[发明专利]一种可控药物释放的取向多孔复合电纺纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物材料领域，公开了一种可控药物释放的取向多孔复合电纺纤维膜，以左旋聚乳酸为基质，具有单一取向结构，并且在纤维表面分布纳米孔，负载药物的介孔二氧化硅纳米粒子分布在纤维内部。所述纤维膜通过混合静电纺丝技术制备，工艺简单易控。多级纳米结构与可控释放的药物以及Si离子产生协同作用，能够促进创伤区域血管新生从而加快了糖尿病伤口的愈合，可用作新型的创面修复敷料。

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及一种可控药物释放的取向多孔复合电纺纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

慢性溃疡是糖尿病最严重的并发症之一，糖尿病患者的脚部皮肤一旦发生创伤，就会面临着截肢的风险，从而导致医疗成本增加，病人生活质量差。正常的皮肤伤口能够及时而有序地愈合，与之相比，糖尿病性伤口的典型特征为血管新生不足和伤口愈合缓慢，这是由于血液中葡萄糖长期处于较高水平，从而显著降低血管生成因子的分泌，并减少角质细胞的迁移和增殖以及伤口的再上皮化[1]。

近些年来兴起的组织工程为皮肤创面修复提供了一种新方法。这种方法的核心是制备人工合成的支架材料，再结合生长因子、药物或无机颗粒等来构建组织工程化皮肤，有效治疗和修复皮肤损伤。电纺纳米纤维膜具有较多的结构上的优势，如其纳米级纤维结构与细胞外基质结构相类似，多孔互连的3D网络结构，高的比表面积和孔隙率，所以在近年来其作为皮肤组织工程支架受到研究者们的广泛重视。在先前的研究中，为了快速有效地促进创伤区域的血管生成，通常会将血管内皮生长因子(VEGF)和表皮生长因子(EGF)等外源性的生长因子掺入伤口敷料材料中。然而这种方法存在一些缺陷，比如会引发并发症，而且生长因子存在半衰期短、蛋白质不稳定、成本高等弊端。因此，如果我们能设计一种电纺纤维支架，其自身的物理或化学信号能够有效地促进伤口区域血管新生从而加速慢性创伤的愈合，它将在皮肤组织工程中具有巨大的应用前景。

一系列研究表明，电纺纤维的取向结构可以精确控制细胞排列并能促进内皮细胞成血管分化。除此之外，纳米孔作为一种单根电纺纳米纤维表面的二级纳米结构，研究表明其可以显著增加蛋白质吸附位点，并且对细胞附着、增殖和分化具有较好的促进作用。因此，如果在取向的电纺丝纳米纤维的表面上引入纳米孔，则这种构建的多级纳米结构可以从结构上多重诱导内皮细胞成血管化行为，从而进一步加快糖尿病伤口的愈合过程。

除了结构诱导以外，皮肤组织工程支架上的生物活性成分也在糖尿病伤口愈合中起重要作用。二甲基草酰甘氨酸(DMOG)作为生长因子的替代物，其可诱导缺氧微环境并稳定缺氧诱导因子1α(HIF-1α)。然而，过量使用DMOG存在副作用，例如促进大量血管生成从而导致肿瘤的形成以及增加红细胞生成等。因此，临床上需要一种可以在糖尿病伤口愈合过程中长时间持续递送适当剂量DMOG药物的控释系统。介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)具有高比表面积和大孔体积，是一种有效的可控药物释放载体。除此之外，在生物应用过程中，Si离子还可以从可降解的MSNs中释放出来，并且已经有研究证明Si离子对内皮细胞的成血管化起积极调控作用。

发明内容

本发明旨在提供一种可控制药物释放的取向多孔复合电纺纤维膜及制备方法。

本发明还将上述可控药物释放的取向多孔电纺纤维膜用于制备生物材料，尤其是创面修复敷料。

技术方案为，一种可控药物释放的取向多孔复合电纺纤维膜，以左旋聚乳酸为基质具有单一取向结构，并且在纤维表面分布纳米孔，负载药物的介孔二氧化硅纳米粒子分布在纤维内部。以左旋聚乳酸为基准，负载药物的介孔二氧化硅纳米粒子的含量为0.001％～35％，优选为0.1％～20％。

所述的药物为促进创面愈合的药物，尤其是二甲基草酰甘氨酸(DMOG)。