[发明专利]一种用于骨组织再生的多功能纤维膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于骨组织再生的多功能纤维膜及其制备方法，该多功能纤维膜为核壳结构的同轴纤维，核层包括具有尺寸稳定性的高分子聚合物和具有促骨组织再生的药物，壳层包括易收缩的高分子聚合物和胶原或明胶；其中，易收缩的高分子聚合物、具有尺寸稳定性的高分子聚合物、胶原或明胶、具有促骨组织再生的药物的重量比为1:0.25‑0.375:0.05‑0.3:0.03‑0.05。本发明提供的多功能纤维膜可有效改善现有骨组织支架材料在使用过程中易发生收缩现象的问题，同时具有较好的力学性能，还具有抗炎、促进骨组织再生的作用。

技术领域

本发明属于纤维膜技术领域，具体涉及一种用于骨组织再生的多功能纤维膜及其制备方法。

背景技术

骨组织支架材料是广泛应用于骨组织工程的骨修复、替代材料。聚乳酸-羟基乙酸由于其良好的生物相容性、降解速率可调等优良特性在骨组织工程中已被广泛研究应用，且已获得FDA批准应用于生物医用材料领域。但由于聚乳酸-羟基乙酸本身是无定型的，玻璃化温度在40-60℃之间，当受到物理或化学刺激时极易发生尺寸收缩而变形。例如，聚乳酸-羟基乙酸在生理盐水、磷酸盐缓冲液、75％酒精和细胞培养基等液体介质中极易发生收缩变形，导致支架材料的形状尺寸大幅度减小从而削弱支架材料的性能。聚乳酸-羟基乙酸易收缩的特点会导致在应用过程中失去其空间维持能力、力学支撑等问题，不利于其在骨组织工程中更广泛的应用。支架材料结构和尺寸的稳定性也是临床应用的基本要求之一。

为了解决聚乳酸-羟基乙酸易收缩的问题，现有技术通常采用物理束缚，表面化学改性或添加结晶型/半结晶型高分子等方法以削弱其收缩性。有研究者通过气体等离子体喷涂对聚乳酸-羟基乙酸支架进行表面改性，一定程度上改善了聚乳酸-羟基乙酸在磷酸盐缓冲液中尺寸收缩的问题，但是该方法主要作用于支架材料表面，当液体介质浸润材料内部时依然会引起支架材料的收缩。还有研究者通过外加聚丙烯环同时进行热处理以限制聚乳酸-羟基乙酸静电纺丝纤维膜的尺寸收缩，该方法虽然能够较好的保持聚乳酸-羟基乙酸纤维膜的形状尺寸，但是缺乏临床可操作性，且随着聚乳酸-羟基乙酸的降解，聚丙烯环逐渐脱落，失去物理束缚后聚乳酸-羟基乙酸纤维膜也会发生尺寸收缩。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种用于骨组织再生的多功能纤维膜及其制备方法，可有效改善现有骨组织支架材料在使用过程中易发生收缩现象的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于骨组织再生的多功能纤维膜，该多功能纤维膜为核壳结构的同轴纤维，核层包括具有尺寸稳定性的高分子聚合物和具有促骨组织再生的药物，壳层包括易收缩的高分子聚合物和胶原或明胶；其中，易收缩的高分子聚合物、具有尺寸稳定性的高分子聚合物、胶原或明胶、具有促骨组织再生的药物的重量比为1:0.25-0.375:0.05-0.3:0.03-0.05。

本发明提供的同轴纤维核层中具有尺寸稳定性的高分子聚合物作为纤维膜的高分子骨架之一，具有良好的尺寸稳定性和力学性能，可以通过轴向与径向与壳层中的易收缩的高分子聚合物相互作用，进而有效限制壳层中的易收缩的高分子聚合物的尺寸收缩；而壳层中的胶原或明胶具有良好的生物相容性和水溶性等特点，可提高壳层纤维的亲水性、细胞相容性以及力学性能，且能显著加快纤维膜的降解速率；核层中的具有促骨组织再生的药物能够促进骨再生作用，同轴纤维的核壳结构有利于改善药物的早期爆释行为，可有效控制黄芩苷从纤维中释放。

易收缩的高分子聚合物、具有尺寸稳定性的高分子聚合物的含量在纺丝过程中起着重要作用，若含量太低，纺丝液浓度低，粘度也低，无法进行正常纺丝，含量过高也无法正常纺丝；胶原或明胶含量主要影响药物释放行为，壳层纤维的亲水性以及整个纤维膜体系的降解速率，太高或太低均有不利影响。

进一步地，易收缩的高分子聚合物、具有尺寸稳定性的高分子聚合物、胶原或明胶、具有促骨组织再生的药物的重量比为1:0.3:0.2:0.0375。