[发明专利]一种多孔纳米纤维管状支架的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于管状组织工程支架的制备领域，特别涉及一种多孔纳米纤维管状支架的制备方法。

背景技术

人体中含有很多管腔状组织，如心血管、外周血管、神经导管、食道、肠道、胆管、尿道和骨等，修复这些组织的缺损经常要用到管状的组织支架。在这些管状组织的病变中，心血管疾病是威胁人类健康最严重的疾病之一，对缺损和严重病变的血管通常需施行移植手术。目前，临床上常用自体血管如大隐、乳内动脉作为移植物。但自体血管来源有限，且自体移植易对人体造成二次损伤。使用异体移植的支架易引起免疫排斥反应。目前比较成熟的方法是应用人工合成的血管假体如膨化聚四氟乙烯（ePTFE）和涤纶（Dacron）作为动脉替代物重建动脉。这些人造血管用于大、中动脉的替代效果令人满意，但是在用于小口径（<6mm）血管替代时，由于人工血管管壁缺少内皮细胞，小口径血流速度缓慢导致移植早期急性血栓形成，移植后期吻合口内膜增生引起管腔狭窄直至闭塞，通畅率很难达到要求。基于组织工程技术构建的细胞-生物材料复合物，经体外构建后植入体内，与宿主血管组织融合和组织的重塑，恢复血管连续性和血液通畅，被认为是理想的血管替代物。

血管组织工程包括三维支架、种子细胞、必要的生长因子三个部分。其中，血管支架起着支撑细胞生长、引导组织再生、控制组织结构和释放活性因子等作用，是决定组织工程成败的关键因素之一。理想的血管支架应具备以下特点：（1）仿生细胞外基质（ECM）的结构和功能；（2）良好的相容性和可控的降解率；（3）具有一定的孔隙结构；（4）具有与天然血管相匹配的力学性能，便于血液流动；（5）有活性生长因子的释放。目前临床上使用的血管支架各具优缺点，如合成的非降解材料不支持内皮细胞的粘附和生长，移植后支架在体内无法被吸收、降解，其构建的血管不是真正意义上的组织工程血管，而自体异体移植的血管由于其来源有限，无法满足需求。

理想的组织血管支架应能在愈合过程中随着支架的降解而重塑，从而形成一条与宿主主动脉具有相同机械性能和生物性能的新血管，除了在结构与功能的仿生外，还要有利于细胞的分化，识别，起到缺损血管的重塑过程。为了仿生天然血管的结构与功能，支架的，结构取决于制备方法。从微观上看，细胞外基质由纤维网状结构组成（其中胶原纤维的直径为50-500nm），因此以亚微米或纳米纤维制备的细胞支架最大程度仿生人体内ECM的物理结构。制备纳米纤维的结构方法有很多，目前最主要的有静电纺丝和相分离法。用静电纺丝的方法可以形成长纳米纤维。如中国专利（申请号03137309.7）公开了一种静电纺丝制备组织工程支架材料的方法和装置，这种方法具有材料来源广泛和易于成型的特点，但通常难以控制其孔隙结构，利用相分离方法在制备三维多孔支架方面具有一定的优势。相分离技术是制备聚合物多孔材料的重要方法，其过程是在一定条件下将聚合物溶解在适当的溶剂中，保持溶液温度高于相分离点，高分子链在溶剂中充分舒展；当温度下降到热力学不稳定区或有非溶剂存在时，溶液发生相分离，形成聚合物贫相和富相；在降温条件下，聚合物富相区再将溶剂以冻干或置换的方式脱除，得到多孔聚合物材料。对于半晶态聚合物如PLLA，通过控制溶剂组合、聚合物浓度、热退火、溶剂交换和冷冻温度等条件可得到纳米纤维多孔支架。

在管状组织的重建过程中，支架必须提供较大的孔径以利用细胞的长入，粒子沥滤是最常用的致孔手段。如Ma课题组（Biomaterials,2010,31:7971-7977）用糖球作为致孔剂制备具有大孔连通的纳米纤维支架用于血管再生，但这种完全连通的大孔结构不仅牺牲了支架的力学强度，也存在血液渗漏的风险。S.Ramakrishna等(Polymer,2009,50:4128-4138）采用二氧六环和水为混合溶剂溶解PLLA，通过热致相分离制备了大孔纳米纤维支架，但单纯的PLLA支架脆性较大，难以提供常用管状组织修复过程中必需的韧性和弹性等力学强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔纳米纤维管状支架的制备方法，该方法操作简单、不需外加致孔剂、可大批量生产、制备成本较低，得到了管状支架具有孔径和孔隙率可调的多孔结构，有利于细胞的长入和新生组织的重建。

本发明的一种多孔纳米纤维管状支架的制备方法，包括：

（1）将左旋聚乳酸PLLA与其他聚合物于50-70℃溶解于溶剂中，得到均一的聚合物溶液；