[发明专利]一种复合有载药MOF的微图案化纳米纤维材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物材料领域，涉及一种复合有载药MOF的微图案化纳米纤维材料及其制备方法和应用。该材料以相互交错排列的亲水性复合静电纺丝纳米纤维为骨架，有序排列微图案化结构，并分布开放的三维贯通的多孔结构；亲水性复合静电纺丝纳米纤维为支撑性生物相容材料、亲水性生物相容材料及负载修复活性分子的金属有机框架纳米颗粒的共混物。其制备方法为：以均匀分散有负载修复活性分子的金属有机框架纳米颗粒、支撑性生物活性材料和亲水性生物活性材料的有机溶剂作纺丝液，静电纺丝制备。该材料基于缓控释药物载体活性及生物组织活性，协同促进细胞在机体环境与微图案化纳米纤维材料内的活性，利于组织修复及创面愈合，用于制备创伤修复材料。

技术领域

本发明属于生物材料领域，具体涉及一种复合有载药MOF的微图案化纳米纤维材料及其制备方法和应用。

背景技术

足部溃疡是糖尿病主要并发症之一，创面迁延不愈，严重者甚至需截趾/肢治疗，术后五年死亡率高达50％～68％。正常的皮肤伤口一般能及时而有序的自我修复，而糖尿病伤口则血管新生不足、伤口愈合缓慢，这主要是由于高糖环境下促血管生成的生长因子分泌减少，其相应的受体表达减少，基质沉积减少，无法形成伤口愈合所需的微环境。

近年兴起的皮肤组织工程利用人工合成的皮肤支架材料，再结合生长因子、药物或无机颗粒等构建组织工程化皮肤，有效治疗和修复皮肤损伤。

静电纺丝纳米纤维材料具有较多结构上的优势，由静电纺丝技术制备的纳米纤维材料绝大多数为薄膜状，较好地贴附于创面，质量轻薄不会给创面造成负担，并且还具有同天然人体细胞外基质(ECM)相似的纳米纤维结构以及较大的比表面积，能够促进皮肤组织细胞在其上的粘附及生长，其良好的孔连通性也有利于创面区域细胞所需的营养物质的传输以及气体的交换，近年来作为皮肤组织工程支架受到研究者的广泛重视。

天然人体细胞外基质(ECM)对一切生理活动的调控不仅取决于细胞外基质中起连接、支撑及保护等作用的支架结构，还取决于细胞外基质中储存的支撑细胞生命现象的微环境。

静电纺丝纳米纤维材料虽可模拟天然细胞外基质中起连接、支撑及保护等作用的支架结构，但无法提供支撑细胞生命现象(尤其是增殖、迁移、分化现象)的微环境，无法满足机体对创伤修复等特殊生理功能的需求，尤其在人体自身微环境遭到破坏时，对应用于创伤修复等特殊生理功能的静电纺丝纳米纤维材料的要求更高。

二甲基草酰甘氨酸(DMOG)作为生长因子的小分子替代物，其可诱导缺氧诱导因子1α(HIF-1α)。然而过渡使用DMOG存在副作用，例如促进大量血管生成导致肿瘤的形成及增加红细胞生成等。若能控制DMOG在体内缓慢释放，使其控制在安全浓度范围内，实现治疗作用的同时，降低或免除毒副作用，将扩大DMOG应用于组织修复的医疗应用。

随着纳米技术的蓬勃发展，金属有机框架(MOFs)是近20年来发展极为迅速的新型有机-无机纳米多孔材料，它是以金属离子或金属簇单元为中心，与有机配体分子通过配位作用自组装形成的一类具有周期性的三维网络结构的多孔晶态材料。MOFs具有高度有序、巨大的比表面积和孔隙率等优点，被广泛应用于气体分离、催化、传感和药物负载等。

沸石咪唑酯骨架材料(ZIF)是MOFs的一种，具有与沸石分子筛相似的拓扑结构，热稳性和水稳定性更高，其比表面积达1900m²·g^-1，孔径为不仅可以作为药物载体，同时还兼具诊断剂的作用，广泛应用于生物医药领域。如含有钴离子的ZIF-67，被广泛用作过渡金属氧化物的前躯体，应用于储能、生物传感器、超级电容器等。