[发明专利]一种高分子三维支架及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子三维支架及其制备方法，支架包括一层或多层人工合成的高分子三维纤维网格，纤维直径在50纳米‑2000纳米之间，单层纤维网格的厚度为100纳米到2000纳米之间，纤维间空隙在10纳米到25纳米之间，纤维实体成分占支架总空间的30％‑70％，支架表面通过化学修饰成能有效促进细胞的增殖和分化、组织的建构，支架承载添加剂；其制备方法包括以下步骤：(1)制备聚合物溶液；(2)采用静电纺丝制备单层纤维网格；(3)将单层纤维网格拼接成多层高分子三维支架。本发明提供一种高分子三维支架及其制备方法，引进了无毒和生物相容的材料构建三维空间，提供了一个模拟体内组织细胞生长的微环境或纳米环境，促进细胞的增殖分化及受损结构再生。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，特别涉及一种高分子三维支架及其制备方法。

背景技术

在调节细胞内基因表达的各种因素中，细胞类型、空间因素、化学触发和调控发挥了很大的作用。体内细胞的增殖和分化受到细胞外基质和细胞因子的调控，如生长因子和分化因子。特异的黏附分子和细胞因子，可作为一种信号促进细胞增殖、分化、迁移或者启动凋亡，而细胞依赖特异型受体对信号做出反应。由信号分子启动的信号传导依赖于细胞骨架的组织和结构，所以信号传导与细胞表面的信号分子、周围细胞和细胞外基质有关，在设计细胞和组织培养环境时要考虑到细胞之间的相互作用。且最近的研究表明，由纤维构成的具有3-D空间结构的微米和纳米微环境，如细胞外基质胶原成分或其他纤维是组织细胞黏附、信号转导、分化必不可少的条件。在传统平面培养基表面，细胞的贴壁和生长完全不同于体内组织中细胞的生长模式。在此情况下，一种无毒和生物相容的材料构建三维空间就显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种高分子三维支架及其制备方法，引进了无毒和生物相容的材料构建三维空间，提供了一个模拟体内组织细胞生长的微环境或纳米环境，用于体内和体外细胞的增殖，从而促进细胞的增殖和分化及受损结构再生。此类三维结构可以根据所需修复的组织，通过改变纤维的直径、聚合物及添加剂的组成、高分子三维支架的理化和结构特点来实现不同的功能，可用于体外的细胞培养、组织工程、修复或替代体内的损伤组织及促进新的组织和器官生长。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种高分子三维支架，由一层或多层人工合成的高分子三维纤维网格构成，纤维直径在50纳米-2000纳米之间，单层纤维网格的厚度为100纳米到2000纳米之间，纤维间空隙在10纳米到25纳米之间，纤维实体成分占支架总空间的30％-70％，纤维是具有生物相容性的非细胞毒性的高分子聚合物，支架表面附着化学修饰，支架承载添加剂。其制备方法包括以下步骤：

(1)制备聚合物溶液，溶液包含0.25％至15％体积比的添加剂；

(2)采用静电纺丝制备的方法，使用聚合物溶液制备单层高分子三维纤维网格；

(3)将单层高分子三维纤维网格拼接成多层高分子三维支架。

作为优选，所述的单层及多层高分子纤维是可生物降解材料。

作为优选，所述的单层及多层高分子纤维是非生物降解材料。

作为优选，所述的添加剂包括一种及多种生长因子、分化因子、生物活性分子、生物大分子等脂质及亲脂性分子。

作为优选，所述的生长因子，包括血管内皮生长因子、表皮生长因子、胰岛素生长因子、血小板衍化生长因子、神经生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子。

作为优选，所述分化因子，包括经营养因子、集落刺激因子、转化生长因子。。

作为优选，所述的生物活性分子，包括脂质、碳水化合物、多糖、氨基酸、核酸、核苷酸、多核苷酸、杂交分子。

作为优选，所述的生物大分子，包括醇，醛，胺，羧基，巯基。