[发明专利]一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统，载有kartogenin的同轴纳米纤维为骨架，载有七叶皂苷钠的复合水凝胶填充于骨架的空隙并使其最终形成具有弹性的圆柱体，其中：所述同轴纳米纤维由芯层和壳层构成，芯层为聚乳酸，kartogenin均匀分散在聚乳酸中，壳层为丝素蛋白；所述复合水凝胶由七叶皂苷钠、壳聚糖、氧化羟乙基纤维素组成，七叶皂苷钠均匀分散在壳聚糖中。本发明具备优良的生物相容性、机械性能，同轴纤维膜能为软骨再生提供正确的引导，同时双载药的梯度释放能对软骨修复的不同阶段产生促进作用，保证了软骨修复的质量。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及软骨修复系统，尤其是一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统，本发明还涉及其制备方法。

背景技术

在临床骨科治疗中存在着大量因关节炎、运动损伤等各种原因导致的软骨缺损的病例，治疗手段通常是对缺损处进行清理，注射消炎药物缓解病人的疼痛，自体骨移植进行重建等。由于软骨组织的特殊结构，人体内一旦发生了软骨缺损很难通过人体的自愈能力进行恢复，因而对于关节软骨缺损的修复没有很好的方法。

随着材料工程学的发展，一些新型的仿生组织修复材料应运而生，但在软骨缺损方面，这些材料大多存在力学性能不佳，修复能力差等缺陷，而将自身细胞或外加细胞以及某些生长因子或蛋白加入到修复材料中可促进软骨修复。

目前制备软骨修复系统的材料主要包括天然生物材料、合成材料、或二者组成的复合材料等。丝素蛋白是一种天然生物材料，具有良好生物相容性、降解产物无毒、力学性能可调等优点。近些年的研究表明，通过种植各种细胞、不同的化学修饰以及负载各种生长因子等，丝素蛋白生物支架在骨组织工程中的应用变得越来越广泛。聚乳酸是一种绿色高分子材料，原料来源充足、无污染且可被生物降解，同时，聚乳酸还具有良好的机械性能和物理性能，易被加工制作成膜，但降解速率较慢，且降解产物呈酸性，易引发周围组织炎症，一般需要复合其他材料。壳聚糖是甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有无毒、安全、可生物降解的特点，能支持细胞的黏附与生长，还能抑制成纤维细胞的生长和瘢痕的形成，并促进内皮细胞的生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统及其制备方法，该软骨修复系统不仅具备优良的生物相容性、机械性能，内部骨架取向同轴纤维膜还能为软骨再生提供正确的引导，同时双载药的梯度释放能对软骨修复的不同阶段产生促进作用，保证了软骨修复的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统，载有kartogenin的同轴纳米纤维为骨架，载有七叶皂苷钠的复合水凝胶填充于骨架的空隙并使其最终形成具有弹性的圆柱体，其中：

所述同轴纳米纤维由芯层和壳层构成，芯层为聚乳酸，kartogenin均匀分散在聚乳酸中，壳层为丝素蛋白；

所述复合水凝胶由七叶皂苷钠、壳聚糖、氧化羟乙基纤维素组成，七叶皂苷钠均匀分散在壳聚糖中。

优选地，所述同轴纳米纤维的直径为900-1600nm，芯层直径为300nm-750nm。

一种双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚乳酸和kartogenin溶于二氯甲烷中得到芯层纺丝溶液，将丝素蛋白溶于六氟异丙醇中得到壳层纺丝溶液，将二者进行同轴静电纺丝，得到以聚乳酸和kartogenin为芯层、以丝素蛋白为壳层的同轴纳米纤维；

2)将壳聚糖与七叶皂苷钠溶解在乙酸溶液中，然后加入氧化羟乙基纤维素，配制成复合水凝胶溶液；

3)将步骤1)得到的同轴纳米纤维剪裁后卷成圆柱体，放入模具，将步骤2)得到的复合水凝胶溶液注入膜具，交联固化后取出，即为双载药纳米纤维水凝胶复合软骨修复系统。