。利用同轴静电纺丝技术所制备的纳米级纤维不仅具有较高的比表面积和孔隙率，还具有和细胞外基质相似的结构，能够有效应用在组织工程法修复软骨损伤过程中。在组织工程法修复软骨损伤过程中，置于软骨缺损区的纤维支架将募集骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Derived Mesenchymal Stem Cells，BMSC)，BMSC在该纤维支架中生长，并向成软骨方向分化，引导软骨组织再生，促进软骨修复。

现有技术使用聚己内酯的氯仿溶液作为壳层溶液，蛋白质-聚乙二醇（PEG）的氯仿溶液作为芯层溶液，通过采用同轴静电纺丝技术制备得到具有与天然细胞外基质相近的纳米级结构的同轴静电纺丝纤维支架，该同轴静电纺丝纤维支架包括聚己内酯壳层和聚乙二醇芯层。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于现有技术制备的同轴静电纺丝纤维支架中的聚己内酯壳层为疏水性，难以结合BMSC，使其在软骨缺损区募集的BMSC较少、且BMSC成软骨方向分化的能力较弱，致使新生软骨组织较少，不利于软骨有效快速地进行修复。

发明内容

为了解决现有技术同轴静电纺丝纤维支架在软骨缺损区募集的BMSC较少、且BMSC成软骨方向分化的能力较弱的问题，本发明实施例提供了一种同轴静电纺丝纤维支架。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种同轴静电纺丝纤维支架，所述同轴静电纺丝纤维支架包括脂肪族聚酯壳层和聚乙烯吡咯烷酮芯层，所述脂肪族聚酯壳层表面偶联有骨髓间充质干细胞亲和肽，所述聚乙烯吡咯烷酮芯层中负载有重组人转化生长因子-β1。

具体地，作为优选，所述同轴静电纺丝纤维支架还包括牛血清蛋白，所述牛血清蛋白负载在所述聚乙烯吡咯烷酮芯层中。

具体地，作为优选，所述脂肪族聚酯壳层中脂肪族聚酯选自聚己内酯、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚（乳酸-己醇）共聚物中的至少一种。

具体地，作为优选，脂肪族聚酯壳层中脂肪族聚酯、聚乙烯吡咯烷酮芯层中聚乙烯吡咯烷酮和所述牛血清蛋白质量比为1-1.5：0.35-0.55：0.01-0.015。

具体地，作为优选，所述骨髓间充质干细胞亲和肽的纯度大于等于95%。

另一方面，本发明实施例还提供了一种同轴静电纺丝纤维支架的制备方法，所述方法包括：

制备脂肪族聚酯壳层溶液：将脂肪族聚酯溶于有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到所述脂肪族聚酯壳层溶液；

制备含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液：将聚乙烯吡咯烷酮溶于有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到所述聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液，向所述聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液中加入重组人转化生长因子-β1，搅拌至混合均匀，得到所述含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液；

在无风环境下，分别将所述脂肪族聚酯壳层溶液和所述含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液注入壳层溶液注射器和芯层溶液注射器中，进行同轴静电纺丝，制备得到含有重组人转化生长因子-β1的同轴静电纺丝纤维支架；

将骨髓间充质干细胞亲和肽偶联到所述含有重组人转化生长因子-β1的同轴静电纺丝纤维支架的表面，得到所述同轴静电纺丝纤维支架；

制备脂肪族聚酯壳层溶液所用的有机溶剂与制备含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液所用的有机溶剂为同一种。

具体地，作为优选，所述方法还包括：在制备含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液的过程中，向所述含有重组人转化生长因子-β1的聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液中加入牛血清蛋白。

具体地，作为优选，所述脂肪族聚酯壳层溶液的浓度为0.14g/ml-0.16g/ml，所述聚乙烯吡咯烷酮芯层溶液的浓度为0.065g/ml-0.075g/ml。

具体地，作为优选，所述有机溶剂选自三氟乙醇、甲酸、六氟异丙醇、三氯甲烷、乙醇中的至少一种。